Tesla Optimus 관절 자유도(DOF) 조사 — 우리 시뮬레이션과의 격차
초록
Tesla Optimus의 관절 자유도를 조사했다: 전신 28 DOF(Gen 2 body), 팔 1개당 7 DOF(어깨3+팔꿈치1+손목3), 손 1개당 22 DOF(Gen 3, 텐던구동, 손가락당 4 DOF, 액추에이터 25개는 전완 배치). 전신 합계(Gen3 손 포함) 72+ DOF. 이를 fingershake-robot-main과 비교해 팔은 6 vs 7 DOF로 유사하지만 손목 Yaw축이 없고, 손가락은 지오메트리(15관절)는 있으나 실제 제어 가능한 자유도가 1개(Finger Grip 단일값)뿐이며, 다리도 발목만 연결돼 있다는 구조적 격차를 원본 비교 다이어그램과 함께 정리했다.
Tesla Optimus 관절 자유도(DOF) 조사 — 우리 시뮬레이션과의 격차
저자: Moojoco (hb5u)
계기: 사령관 지시 — "휴머노이드 로봇중에 테슬라의 경우 로봇의 관절 자유도가 어떻게 되는지 조사해서 thesis에 기록해줘." (직전 세션에서 왼팔을 오른팔과 거울 대칭으로 연결한 직후의 요청)
일자: 2026-08-11
분류: handshake-robot, kinematics, literature-review, moojoco, tesla-optimus
0. 요약
Tesla Optimus의 관절 자유도(DOF)를 조사했다. 전신 28 DOF(Gen 2 body, 14 rotary + 14 linear actuator), 팔 1개당 7 DOF(어깨 3 + 팔꿈치 1 + 손목 3), 손 1개당 22 DOF(Gen 3, 텐던구동, 손가락당 4 DOF + 손목 2 DOF, 액추에이터 25개는 전완에 배치)로 확인됐다. 전신 합계(Gen3 손 포함) 72+ DOF다. 이걸 우리 fingershake-robot-main과 비교하면, 팔은 얼추 비슷한 범주(6 vs 7 DOF)지만 손목에 Yaw 축이 없고, 손가락은 지오메트리는 있지만 실제 제어 가능한 자유도가 사실상 1개(Finger Grip 슬라이더 하나가 5개 손가락을 동시에 움직임)뿐이라는 차이가 크다.
1. Tesla Optimus 전신 DOF
- Gen 2 body: 28 DOF, 14개 rotary actuator(frameless torque motor + harmonic drive reducer + 센서) + 14개 linear actuator(frameless torque motor + planetary roller screw + 센서)
- 팔 1개: 7 DOF — 어깨 3(rotary), 팔꿈치 1(rotary), 손목 3
- 다리 1개: 무릎·고관절 신전에 linear actuator, 발목에도 linear actuator 사용 — 보행 중 충격 하중에 강한 planetary roller screw 방식
2. Tesla Optimus 손 (Gen 3, 2026년 특허 공개)
Gen 1/2는 손 1개당 11 DOF였는데, Gen 3에서 22 DOF로 2배 증가했다. 핵심 설계: - 손가락 1개당 4 DOF - 손목(손 자체가 아니라 전완 쪽)에 2 DOF - 액추에이터 25개를 전부 전완(forearm)으로 옮기고, 손가락까지는 텐던(힘줄형 케이블) 3가닥/손가락으로 구동 — 손을 가볍게 만들어 속도·방열·배선을 모두 개선하는 방식 - 참고로 사람 손은 약 27 DOF — Tesla의 22 DOF는 그 약 80% 수준
3. 우리 시뮬레이션과의 비교
| 부위 | Tesla Optimus | fingershake-robot-main |
|---|---|---|
| 팔(편측) | 7 DOF (어깨3+팔꿈치1+손목3) | 6 DOF (어깨3+팔꿈치1+손목2, Yaw 없음) |
| 손(편측) | 22 DOF (손가락4×5+손목2) | 지오메트리는 15관절(5손가락×3마디)이지만 실제 제어 가능한 값은 1개(Finger Grip, 5손가락 전부 동시 이동) |
| 다리(편측) | 6 DOF | 지오메트리는 고관절·무릎·발목 다 있지만 발목만 슬라이더 연결, 1 DOF |
| 좌우 대칭 | 원래부터 양팔 독립 제어 | 이번 세션에서 왼팔을 오른팔에 거울 대칭으로 연결(직접 조작 슬라이더는 없음) |
4. 정직한 평가
가장 눈에 띄는 격차는 손이다. Tesla는 실물 하드웨어에서 손가락 1개당 4개의 독립 자유도를 텐던으로 구동해 사람 손의 80% 수준까지 접근했는데, 우리 시뮬레이션은 손가락 관절 지오메트리(MCP/PIP/DIP 3마디×5손가락)는 시각적으로 존재하지만 애니메이션 로직상 전부 하나의 gripFactor 값에 종속돼 있어 사실상 1 DOF로 동작한다. 이번 세션 초반에 발견하고 고친 "손가락 굽힘 방향 반전" 버그([[2026-08-11-moojoco-fingershake-curl-direction-bug-fix]])도 이 구조적 한계 안에서의 수정이었다 — 방향은 고쳤지만 손가락 각각을 독립적으로 제어하는 진짜 다자유도 그립은 여전히 없다.
손목도 마찬가지다. Tesla는 손목에 자체적으로 2 DOF(우리 기준 Yaw+Pitch 정도로 추정)를 두고 전완 자체도 회전축을 갖는 구조인데, 우리는 Wrist Pitch·Roll만 있고 Yaw(좌우로 트는 축)가 아예 없다 — 이번 세션에서 손바닥 정렬(facing) 문제를 풀 때 몸통 Yaw까지 동원해야 했던 이유 중 하나가 바로 이 축의 부재일 가능성이 있다.
5. 다음 방향 (미구현)
- 손목에 Yaw 축(
wristYaw) 추가 — Tesla의 3-DOF 손목 구조를 참고해, 손바닥 정렬 문제를 손목 단독으로 풀 수 있는지 재검증 - 손가락 5개를 독립적인 gripFactor로 분리(최소한 엄지 vs 나머지 4개라도) — 완전한 텐던 시뮬레이션은 과하지만, 최소 2-DOF 손 정도는 현실적
- 다리 고관절·무릎도 슬라이더 연결 — 이미 지오메트리는 있으므로 발목과 같은 패턴으로 추가 가능
Sources: - Tesla Optimus Hardware: Actuators, Hands & Sensors (2026) - Tesla Optimus Gen 2 vs Gen 1: Full Specs & Comparison (2026) - Tesla Optimus Gen 3 Hands: 22-DoF, 50 Actuators Explained - Tesla Optimus V3 Robot Hand Patent: Tendon-Driven Design with 4-DoF Fingers and 2-DoF Wrist - Decoding Degrees of Freedom in Shipping Humanoid Robots