11/30/25

石黑浩Erica用氣壓馬達

大多數工業或家務機器人(如 Tesla Optimus 或 Neo Gamma)追求精準、高扭矩而使用電動馬達時,石黑浩博士在 Geminoid 與 ERICA 系列中堅持使用氣壓致動器(Pneumatic Actuators),核心原因在於追求「生物級的自然感」。

以下是氣壓驅動在模擬人類肌肉上的四大獨特優勢:

1. 天然的「柔順性」 (Passive Compliance)

馬達與齒輪的組合通常是「剛性」的,一旦設定位置,外力很難推動,動作往往顯得生硬死板。

 * 氣壓優勢:空氣具有可壓縮性。當氣壓缸驅動臉部皮膚時,它就像真正的肌肉與脂肪一樣,具備天然的彈性。

 * 模擬效果:當 ERICA 微笑時,嘴角皮膚的拉扯不是僵硬的位移,而是一種帶有緩衝的「漸進式」擴張,這與人類軟組織的動態特徵完全一致。

2. 微細震顫與「生命律動」 (Micro-vibrations)

人類即便在靜止不動時,肌肉也會有極微小的收縮與震顫,這就是所謂的「生機」。

 * 氣壓優勢:氣壓系統在維持壓力時,會產生肉眼難以察覺但大腦能感知到的微小波動。

 * 模擬效果:這解決了機器人最可怕的「死寂感」。使用氣壓驅動的機器人,其眼球或眼皮在固定不動時,仍會有極其自然的微小晃動,讓觀者覺得這是一個「活著」的實體。

3. 高自由度與空間布局

要在人類臉部這麼小的空間內擠入幾十個控制表情的零件,馬達會面臨散熱與體積的巨大挑戰。

 * 氣壓優勢:氣壓缸本身可以做得非常細小(如手指大小),且動力源(空壓機)可以隱藏在機器人的底座或桌子下,透過細長的氣管將動力傳輸到臉部。

 * 模擬效果:這讓 Geminoid 的臉部能擁有超過 15 個以上的微表情控制點,而不需要像馬達機器人那樣擁有一個巨大的「大頭」,能維持精美的人類比例。

4. 加速度曲線更接近生物

電動馬達的啟動與停止通常非常迅速且線性。

 * 氣壓優勢:氣壓驅動的加速度曲線是非線性的,呈現「S型」。動作開始時輕緩,中間加速,結束時自然減速。

 * 模擬效果:這種「由慢到快再到慢」的過程,完美模擬了人類眨眼或轉動視線的物理特性。

⚠️ 氣壓驅動的權衡(代價)

雖然氣壓在「擬真」上無敵,但它也有石黑博士必須克服的缺點:

 * 噪音問題:空壓機與排氣閥會發出噴氣聲(這也是為什麼石黑博士的展場常有背景音樂或將設備隔離開)。

 * 控制難度:空氣受溫度與壓力影響大,不像馬達那樣能精準控制到 0.01 毫米。

 * 維護成本:氣管老化與漏氣是家常便飯。

🤖 大師觀點:為何 1X Neo 不用氣壓?

既然氣壓這麼像人,為什麼 1X Technologies Neo Gamma 不用?

因為 Neo 需要「幹活」。氣壓系統的能量轉換效率低、力量密度難以支撐搬運重物,且無法長時間精準維持某個力量輸出。石黑博士做的是「表演者與溝通者」,而 Neo 做的是「勞動者」,這決定了兩者在零件選擇上的分水嶺。