特斯拉Optimus灵巧手正经历快速迭代。第一代Optimus采用空心杯电机+腱绳+蜗轮蜗杆方案，单只灵巧手11个自由度。第二代Optimus于2023年12月发布，手指腹部增加触觉传感器，展示双指拿鸡蛋动作。第三代Optimus灵巧手实现了重大升级——从11个自由度提升至22个，驱动电机和控制器外置于手臂，用腱绳完成手指控制和伸展，触觉传感器覆盖度增加。申万宏源证券机器人团队认为，灵巧手是人形机器人边际增量最大的方向之一，特斯拉、优必选、智元、Figure等头部企业均在灵巧手领域持续发力。
自由度从11到22——灵巧手灵活性的质变
自由度数量直接决定灵巧手的运动灵活性和操作能力。特斯拉第一代Optimus灵巧手单只手有11个自由度、6个执行器模组，大拇指有两个执行器分别控制弯曲/伸展和外展/内收运动，其他手指有一个执行器、具有1个主动自由度和1个由腱绳牵引的被动自由度。第三代Optimus灵巧手将自由度从11个提升至22个，实现翻倍增长。22个自由度意味着灵巧手能够执行更加精细和复杂的操作任务，更接近人类双手的灵活程度。特斯拉工程师Milan Kovac在2024年WeRobot大会上表示，到2024年底前将改善Optimus Gen3灵巧手的触觉感知和重量分布的均衡问题，特别是扩展触觉感应集成（增加覆盖范围）、通过腱绳实现更精细的控制以及减轻前臂重量（所有驱动移至前臂所致）。自由度提升+驱动外置+腱绳精细控制三者叠加，灵巧手灵活性和可操控性有望实现质变。
驱动外置+腱绳控制——减轻末端负载，提升抓取速度
特斯拉第三代灵巧手将电机和驱动器外置于手臂，这是硬件架构的重要变化。驱动器外置使灵巧手本体更加轻巧，减轻了末端执行器的惯量，可提升抓取速度和操作灵活性。早期的多指灵巧手一般将驱动器外置，主要是受驱动器结构尺寸影响难以嵌入手指内；随着材料工艺技术发展，驱动器尺寸逐渐减小，灵巧手走向内置式。特斯拉第三代的驱动外置方案并非技术倒退，而是针对22个自由度的高要求采取的优化策略——更多自由度意味着更多电机，若全部内置将导致手指体积过大。腱绳传动在这一架构中扮演核心角色，通过腱绳连接前臂的驱动器和手指关节，实现运动和动力传递。腱绳传动的优势在于使大型驱动器远离执行机构、减轻末端负载和惯量、排布灵活、适合空间狭小且需要驱动自由度数目较多的传动场合。特斯拉Gen3通过驱动外置+腱绳精细控制的组合，在自由度翻倍的同时保持手指的小型化和轻量化。
触觉传感器覆盖增加——从“拿鸡蛋”到精细操作
特斯拉第二代Optimus引入触觉传感器并演示双指拿鸡蛋动作，标志着灵巧手从“能抓取”到“能感知”的跨越。第一代机器人通过视觉判断是否“抓住”，但对于鸡蛋这种有重量、表面光滑、球形的物体，仅靠视觉无法判断是否“抓稳”，需要手部压力和摩擦力等力反馈信息综合判断，触觉传感器为获取力反馈的核心器件。第三代Optimus在此基础上进一步扩展触觉感应集成（增加覆盖范围），灵巧手将获得更全面的触觉感知能力。触觉是仅次于视觉的重要信息来源，包含接触觉、压觉、力觉、滑觉、冷热觉等，可感知目标的位置、形状、刚度、柔软度、纹理等物理属性。触觉传感器的覆盖增加将使灵巧手在抓取易碎物品、识别物体材质、进行精细装配等场景中表现更出色。特斯拉从第一代到第三代灵巧手持续升级的趋势表明，灵巧手是Optimus机器人的核心边际增量方向，相关硬件环节将持续受益于迭代升级。
表：特斯拉Optimus灵巧手三代关键参数对比| 指标 | 第一代 | 第二代 | 第三代 |
|---|
| 自由度 | 11 | 11 | 22 |
| 执行器位置 | 手指内置 | 手指内置 | 前臂外置 |
| 传动方式 | 空心杯电机+腱绳+蜗轮蜗杆 | 空心杯电机+腱绳+蜗轮蜗杆 | 腱绳精细控制 |
| 触觉传感器 | 无 | 手指腹部（拿鸡蛋） | 覆盖范围增加 |
