4.5 万美元到 1600 美元,宇树用一种关节跑了八年
一台人形机器人,关节可能占掉一半以上的物料成本。宇树从 2018 年起押注了一种叫 QDD 的关节方案,到今天入门机器狗从 4.5 万美元降到 1600 美元,人形 G1 起售价 1.35 万美元。
一台人形机器人,关节可能占掉一半以上的物料成本。宇树从 2018 年起押注了一种叫 QDD 的关节方案,到今天入门机器狗从 4.5 万美元降到 1600 美元,人形 G1 起售价 1.35 万美元。
这条价格曲线背后,藏着一套极其关键的降本飞轮。
能做出演示样机的公司不少,能把机器人当成标准产品卖出去的公司少得多。宇树拉开差距的地方,也在这里。把宇树几代产品的价格、关节路线和 G1 最近的工程测试放在一起看,最值得追的一条线落在关节上。
机器人脑子里的模型决定它想做什么,关节决定这个动作能不能做出来,又能做多久。人形机器人全身有几十个关节,电机、减速器、编码器和驱动器叠在一起,执行器也就成了整机最贵的部分之一。
宇树很早就押注了 QDD 准直驱执行器。后来机器狗的降价、人形机器人的迁移,以及围绕 G1 长起来的开发者生态,都能沿着这条路线找到来处。
QDD:用大电机换掉贵减速器
传统工业机器人常用小电机配高减速比减速器。
可以把减速器理解成自行车的低挡。电机转得快,经过减速器以后,速度降下来,扭矩被放大。几十倍甚至上百倍的减速比,让机械臂能够稳稳举起重物,也能把动作控制得很准。
这套方案很成熟,代价也摆在那里。
谐波减速器需要很高的加工精度,结构和制造过程都更复杂。机器人有几十个关节,单个关节贵一点,最后都会落到整机价格上。产品要改一代,定制电机和减速器还要重新设计、打样、验证,时间很快就耗进去了。
QDD 换了一种搭配。 它用更大、扭矩更高的电机,配低减速比的行星减速器。减速器少做一些放大,电机多出一些力。
这种关节的传动链更短,反驱性也更好。机器人踩到不平的地面,或者手臂受到外力时,关节更容易感知和顺应。
低减速比行星减速器的加工与供应也更普遍,关节更有机会随着产量增加而降价。学术界对 QDD 的研究已经证明,它能兼顾较好的回驱性和控制带宽。
行业估算认为,QDD 的传动效率可达 95% 到 98%,成本相较部分谐波减速器方案最高可低约 80%。这些数字适合用来判断方向,不能当成所有产品都能达到的统一参数。
QDD 的麻烦也很具体。
减速器替电机分担的工作少了,电机就要承受更大的电流和热量。短时间爆发很漂亮,长时间搬东西却可能过热。持续扭矩、散热和寿命,都会变成硬仗。
宇树选中的是一条便于降本和快速改型的路线,同时也把最难解决的问题留给了后续迭代。 这笔取舍,先在机器狗上见到了结果。
四代机器狗,价格砍掉九成
宇树起家时做的是四足机器人。
- 2018 年,Laikago 售价约 4.5 万美元
- 2020 年,A1 降到约 1.5 万美元
- 2021 年,Go1 入门价压到约 2700 美元
- 如今,Go2 官方起售价 1600 美元(不同配置和地区价格会往上走)
六年间,入门价格下降了九成以上。 这串数字最有意思的地方,是它记录了一家公司怎样越过机器人商业化最难熬的一段路。
机器人贵,客户就少。客户少,供应商没有动力配合,装配和测试也很难形成稳定流程。产量起不来,成本自然降不下去。
很多机器人项目能做出一台很惊艳的样机,第二十台开始出现各种小毛病,第一百台还不知道该怎么造。
低成本关节给了宇树一个切入口。整机价格降下来,高校、开发者和爱好者买得起,产品才有机会离开展台,进入实验室和真实使用环境。
出货量一上去,电机绕组、减速器间隙、装配公差和供应商良率就不再是图纸上的问题。哪一批关节容易发热,哪一种工况磨损快,售后换下来的零件出了什么故障——这些信息都会回到下一代产品里。
每卖出一台机器狗,宇树同时完成了一次生产训练。 钱当然重要,制造经验更难用融资直接买到。它需要一批又一批产品经过装配、运输和使用,问题才肯露面。
四足机器人由此成了宇树关节系统的长期试验场。电机、减速器和驱动器逐渐稳定,运动控制与装配工艺也跟着成熟。等到人形机器人的机会出现,宇树手里已经有了一套经过多代产品验证的硬件基础。
从四条腿到两条腿,关节直接搬
四足和人形的外形差得很远,底下用的很多东西却能接着用。
关节执行器可以改,驱动和编码系统可以复用,运动控制里处理平衡、落脚和冲击的经验也不会凭空消失。供应商知道怎样配合,工厂知道怎样装,测试团队也知道故障通常藏在哪里。
宇树在 2023 年发布 H1,随后推出体形更小、价格更低的 G1。
有人把早期 H1 形容成”站在两条腿上的四足机器人”。这句话带着调侃,却点中了迁移的关键——宇树进入人形赛道时,关节量产和动态运动控制已经跑过好几轮,它需要解决的是怎样把原有能力重新组合到人形机身上。
G1 随后把这种积累变成了一个可以买到的标准产品。宇树官网目前给出的基础款起售价是 1.35 万美元,面向二次开发的 EDU 版本和灵巧手等配置会贵很多。
这个价格还谈不上普通消费品,却已经进入不少实验室和开发团队能够讨论的范围。
研究者愿意接住一台尚未完全成熟的机器人。他们可以自己写软件,能够容忍开发工具不够顺手,也愿意处理真机和仿真之间的偏差。
宇树公开了 G1 的开发资源和遥操作项目,后者支持 Apple Vision Pro、Meta Quest 3 等设备。英伟达也把 G1 放进 Isaac GR00T 的公开课程,让开发者走一遍遥操作、数据采集、模型微调和真机部署。
开发者拿它研究强化学习、模仿学习和视觉控制,论文和开源项目又会降低下一位研究者的入门成本。 宇树卖出硬件,外部团队替这台硬件探索新的动作和任务。科研市场贡献了早期销量,也扩大了 G1 能做什么的边界。
这条路径很像早年的大疆——第一批产品并不完美,爱好者和专业用户愿意先买,销量支持厂家继续改硬件。后来产品能力提高,新的客户才一层层出现。
不同之处在于,大疆的飞控迭代周期以年计,宇树的机械关节改一版只要几周就能拿到样件。硬件飞轮转得比大疆当年更快。
宇树目前仍处在这条路的前半段。人形机器人离稳定替代工人还有很长距离,科研市场已经替它争取到了继续迭代的时间。
三周拿样件 vs. 三个月,一年差出四代产品
QDD 没有神秘配方。学术界研究了很多年,采用相近路线的机器人公司也在增加。
只知道低减速比行星减速器加高扭矩电机,并不能复制宇树这些年的成本和交付能力。
差距藏在一连串工程问题里。
电机怎样绕线才能降低电阻,持续工作时热量往哪里走,行星减速器的间隙如何控制,同一套关节怎样改成不同尺寸,装配误差出现以后控制器又该怎样补偿。每个问题单看都不耀眼,叠在几十个关节上,就会决定机器人能不能稳定生产。
据供应链访谈,宇树修改一套 QDD 以后,几周内就可能拿到样件;一些西方公司的定制电机和减速器需要经过更多供应商交接,周期可能超过三个月。
这里很难找到一张适用于所有公司的统一进度表,方向却很清楚——供应商离得近,样件交得快,工程师就能在一年里多试几轮。
硬件研发尤其吃迭代次数。 仿真能筛掉一部分错误,发热、磨损、噪声和装配偏差仍要等实物说话。三个月拿到一次样件,和三周拿到一次样件,一年以后已经是两种产品。
中国的电机、减速器、驱动器和结构件供应链给了宇树这种速度。随着销量增加,宇树又把更多部件收回自己做。
从公开的产品拆解来看,宇树已经自研电机、行星减速器和部分传感器。Go2 官方页面也能看到宇树自研激光雷达的使用。自研减少了外部交接,规模则带来采购议价和良率改善,省下来的成本可以继续投入下一轮产品。
到这里,QDD 的作用已经超出一种关节方案。 低成本关节带来更便宜的整机,销量让制造问题充分暴露,工程反馈又帮助下一代关节降本。宇树积累的优势,就是这套循环已经转了很多年。
G1 手臂拿 5 公斤,只能撑 15 分钟
QDD 帮宇树把机器人价格打下来,也给 G1 留下了明显的上限。
早期产品短时动作很灵活,一旦手臂持续负载,电机发热就会迅速冒出来。
从公开的工程测试数据来看:
- 手臂伸直承受约 2 公斤,只能维持很短时间
- 手臂弯曲拿着 2 到 3 公斤,持续时间也只有几分钟,随后需要冷却
- 经过电机、控制和散热改进后,手臂弯曲携带 5 公斤时可以工作约 10 到 15 分钟
这仍是一台能力受限的机器人。
它适合的任务很窄,节拍、环境和负载都要迁就机器。连续工作能力、关节寿命、故障率和维修成本,也缺少足够长时间的公开数据。
演示里的翻跟头证明了动态性能,工厂关心的则是同一个动作能不能做几万次。
好消息落在改进本身。宇树没有绕开 QDD 的热问题,仍在原有平台上改电机、控制和散热。两年里,G1 从拿几公斤坚持几分钟,走到了能够尝试轻量搬运。
幅度很可观,距离成熟工业设备依然很远。
关节飞轮:卖得多 → 问题多 → 下一代更便宜
宇树今天的低价、交付能力和开发者生态,沿着同一条路线长出来。
QDD 先让机器狗有机会降价。真实销量训练了供应链和工厂。四足时期积累的关节与控制能力,又被带到 H1 和 G1 上。外部开发者买到 G1 以后,继续替这套硬件寻找软件能力和应用场景。
QDD 解释不了宇树的全部优势。中国供应链、垂直整合和多年的产品销售都参与其中。但它确实推倒了最早的那块骨牌,也规定了宇树此后怎样降本,怎样迭代,以及要面对什么工程难题。
宇树接下来能走多远,要看持续扭矩、热衰减和寿命这些朴素指标。
人形机器人赛道最热闹的是发布会和演示视频。但决定谁能活过这一轮的,不是机器人会不会翻跟头,而是它的关节能不能在工厂里连续干八小时。