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小鵬人形機器人IRON背后的設計細節

小鵬汽車 ? 來源:小鵬汽車 ? 2026-02-09 10:09 ? 次閱讀
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在人形機器人的設計里,“擬人”的展現形式不僅是形體,也是一種關于比例、結構和質感的綜合語言。

我們希望機器人在運作時,不只是單純的完成動作,而是讓每一次轉頭、抬手都帶有人類的“呼吸感”。而這種“呼吸”,正是從骨架、肌肉到形體,一層層被塑造出來的。

骨架:通用人形設計系統

在人型機器人的設計中,骨架幾乎可以說是他的靈魂支撐,所有的動作、比例、甚至外觀氣質,最終都需要落腳到這套基礎框架里面。

傳統的人形機器人其實在設計上常常會有無奈的”工程妥協”。為了容納執行器,關節被粗暴地安置在不符合人體生理分布位置。這種非自然的機械堆疊,導致機器人因運動學不匹配而顯得動作僵硬、生澀。

因此,造型設計師意識到:如果要有效的解決姿態僵硬的問題,不能僅靠外觀修飾,必須用嚴謹的工程語言去重構人體的運動邏輯,將生物力學的精髓刻入機械結構之中。

基于這一理念,造型設計師研發出了通用人形設計系統。這套由多維變量組成的“設計公式”,能讓人型機器人的形體能夠被自由定義,無論高矮胖瘦,都能保留最純正的“人類韻味”,怎么看都像人。

而從技術方面上看,這套骨架為軟硬件開發提供了統一基準:硬件工程師可據此確立符合人體工學的構型,算法工程師則能直接提取有效的動態數據,將真人的細微動作無損映射至機器人身上,從而實現真正意義上的“極致擬人”。

肌肉:晶格

而為了做到極致 “擬人” ,為機器人“塑造” 肌肉是必要的。

在人體構造中,肌肉扮演著至關重要的角色:它不僅附著于骨骼之上驅動肢體產生力量與運動,更是決定身體輪廓、保護內部結構的關鍵屏障。每一次自然的舉手投足,本質上都是肌肉群協同收縮與舒張的精密配合。

對于追求極致“擬人”的機器人而言,如果缺失了這一關鍵的軟組織系統,無論關節多么靈活,其外觀與動態終究會顯得單薄且機械,缺乏真實的生物質感。

基于對這一生物學特性的深刻理解,造型工程師開始尋找合適的“肌肉”材料。

一開始,造型工程師們在桌面上擺滿了各種材料樣品:

海綿能被壓縮,卻沒有支撐力;硅膠可拉伸,卻難以控制形變;硬質材料雖然外觀整潔,卻缺乏“肌肉感”。

而就在某個看似平常的午后,造型工程師拿起同事桌上的小玩具隨手一捏,發現那個玩具的回彈性居然符合要求。

那一刻,工程師的靈感跳了出來:也許答案就藏在這種結構里。

于是,一種兼具“壓縮”“拉伸”“貼合”特性的晶格材料(Lattice?Structure)成為新的解法。

這是一種能被參數化定義的結構材料,既能壓縮、又能拉伸,只需調整材料的幾何結構,即可獲得不同的物理性能。造型設計師通過調整晶格的拓撲參數,讓不同部位擁有各自的動態響應。

例如:肩部強調支撐,膝蓋需要伸展,而胸腔則兼顧壓縮與支撐。所有這些細微的運動差異,最終都通過晶格形態的變化實現出來。

形體:擬人美感

形體設計同樣是IRON誕生的關鍵一環。

在確立形體設計時,關于“臀部線條”的定義引發了一場最為激烈的拉鋸戰。會議室的屏幕上,一邊是造型師堅持的外觀線條,認為這是賦予機器人“擬人溫度”的靈魂所在;

另一邊,結構團隊則直接將硬核的驅動骨架模型疊加在唯美的造型曲面上,指著那些刺破外殼輪廓的內部組件,以毫米為單位,寸步不讓地捍衛著機械干涉與負載支撐的‘剛性紅線’。

這是一場感性審美與理性數據的正面碰撞。為了保留外形上那份讓人心動的柔和過渡,工程團隊決定從內部打破僵局:硬件構型工程師們對核心驅動單元進行了定制化重構,開發出體積更小巧、性能卻更強勁的電機。正是這幾毫米的極致壓縮,讓IRON得以基于人體肌肉結構重塑局部比例,在工程約束與美學之間找到了那個黃金平衡點。

對團隊而言,這種極致的形體打磨早已超越了單純的擬態模仿,而是一次“情感映射”的探索。工程師們希望,當用戶注視IRON時,感受到的不再是冰冷的工業堆疊,而是一種似曾相識的溫度,是一具能被人類直覺所理解、所接納的身體。

皮膚:包覆

機器人的“皮膚”同樣扮演著至關重要的角色。設計團隊在回溯人體構造時洞察到,皮膚之所以鮮活,在于它兼具兩項核心機能:

一是極致的隨動性,皮膚本身并非僵硬的外殼,而是能隨著每一次呼吸起伏、每一個大幅度動作而自由拉伸的有機體;二是精密的溫控性,它通過毛孔的舒張調節體溫,是維持機體高效運轉的關鍵屏障。

這種生物學智慧直接重塑了 IRON 的皮膚設計準則,團隊致力于讓這層表面真正參與到身體的運作中:

首先是讓織物的紋理與張力真正為動作服務。工程師利用多種編織工藝,使織物能夠像真實的筋膜一樣緊貼機械骨骼,并在運動過程中動態調節包裹力度,實現自然的拉伸與回彈。

因此,當 IRON 運動時,皮膚不再是松垮的覆蓋物,而是能隨著關節轉動展現出類人的肌肉線條張力,呈現出充滿力量的生命美感。

其次是針對性的多孔設計。針對機器人高強度運作時的熱量堆積,團隊在特定區域構建了精細的透氣網孔結構。既在視覺上保持了外觀的優雅與連貫,避免傳統散熱口的突兀,又在功能上完美兼顧了散熱要求,讓“美學”與“熱力學”在 IRON 身上達成了平衡。

外型即理念

當一臺機器人擁有了類人的骨架、模擬肌肉的驅動、符合人體工學的形體,甚至會呼吸的皮膚,他便開始擁有了“走向人”的生命質感。

小鵬機器人正在用設計消融機械與生命的邊界,讓科技更接近“人的本能”。

而我們需要同樣浪漫而堅韌的靈魂。也許你,就是那個可以與我們一起觸碰明日奇跡的探索者。

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
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原文標題:IRON為什么這么像人?| 層層細節塑造機器人的“呼吸感”

文章出處:【微信號:XPENGMOTORS,微信公眾號:小鵬汽車】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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