X平台Menlo Research最近分享了一个项目，该项目由@asimovinc与@jandotai两位作者联合开发，利用100天时间，从零打造人形机器人双腿结构，整体开支包括开模、零件采购、人员、房租等成本累计达到3万美元。

但团队希望通过优化，将人形机器人整机成本控制在2.5万美元，并且通过开源方式，人人能够以这个价格复刻制造出来，让中小实验室也能轻松制造人形机器人，目前该项目已在github开源社区上线。

▍模块化设计2.5万美元复刻人人可造的机器人来了

值得一提的是，团队开发的这个人形机器人名字叫做Asimov，其实它并不是只有腿部，而是拥有腿、躯干、手臂、头部等独立模块。但目前研发团队仅将腿部硬件打造出来。

团队的目标很明确，就是要让全世界任何地方的人，都能以低于2.5万美元的成本复刻出Asimov。

为了实现这个目标，他们优先选用了商用现货部件。对于必须定制的零件，团队也绞尽脑汁适配低成本、小批量的制造工艺。大部分结构件都能兼容多射流熔融3D打印技术，这种工艺不用开模就能做出高强度的功能件。

膝盖部件的设计迭代，就是最好的例子。最初的膝盖是两部分拼接的3D结构，需要复杂的加工路径，还得多次调整机床参数，不仅耗时久、材料浪费多，后续组装也很麻烦。因此团队干脆推倒重来，把膝盖改成了一块简单的平板结构，大幅降低了数控加工的难度。

这些零件的几何形状还兼容铸造和传统3D打印工艺。就算没有工业级的多射流熔融设备，普通团队也能造出自己的机器人。

▍Asimov 人形机器人靠仿生髋关节实现 “人类级” 步态

在设计人形机器人的时候，团队表示，其中最关键的约束是电机尺寸，如果机器人做得太小，关节处就会堆满电机，显得臃肿突兀。确定了电机尺寸这个锚点后，团队反向推导，敲定了合理的连杆长度、膝盖几何形状和电机安装位置。

他们还参考了《人体运动基础》这本解剖学和生物力学专著，把人体关节活动范围的数据，直接转化为机器人的关节限位参数，确保机器人的受力路径和人体一致。

髋关节的F-A-R构型，是仿生设计的点睛之笔。这种先 flexion（屈曲）、再 abduction（外展）、最后 rotation（旋转）的布局，把髋关节的主屈伸轴放在更高的位置。这样一来，机器人不仅能迈出更大的步伐，身体比例也更接近人类，比如能实现更长的躯干和更协调的腿长比。

从机械设计角度看，F-A-R构型的优势更突出。旋转驱动电机可以巧妙地嵌入大腿上部，主屈伸电机则安放在髋关节组件的高处，外展电机刚好夹在中间，形成的结构酷似人类的臀部，既美观又实用。

最终定型的Asimov人形机器人，身高最低能做到1.2米。整机拥有26个自由度，重量控制在40公斤以内，小批量制造成本有望压到2万美元以下。

▍双腿拥有6个自由度100天累计成本不超3万美元

Asimov机器人的每条腿都配备了6个自由度，足以支撑机器人完成类人的站姿调整和精准落足。团队给膝盖部件设定了严苛的性能指标，在跪姿、悬停这类高负荷准静态场景下，能承受约40公斤的推力。为了简化结构、优化载荷路径和组装流程，他们把腿部的所有执行器都布置在同一平面上，这种共面布局让整个腿部的机械设计更简洁高效。

算下来，整套腿部子系统的总成本刚过1万美元。其中约8500美元花在执行器和关节部件上，剩下的则用于电池和控制模块。需要注意的是，Encos执行器的具体定价并未公开。

值得一提的是，整个项目100天的研发总成本还不到3万美元，这笔钱里还包含了场地租金、工具采购和零件更换的费用。而且这些投入可以分摊到整机和其他子系统的研发中，对资金紧张的小型实验室非常友好。

▍脚踝和脚趾的设计很关键机器人走路稳不稳全靠它

做过机器人的都知道，脚踝是最容易出问题的部件，不管是人类还是机器人，都是如此。

脚踝的设计直接决定了机器人走路时，脚掌如何向地面传递载荷和调整姿态。团队没有选择结构简单的单自由度串联脚踝，而是用上了并联RSU脚踝构型。这种构型能让脚踝拥有两个自由度，同时实现翻滚和俯仰动作。

两个旋转执行器可以协同工作，共同承担起抬起整机的扭矩。更妙的是，这种设计能把沉重的部件放在靠近身体的位置，既提升了结构刚性和运动精度，又优化了机器人的动态性能。同时，RSU脚踝还具备更好的反向驱动特性，能更自然地响应地面的接触力。

团队也考虑过线性执行器方案，这种方案能带来更高的强度和稳定性，外观上也更接近人类的肌腱结构，但缺点也很明显：运动速度更慢，成本也更高。

除了脚踝，团队还在脚上加了一个“小心机”被动铰接的脚趾关节。

这个设计完全复刻了人类的走路机制：站立时，脚趾能被动弯曲贴合地面，增大接触面积，让载荷分布更均匀；而在从站立到蹬地发力的过渡阶段，脚趾的作用更关键。有了脚趾的滚动支撑，脚掌不用再以僵硬的边缘为支点旋转，而是像人类一样平滑滚动。这不仅能降低足部的峰值受力，还能保持脚掌和地面的持续接触，最终实现更稳定的抓地力和更强的向前推进力。

这种被动柔顺的脚趾设计，和特斯拉Optimus的方案异曲同工。不用额外增加驱动电机，就能获得脚趾滚动的全部好处，完美避开了加电机带来的复杂度、重量和控制难题。

▍下一步要做的：补短板，凑整机

团队没有止步于腿部研发，而是根据全量程测试中发现的问题，敲定了下一步的优化方向。

髋关节是重点改进区域。初代设计把髋关节俯仰电机以45度角安装，初衷是更好地分散上身通过骨盆传递的载荷。但这个设计也带来了麻烦，髋关节的屈曲范围被严重限制，机器人连像样的坐姿都做不出来。团队计划把俯仰电机改成水平安装，相当于旋转了90度，这样就能恢复足够的关节活动范围，让机器人轻松完成下蹲和坐姿动作。

在制造和组装层面，团队也在查漏补缺。早期样机出现过漏打孔的问题，后续会优化夹具设计，提升零件的公差一致性。他们还打算把脚踝转轴的材料从铝合金换成钢材，以此提升耐磨性和强度余量。

最重要的是，研发重心已经从腿部迭代转向了整机集成。目前整机的26个自由度已经全部敲定，重量也控制在40公斤以下，最终的精确重量还在持续优化中。

目前这个项目已在github开源社区上线，如果你也对这个项目感兴趣，不妨一起加入这个项目开发。

开源地址：https://github.com/asimovinc/asimov-v0