近期，复刻人类肌肉骨骼的知名仿生机器人公司Clone Robotics，宣布将于2025年开放预订其仿生机器人Clone Alpha系列。这款机器人的独特之处在于，它全身的每一处细节都逼近人类的生物结构，它拥有和人类一样的骨骼系统、肌肉系统和血管系统。

回顾过去一年人形机器人的发展历程，AI大模型让各家都尝试将人形机器人变得更智能。

OpenAI、波士顿动力、特斯拉等接连展示人形机器人智能化的成果：OpenAI将大模型嫁接于Figure01，实现机器人与人类顺畅对话；波士顿动力联合丰田研究推出机器人“行为大模型”，帮助机器人获得泛化能力；马斯克在X上展现Optimus自主行走与叠衣功能。

就在全世界的人形机器人企业都在探索机器人的“大脑”怎么无限接近人类的时候，Clone Robotics这家企业却在安静地思考怎么让机器人的“身体”无限逼近人类。

并且它走的是一条与其它人形机器人公司完全不同的道路。

大多数人形机器人都依赖电机、齿轮和马达驱动机器人的运动，在结构上使用硬质金属或塑料作为骨骼，依赖计算机算法和外部传感器来进行动作控制。Clone Robotics没有使用刚性执行器和马达，而是选择柔软的人造肌肉来实现类似人类的运动。

那么，Clone Robotics是一家什么样的公司？它复刻人类肌肉骨骼做机器人的路线，有哪些核心价值？

起底Clone Robotics，一家神秘的波兰机器人公司坐落于波兰西南部的Clone Robotics，一直不走寻常路。

最大的不寻常在于定位，全世界的机器人几乎都在用钢铁材料做本体，而Clone Robotics要用人造肌肉做机器人的身体。它的创始团队曾对《Robotics Reports》提到，自己几乎不花费太多精力去设计机器人，通过翻阅教科书，并完全复刻和照搬人体解剖结构，便开始做机器人。

如此定位的起源来自于一位波兰小哥的一次随机性的灵感，2014年，来自波兰的Łukasz只是从一本教科书看到人造肌肉驱动腿的图片，就决定也要做一款拥有类似人类肌肉的机器人。2021年，Łukasz遇到了从小就酷爱发明并正在研究机器学习的Dhanush Radhakrishnan，他们一拍即合成立Clone Robotics.

在不到3年的时间里，Clone Robotics对外公布了3款产品：仿生机械手Clone Hand，仿生躯干Clone Torso和预购的仿生机器人Clone Alpha系列。

其中，最先公布的是Clone Hand，这款机械手的尺寸和生物学特征都与人类完全相同，包括半个臂骨、完整的前臂和手掌。它由团队自制的人造肌肉技术McKibben制作，可以承受7公斤的操作负载，并且反应快速灵活，这款机械手的肌纤维收缩率27%，收缩时间0.3秒，可以执行各种复杂的操作任务。



（图：Clone Hand持剪刀、针管）

虽然Clone Hand是在公司成立不久之后公布，但实际上，创始人Łukasz已经为研究机械手付出六七年的时间。在这个过程里，Łukasz遇到了很多困难，其中最大的阻碍来自于做仿生机器人的原材料困局，也就是，从哪里寻找类似人类肌肉纤维组织的材料。

Łukasz曾经试图从德国自动化公司Festo购买人造肌肉，但Festo人造肌肉采用的是气动驱动方式，气动肌肉由于依赖压缩空气，必须连接到一个大型压缩机或气源设备才能工作，它更适合用于机器人手臂或工业设备等大规模应用，而不适合需要精密和小型化设计的手部肌肉驱动。

由于找不到合适的原材料，Łukasz只能自己探索适合这类机器人的肌肉骨骼技术，2021 年，Clone Robotics团队终于研发出人造肌肉技术McKibben，它使用Clone Robotics开发的聚合物材料和腱肌，让人造肌肉实现拉伸和收缩。McKibben 摒弃气动驱动的方式，转而采用液压驱动，通过向肌肉内部注入或抽出液体，来控制其膨胀或收缩。

得益于Clone Hand的经验，仅仅花费2年左右的时间，Łukasz和Dhanush就推出了他们的第二款产品，仿生躯干Clone Torso，同样复刻人类的解剖学结构，Torso的“皮肤”下有完全驱动的腰椎和910条肌肉纤维，可实现164个自由度，并包含182个用于反馈控制的传感器。它能够安静、逼真的运动，比如它可以和人类一样耸肩，同时伴随着肩胛骨的旋转。

（图源：Clone@YouTube，Clone仿生躯干Clone Torso）

在整个的运动过程里，Clone Torso十分安静，因为它的动作通过一套电池驱动的泵和阀门系统实现。这个系统让水在内部循环流动：躯干内置一个水容器，通过液压推动水在管道中流动，从而带动“肌腱”收缩或弯曲，模仿人类肌肉的动作。

Clone Robotics并不是第一个尝试液压驱动的人形机器人，波士顿动力Atlas也曾采用液压驱动方式，但液压Atlas在运动过程中会发出“嗡嗡”的噪声，Dhanush曾在一段访谈中透露，Clone Robotics采用和液压Atlas完全不同的阀门来控制和调节液体的流动，从而降低噪音。

研究完仿生机械手和躯干，Clone Robotics基本完成对人形机器人“上半身”的探索，接下来，他们将目光转移到“下半身”。

2024年 年底，Clone Robotics发布第三款产品，全人形机器人Clone Alpha.



比机械手和躯干更精进的地方是，Clone Alpha配备了一套仿生合成系统，它拥有复杂的合成器官，Clone Alpha的“心脏”是一台微型500W电动泵，能够以6.8巴的压力将“血液”（实际为液压油）输送到全身各部位。

Clone Alpha的聚合物骨架中包含206个类似人类骨骼的结构，整个系统由一台紧凑型500瓦泵提供动力，形成液压“血管网络”以支持运动功能。

根据Clone Robotics官网表示，他们将会生产279台限量版Clone Alpha，这些机器人将专门用于家庭场景，会被提前预装如对话、与朋友握手、倒饮料、做三明治等16项技能。

但目前公司还没有进一步展现Clone Alpha在实际应用场景中的表现。

至此，从机械手到上半身，再到复刻人类肌肉骨骼的全身机器人，Clone Robotics完成了一幅西部世界草图。

机器人需要无死角像人吗？大多数仿生机器人的产品都属于“部分仿生”，虽然都有一定的成果，但它们的机器人还没有探索出可以量化使用的场景。而Clone Robotics对于仿生的极致追求，会给仿生机器人的应用场景带来不一样的价值吗？

仿生机器人分为两个派别，分别是“表情派”和“全身派”。“表情派”追求机器人面部与人类“神似”，更注重通过表情向人类传递出更自然的精神交流；而“全身派”则对仿生的追求更加极端，要求机器人浑身上下都和人类相似。

Hanson Robotics和Engineered Arts是“表情派”的两家代表公司。

Hanson Robotics创建了世界上第一款拥有表情的双足机器人Albert HUBO、第一个获得阿拉伯公民身份的机器人Sophia。



（左：Albert HUBO 右：Sophia）

Albert HUBO结合了爱因斯坦的头部和人形机器人HUBO的身体，它可以调动眼睛和眉毛的动作，传递出一种深邃与思考的表情，让外界觉得这张脸充满“智慧”。但自从2005年在亚太经合组织会议上亮相引发讨论之后，关于它的消息逐渐减少，直至目前已经被新的机器人所取代。

Sophia长着一张成熟女性的脸庞，可以变换62种表情，她的定位是一位全球形象大使，在全球各地参与演讲和展示，交流气候变化、药物滥用和法律等多方面的问题。

另一家用类似路线做机器人的公司是Engineered Arts，2021年推出的表情机器人Ameca除了拥有丰富的表情，还能够模仿不同人物的声音和语调，包括公众人物和卡通角色，它的应用场景集中在商场、展会等招待场景以及学术交流场景。



（图源：Engineered Arts@YouTube，机器人Ameca）

与它们比起来，Clone Robotics是一家十分孤独的公司，它是执着于让机器人“无死角”像人的“全身派”企业，不仅要求长得像，还要求机器人“有血有肉”。

而这一差异的原因之一，在于它们对仿生机器人应用场景的思考不同。“表情派”们常常以娱乐和形象大使的定位出现，“全身派”则更希望能够在场景变化丰富的家庭之中服务人类。从Clone Alphia预装的功能来看，家庭场景是其重点突破的领地。而“安全”和“有用”，是家庭场景的机器人最关注的两个因素。

虽然“表情派”们会采用与人类皮肤接近的材料来制作机器人的脸部，但它们的身体依旧由冰冷的钢铁和执行器制造而成，这样的本体结构在喧嚣的公共场合或许很合适，但一旦用于家庭场景就会面临诸多挑战，比如散热和噪音。

采用钢铁材料的机器人本体主要通过电机驱动，电机长时间运行会产生热量，特别是在高负载情况下，机器人需要做额外的散热设计，为了扩大散热面积，通常需要更厚的材料或附加设备，一个笨重的机器人在家庭场景行走，不仅会发出更大的噪音，对老人和儿童的人身安全也会产生隐患。

而仿生机器人通常使用低热导性的柔性材料，内部发热元件较少，散热需求更低。其内部采用的液压或气动驱动方式，比钢铁材料本体的齿轮驱动系统更安静。

从这个角度来看，Clone Robotics这种“全身派”的仿生机器人，比只有面部仿生的“表情派”更符合家庭使用场景，这或许也是Clone Robotics追求无限像人的价值所在。

结语人类目前的构造本身是百万年来自然进化的产物，直立行走带来视野提升，解放双手为工具使用和复杂劳动提供了可能。但从另一个角度来看，这样的构造也是人类与自然妥协的结果，双脚站立并不是唯一的最优选择，其它四足生物的运动效率可能更高；人类双手适合精细操作，但相比较于灵长类动物握力和攀爬能力明显减弱。

可见，人类的身体并非完美的设计，而是一种环境适应的产物。同样，机器人无限像人，也并不一定是一个最优解。

但不可否认的是，拥有类似人类外形的机器人更容易被接受，因为它们契合了人类的心理预期和情感需求。

所以，机器人设计的目标可以不限于模仿人类，而是找到技术最优与人类需求之间的平衡点。

Clone Robotics的仿生追求虽然十分极端，但这也是需求平衡点的一种尝试，只是，它的商业价值还有待市场验证。

参考资料：

https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/rorep.2023.29000.int

Meet Clone Alpha: A Humanoid Robot Built with Synthetic Organs and Artificial Muscles