题主问题：

1. 机构的巧妙和控制的巧妙哪个更重要一些？

2. 这个问题也可以阐述为: 机电系统的复杂度到底应该放在机械系统还是控制系统上？(非常感谢@任赜宇)

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

任赜宇回复：

我是具体做仿人机器人相关底层机械设计的。

1. 机械设计的巧妙可以简化相应的控制系统吗？
答案：可以简化

2. 机构的巧妙和控制的巧妙哪个更重要一些？
答案：巧妙这个词用的很“诡异”，自然而然是两者都重要。

但建议如果把问题换成“机电系统的复杂度到底应该放在机械系统还是控制系统上？”我会毫不犹豫地回答到“控制系统”。

从我这几年做项目的经验来看：机械系统就应该做到简洁、高效、可靠，系统整体的复杂度应该往电气、控制层面去堆。电气与控制层面能实现的功能，绝对不在机械层面增加系统的复杂度来实现。

因此我认为，未来机械设计定义的“巧妙”：应该是往简单、高效、低成本以及可靠地去实现功能发展，而不是我们传统想象的极其复杂的机械设计。


对于问题1，给大家举个最典型对比的例子：

欠驱动机械手（Under Actuated Hand）和全驱动机械手(Fully Actuated Hand)的对比发展。

因为人类的手掌高自由度的关系，实实在在地是为了简化上层相应的控制系统复杂性，才从全驱动机械手诞生出了相应的设计巧妙地欠驱动机械手。

全驱动机械手机械设计比较不需要“动脑子”，按部就班地每个手指的关节都相应地安放小尺寸电机，因此一个机械手需要控制的自由度在15-20个左右。一个简单的手指闭合就需要控制相关3个电机的运动轨迹，而一个整体的手掌抓握则需要控制15-20个以上电机的运动轨迹。

而欠驱动机械手则需要通过较为巧妙的机械设计，尽可能地减少主动控制的自由度的数量，一般一整个机械手的电机数目在1-4个左右。而手指闭合运动仅仅需要控制1个电机就足够了，整体的手掌抓握也仅仅需要控制4个以下电机，有的机械手甚至1个电机就足够了，基于不同欠驱动手的设计。

这是我最近项目上欠驱动机械手一些手指coordinated motion和简单抓取的Demo与大家分享。欠驱动机械手因为有能够自动适应物体外形的特性，抓取控制上的复杂度得到了极大的简化——对于每个手指，我做的只是给一条最简单的闭合运动轨迹，再通过tactile sensor的闭环反馈判断是否抓取到了物体，that's all.

同时，欠驱动机械手的设计是巧妙的，但绝不是“不计条件”的复杂的。简单、高效、低成本与可靠才是我们未来做机械设计需要着重考虑的东西和发展的方向。


对于问题2，最近我正在写一篇关于机器人驱动器SEA方案和Propriospective Actuator方案（MIT Cheetah组）性能对比及发展取舍的文章，那篇文章会对某项特定的功能是放在“机械系统”实现还是“控制系统”实现做全面地对比。

但结论还应该是“机电系统的复杂度应该往电气和上层的控制去堆，机械系统要做的越简单可靠越好”。

本文转载自知乎，作者：任赜宇，如若转载请联系原作者。