作者：韩卓洋 出品：机器人产业应用
11月5日，小鹏第七届科技日上，IRON踏着标准猫步惊艳全场——髋部15°自然摆动、脚尖先落地再重心转移，步态误差小于0.3Hz，1.2mm厚的柔性皮肤随动作自然褶皱，配合胸腔模拟的呼吸起伏，让近七成盲测受试者难分真伪。这场被网友戏称“机器人界维密秀”的演示，不仅粉碎了“皮套人”的质疑（工作人员当场剪开腿部皮肤露出机械结构），更揭开了人形机器人拟态设计背后的核心技术突破。
正如我们此前在轮与足的形态之争！人形机器人一定要双足吗？一文中所述，人形机器人的形态争议核心聚焦于‘双足适配环境’与‘轮 / 多足 + 改造环境’的路径选择—— 轮式机器人虽成本低、稳定性高，但地形适应能力有限；足式机器人虽能贴合人类场景，却长期受困于稳定性、速度与成本难题。小鹏 IRON 以‘极端拟人化’设计给出了破局方案，其 82 个全身自由度、2250TOPS 算力、全固态电池等硬核参数，不仅回答了‘双足如何实现稳定高效’，更以实际技术突破回应了‘为何双足是适配人类环境的关键形态’。本文将从行走、运控、步态三大核心难题，拆解小鹏拟态设计的技术密码与产业逻辑。
核心要点
• 猫步引爆拟态革命 •从“稳定走”到“优雅走”的算法密码 • 拟态背后的产业启示
01
行走难题：仿生结构打破“机械僵硬”困局
人形机器人行走的核心痛点，在于如何在双足支撑下实现稳定与灵活的平衡。传统机器人多因结构设计偏差，出现“顺拐”“顿挫”等问题，而小鹏IRON通过“骨骼-肌肉-皮肤”全维度仿生设计，实现了从“能走”到“会走”的跨越。
1. 骨骼层：82个自由度复刻人体灵活度
IRON采用1:1仿人骨骼结构，身高178cm、体重70kg，全身配备82个可动自由度，仅手部就占22个，远超特斯拉Optimus的40个自由度。其核心突破在于：
(1) 仿人脊椎由21节碳纤维椎骨构成，腰部扭转角度可达±45°，远超同类产品20°-30°的平均水平，单轴负载达18kg，既能完成深蹲搬运，也能实现猫步所需的躯干扭转；
(2) 脚尖新增被动自由度设计，配合踝关节360°旋转能力，解决了传统机器人脚跟先落地的机械感，实现“脚尖先落地→重心转移→脚跟离地”的人类行走轨迹；
采用“行星滚柱丝杠+谐波减速器”组合关节，扭矩密度较上一代提升20%，其中灵巧手搭载16mm行业最小谐波关节，支持0.1mm级穿针引线操作。
2. 肌肉层：液态金属驱动突破环境限制
传统电机驱动存在低温性能衰减、响应迟缓等问题，IRON创新性采用液态金属与形状记忆合金驱动器，构建仿生肌肉系统：
(1) 在-10℃低温环境下仍能保持95%动力输出，解决了机器人户外应用的核心障碍；
(2) 通过连杆结构将重型部件集中在躯干，使小腿和脚部更轻量化，动作响应速度提升至毫秒级，接近人类肌肉反应水平；
胸腔内置2.3kWh全固态电池，实现4小时续航的同时，通过热管理系统将工作热量传导至全身，维持36℃人体恒温，让皮肤触感更接近真人。
3. 落地验证：工业场景6小时连续行走零失误
截至2025年11月，IRON已在小鹏广州工厂参与P7+车型零部件组装，承担拧螺丝、零件搬运等任务，单日完成500颗螺丝安装，连续行走6小时零失误，年节省人力成本超30万元。其动态平衡能力在模拟崎岖路面测试中得到验证，在斜坡行走时脚尖会自然抬起 15°-20° 避免打滑，且“在瓷砖、地毯、水泥地等多场景下的步态稳定性达 98%”。
02
运控核心：2250TOPS算力实现“视觉-动作”直连
如果说仿生结构是行走的“躯体”，运动控制就是“神经中枢”。人形机器人需实时处理环境感知、姿态调整、动作执行等多维度数据，小鹏通过汽车技术跨域复用，解决了运控的“算力瓶颈”与“延迟痛点”。
1. 算力突破：自研芯片碾压行业水平
IRON搭载3颗小鹏自研图灵AI芯片，总算力高达2250TOPS，相当于5台高端服务器的运算能力，远超特斯拉Optimus Gen2的144TOPS和NVIDIA Jetson AGX Thor的2070 TFLOPS（整数运算维度）。这一算力支持：
(1) 本地运行30B参数大模型，摆脱对云端算力的依赖，环境感知与动作执行的延迟压缩至10ms内；
(2) 同时处理720°鹰眼视觉系统的多摄像头数据，实现360°水平+360°垂直的无死角环境建模。
2. 算法革新：VLA 2.0取消语言转译环节
传统机器人运控依赖“视觉-语言-动作”的三段式架构，存在转译延迟问题。小鹏第二代VLA（视觉-语言-动作）模型实现革命性突破：
(1) 采用“视觉信号-隐式Token-动作指令”端到端路径，取消语言转译步骤，直接实现环境感知到动作执行的直连；
(2) 基于近1亿条真实场景数据训练，相当于65000年人类驾驶级别的极限场景的经验总和，能动态应对路面起伏、障碍物等突发情况；
(3) 复用小鹏XNGP智驾算法，环境感知、动态避障和路径规划能力直接迁移，识别率达98%。
3. 传感赋能：每平方厘米50个传感器的“触觉感知”
运控精度的提升离不开传感系统的支撑。IRON的1.2mm厚柔性皮肤每平方厘米集成50个传感器，全身共3200个压力传感器与1500个温度传感器，实现：
(1) 0.1N-500N的压力感知范围，指尖能精准识别物体纹理与受力反馈，穿针引线的失误率低至0.01%；
(2) 触觉反馈延迟小于5ms，盲测中近七成受试者无法区分其与人类皮肤的触感差异；
(3) 足底传感器实时捕捉地面硬度、坡度、凸起高度等数据，为踝关节预补偿算法提供原始依据。
03
步态设计：从“稳定走”到“优雅走”的算法密码
步态是拟态设计的“灵魂”，人类行走的自然感源于关节协同、重心转移、姿态调整的微妙平衡。小鹏IRON的“猫步”演示，背后是步态控制算法的三重突破。
1. 精准复刻人类步态特征
IRON的猫步精准还原“外八甩腿+向内收步”的核心特征，行走速度0.8m/s，步长35cm，完全贴合女性模特的步态参数。其关键技术包括：
(1)踝关节预补偿算法：实时预判地面起伏，提前调整关节角度与扭矩输出，避免行走顿挫感；
(2)髋部15°自然摆动控制：通过液态金属驱动器的力矩调节，实现行走时的臀部轻摆，打破机器人“顺拐”魔咒；
(3)动态平衡算法：基于82个自由度的协同控制，重心偏移量控制在5cm内，即使单脚站立也能保持稳定。
2. 快速学习能力：2小时掌握复杂步态
传统机器人复杂步态学习需数周时间，IRON借助大模型加速学习：
(1) 打破逐关节强化学习的低效模式，通过模仿学习在2小时内掌握一支舞蹈，步态习得效率呈指数级提升；
(2)支持正步、倒退、转身等多种步态切换，切换过程无卡顿，姿态过渡自然如人类。
04
拟态逻辑：为什么“像人”是具身智能的必经之路？
小鹏IRON的极端拟人化设计，并非单纯的美学追求，而是基于商业化落地的战略选择。正如何小鹏提出的“物理AI”战略，拟态设计是机器人融入人类社会的关键前提。
1. 降低交互门槛：信任感源于“熟悉度”
人类天生对类人形态更易产生信任感与亲和力。IRON的1:1真人比例、36℃恒温皮肤、自然步态，能减少用户与机器人交互的心理障碍。在小鹏4S店的试点中，IRON作为导购机器人与顾客互动时，主动咨询率较传统机械臂机器人提升63%。
2. 适配人类环境：复用现有基础设施
人类社会的基础设施（楼梯、门把手、工具）均按人体结构设计，拟态机器人能无缝适配这些场景：
(1) IRON的22自由度灵巧手可自然抓取人类工具，完成拧螺丝、递物品等动作，无需专门设计适配工具；
(2) 178cm身高与人类视角一致，能直接使用办公桌、操作台等现有设备，降低场景改造成本；
已与宝钢达成合作，IRON将入驻钢铁厂承担巡检任务，其类人尺寸能通过人类设计的通道与设备间隙。
3. 技术协同优势：汽车产业反哺机器人研发
小鹏的拟态设计离不开“整车+机器人”的技术协同。与汽车共享的谐波减速器、永磁同步电机等核心部件，不仅降低30%以上成本，更通过10万转/分的电机极限性能，赋予机器人关节毫秒级响应速度。这种跨域复用模式，让IRON在2026年底量产时的成本控制在30万元以内，远低于行业平均水平。
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拟态背后的产业启示
小鹏IRON的“猫步”，是具身智能从实验室原型迈向商业产品的关键跨越。它靠仿生结构解决行走稳定问题，以高算力芯片突破运控延迟，借端到端算法实现步态自然，印证拟态设计是技术成熟与商业化需求的必然选择。
具身智能核心是让AI融入物理世界，拟态恰能降低人机交互门槛、复用现有资源、协同降本。随着2026年底IRON量产及宝钢、小鹏工厂等场景落地，人形机器人将走进产业一线。其技术路线为从业者提供参考，也为新手提供直观样本，未来其将规模化应用于多场景。
