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Direktantrieb oder Getriebe? Die Debatte um humanoide Gelenke endet in einem Hybridansatz
2026-10-09
Direktantrieb oder Getriebe? Die Debatte um humanoide Gelenke endet in einem Hybridansatz

Anfang Oktober 2026 schwappte die seit Langem schwelende Frage — sollten die Gelenke eines humanoiden Roboters überhaupt ein Getriebe verwenden? — aus den Ingenieurforen auf die Kapitalmärkte über. Ein Hersteller von Direktantriebsmodulen ging in Hongkong an die Börse, ein Gerücht über eine Architekturänderung bei Teslas nächstem Humanoiden machte die Runde, und plötzlich wurde „Direktantrieb vs. Gelenke mit Getriebe“ zum Thema für Vorstandsetagen. Hinter dem Lärm steht eine wirklich wichtige technische Entscheidung, vor der jedes Humanoidenprogramm stehen wird: Welche Gelenke profitieren davon, das Getriebe wegzulassen, und welche werden noch ein Jahrzehnt oder länger eines behalten? Dieser Artikel erläutert die Physik, die Wirtschaftlichkeit und das wahrscheinliche Endergebnis: keinen Alles-oder-nichts-Sieg, sondern eine hybride Architektur für jedes einzelne Gelenk.

Die Debatte, ohne den Hype

Zunächst einmal: Was ist tatsächlich passiert? Am 29. September 2026 wurde Benmo Technology (06731.HK), ein Hersteller von Direktantriebs-Leistungsmodulen, am Hauptmarkt der Hong Kong Stock Exchange notiert und in chinesischen Finanzmedien weithin als weltweit erstes börsennotiertes Unternehmen für „reine Direktantriebs“-Module bezeichnet. Am selben Tag unterzeichnete das Unternehmen mit der Innovationsgesellschaft der China Rare Earth Group (China Rare Earth Group Innovation Technology Co., „Zhongxi Kechuang“) eine strategische Kooperationsvereinbarung über Seltenerdmagnetmaterialien für Roboter-Leistungsmodule — laut Securities Daily und den eigenen Bekanntmachungen des Unternehmens.

Unabhängig davon behaupteten Marktgerüchte, dass Teslas Optimus der nächsten Generation wichtige Gelenke auf Direktantrieb umstellen werde. Keine offizielle Quelle hat eine solche Änderung bestätigt; eine Research-Notiz von Huatai Securities bezeichnete Berichten zufolge das Unterkörper-Konzept mit Getriebe und Kugelgewindetrieb als die Bereiche mit der höchsten Wahrscheinlichkeit für Überarbeitungen. Das ist Spekulation, keine Tatsache — doch die Hartnäckigkeit des Gerüchts ist selbst aufschlussreich: Der Markt geht bereits davon aus, dass die Architektur der Gelenkaktoren zur Disposition steht.

Quelle: OFweek Robotics, „Optimus-V4-Gerüchte bewegen Hongkong-Aktien: Der Richtungswettstreit zwischen Roboter-Direktantrieb und Getrieben“, 6. Oktober 2026; Securities Daily, 30. September 2026.

Warum Direktantrieb beim Drehmoment immer wieder verlor

Das Kernproblem war nie umstritten. Ein Getriebe ist ein Drehmomentverstärker: Ein Harmonic-Drive-Getriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von 50:1 oder 100:1 verwandelt einen kleinen, schnellen und effizienten Motor in ein kompaktes Gelenk mit dem 50- bis 100-Fachen des Ausgangsdrehmoments. Entfernt man es, muss der Motor selbst das gesamte Drehmoment bereitstellen. Für dasselbe Ausgangsdrehmoment bedeutet das einen deutlich größeren Statordurchmesser, stärkere Magnete und mehr Kupfer — Masse, die genau dort anfällt, wo Humanoide sie am wenigsten verkraften können: am distalen Ende der Gliedmaße.

Daraus folgen drei Probleme zweiter Ordnung:

  • Wärme. Ohne Getriebe muss der Motor bei niedriger Drehzahl das volle Gelenkdrehmoment erzeugen, wo die Kühlung am schwierigsten ist und der Strom — die Hauptquelle ohmscher Erwärmung — am höchsten ist.
  • Effizienz. Der Betrieb bei niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment liegt in einem ungünstigen Bereich der Wirkungsgradkennfelder der meisten Motoren.
  • Präzision. Encoder müssen den Winkel direkt an der Abtriebswelle erfassen, ohne dass eine Getriebeuntersetzung die Auflösung auf der Motorseite verbessert; die Positionsgenauigkeit am Gelenk hängt vollständig vom Feedback-System ab.

Deshalb konnte sich Direktantrieb historisch nur in Nischen behaupten — haptischen Schnittstellen, einigen Forschungsplattformen für Laufroboter und leichten Hochgeschwindigkeits-Pickern — während Harmonic- und Zykloidgetriebe alles dominierten, was in einem kleinen Bauraum echtes Drehmoment erforderte.

Was die Massenproduktion tatsächlich verändert hat

Die interessante Geschichte des Jahres 2026 ist nicht, dass Direktantrieb auf Präsentationsfolien besser wurde. Sondern dass jemand die Lernkurve der Fertigung im Maßstab von Verbraucherrobotern durchlaufen hat. Laut Daten von Frost & Sullivan, die in den Börsenunterlagen von Benmo Technology zitiert und von mehreren Medien berichtet wurden, stiegen die Auslieferungen der Direktantriebs-Leistungsmodule des Unternehmens von rund 186.000 Einheiten im Jahr 2023 auf etwa 2,14 Millionen im Jahr 2024 und über 8,5 Millionen im Jahr 2025 — als erster und bislang einziger Modulhersteller, der in einem Jahr die Marke von fünf Millionen Einheiten überschritt. In der ersten Hälfte des Jahres 2026 lieferte das Unternehmen rund 5,7 Millionen weitere Einheiten aus, überwiegend für Verbraucherroboter: Bodenreinigungsgeräte, Rasenmäher und ähnliche Produkte mit hohem Volumen und moderater Last.

Diese Entwicklung ist aus einem einfachen Grund bedeutsam. Verbraucherroboter sind eine unmodische, aber harte Schule: Millionen von Einheiten zwingen jeden Kostentreiber — Magnetqualität, Motortopologie, Blechpaketierung, automatisiertes Wickeln, Toleranzkontrolle — in einen disziplinierten Optimierungskreislauf. Das Unternehmen gab bekannt, dass eine Neugestaltung von Magnetmaterial und Motortopologie im Jahr 2023 die Drehmomentdichte im Vergleich zu seinen früheren Permanentmagnet-Konstruktionen um mehr als das 1.5-Fache erhöhte (eine unternehmenseigene Angabe). Der Umsatz stieg dabei von etwa 17.5 Millionen RMB im Jahr 2023 auf rund 282 Millionen RMB im Jahr 2025.

Die Kooperation im Bereich Seltenerdmetalle fügt einen zweiten Hebel hinzu. Direktantriebsmaschinen sind vor allem Magnetmaschinen: Niedrige Drehzahl und hohes Drehmoment in einem kleinen Volumen werden durch hochenergetisches NdFeB und ein intelligentes Magnetkreisdesign erkauft (konzentrierte Wicklungen, Halbach-ähnliche Anordnungen, Rotorstrukturen mit Flusskonzentration). Die Einbindung eines Magnetlieferanten mit vorgelagerten Seltenerdressourcen in den Produktentwicklungsprozess verkürzt den Weg vom Material zum Modul — und verschiebt, wie mehrere chinesische Analysten feststellten, den komparativen Vorteil des Direktantriebskonzepts zu denjenigen, die die Magnetproduktion im großen Maßstab kontrollieren.

Die Physik, bei der Getriebe weiterhin gewinnen

All dies bedeutet nicht, dass das Getriebe verschwindet. Vier Eigenschaften sorgen dafür, dass Gelenke mit Getriebe — und zunehmend spezifische Getriebetypen je Gelenk — weiterhin relevant bleiben:

  • Stoßfestigkeit. Beine nehmen Stöße auf. Der Getriebezug eines Untersetzungsgetriebes stellt am Abtrieb eine geringere effektive Trägheit und eine mechanische Impedanz bereit, die den Motorrotor schützt; ein Direktantriebsrotor, der 1:1 mit einem aufstampfen Fuß gekoppelt ist, nimmt jeden Stoß sofort elektrisch oder mechanisch auf.
  • Steifigkeit und reflektierte Trägheit. Beim Halten einer Position unter Last erhöht das Übersetzungsverhältnis die Steifigkeit und verringert die auf den Motor reflektierte Lastträgheit — weshalb Hochlast-Industrieroboter-Gelenke weiterhin Zykloidgetriebestufen (RV) bevorzugen.
  • Thermische Reserve. Gelenke mit Getriebe ermöglichen es dem Motor, bei gleicher Drehmomentabgabe mit höherer Drehzahl und niedrigerem Strom zu laufen, wodurch sich der Arbeitspunkt in einen kühleren und effizienteren Bereich verschiebt.
  • Bauraum. Eine Harmonic-Stufe mit 100:1 liefert weiterhin mehr Drehmoment pro Millimeter Aktuatordurchmesser als jeder Motor allein. Für Handgelenk- und Schultergelenke in einem Rahmen menschlicher Größe ist dieser Bauraumvorteil entscheidend.
EigenschaftDirektantriebHarmonicPlanetengetriebeZykloidgetriebe (RV)
Drehmomentdichte am GelenkNiedrig (Motor muss größer dimensioniert werden)HochMittel–hochSehr hoch
SpielNull (definitionsgemäß)Sehr niedrigNiedrig–mittelSehr niedrig
Steifigkeit / StoßtoleranzBei hohem Drehmoment schwachMittelMittelHoch
RücktreibbarkeitAusgezeichnetSchlecht–mittelmäßigMittelSchlecht
Wirkungsgrad bei niedriger DrehzahlSchlechtGutGutGut
KostenentwicklungSinkt mit zunehmender Magnetproduktion schnellAusgereift, langsam sinkendStandardproduktAusgereift, hochpreisig
Natürliche GelenkeignungUnterstützung für Handgelenk/Sprunggelenk, leichte BeineArme, Handgelenke, TailleSchultern, Hüften (Quasi-DD)Hüften, Knie, schwere Nutzlasten

Die ehrliche Interpretation der Tabelle: Keine einzelne Spalte dominiert. Jede Zeile hat einen anderen Gewinner — und genau deshalb scheitert die Denkweise „eine Antriebstechnologie für alles“ immer wieder.

Das Endergebnis sieht hybrid aus, nicht nach Alles-oder-nichts

Zwei Datenpunkte aus dem Jahr 2026 stützen das Konvergenzargument besser als jeder Aufsatz. Erstens haben sich Branchen-Whitepaper und Brokeranalysen auf eine arbeitsteilige Aufteilung nach Gelenken zubewegt: Harmonic-Stufen für Präzisionsgelenke im Oberkörper, Quasi-Direktantriebs- oder Planetengetriebekonzepte für hochdynamische Gelenke im Unterkörper sowie Zykloidgetriebestufen dort, wo Stoßbelastung und Nutzlast dominieren. Zweitens — und noch aufschlussreicher — präsentierte der weltweit bekannteste Hersteller von Direktantriebsmodulen selbst auf der World Robot Conference 2026 eine Familie von Gelenkmodulen mit Getriebe für hohe Lasten, die ausdrücklich auf stoßintensive Szenarien zielt, welche reiner Direktantrieb noch nicht abdecken kann. Wenn der Direktantriebs-Champion beginnt, Untersetzungsgetriebe zu verkaufen, ist aus „Direktantrieb vs. Getriebe“ eindeutig „welches Getriebe wo, und welche Gelenke können das Getriebe ganz weglassen“ geworden.

Der wirtschaftliche Subtext verändert nicht nur Konstruktionen, sondern auch Bewertungen. Analysten schätzen, dass das Harmonic-Getriebe rund 36% der Kosten eines Rotationsaktors ausmacht (eine durch Bernsteins Analyse von Stücklisten humanoider Aktoren verbreitete und in der chinesischen Berichterstattung häufig zitierte Zahl). Wenn Positionen mit hoher Last zu Zykloidgetriebestufen oder Planetengetriebekonzepten mit niedrigerer Übersetzung wechseln und leichte Positionen getriebelos werden, sinkt dieser Anteil — die Wachstumsstory „Einheiten × Getriebewert pro Einheit“, auf die Hersteller von Untersetzungsgetrieben gesetzt haben, wird nicht linear.

Was dies für Käufer von Aktoren bedeutet

Für Entwicklungsteams, die heute humanoide Plattformen oder Manipulationsplattformen spezifizieren, wird die Debatte über die Antriebsarchitektur zu einer Checkliste pro Gelenk statt zu einem Schlagwort:

  • Ordnen Sie zuerst Drehmoment, Drehzahl und Einschaltdauer für jedes Gelenk zu. Ein Rollgelenk am Handgelenk mit 20 Nm kontinuierlichem Drehmoment und ein Hüftgelenk mit 200 Nm Spitzendrehmoment unter Stoßbelastung liegen in unterschiedlichen Technologiequadranten; eine einheitliche Lösung für den ganzen Körper verschwendet entweder Leistung oder Masse.
  • Fragen Sie, wo die Encoder sitzen. Getriebelose Gelenke verlagern die Präzisionsanforderung vollständig auf das Feedback-System — Dual-Encoder-Architekturen (motorseitig plus abtriebsseitig) sind das Minimum für Angaben zur Regelkreisgenauigkeit. Die durch die Encoder-Architektur gesetzte Genauigkeitsgrenze haben wir in Im Inneren des integrierten Gelenks behandelt.
  • Fordern Sie Stoßfestigkeitswerte, nicht nur Drehmomentkurven. Fragen Sie bei Gelenken der unteren Gliedmaßen, wie das Modul Stoßlasten bewältigt und wie sein Überlastbereich für Sekunden statt Millisekunden aussieht.
  • Prüfen Sie die Anforderungen an Rücktreibbarkeit ehrlich. Kraftgeregelte und nachgiebige Manipulation erfordern eine geringe reflektierte Trägheit; ein Getriebezug an der falschen Stelle verwandelt ein Kraftregelungsproblem in einen Regelungskonflikt. Die Sensorseite dieses Zielkonflikts wird in Der Kraftsensorik-Stack erläutert.
  • Gewichten Sie die Produktionsreife des Lieferanten, nicht seine Demovideos. Die Lehre aus dem Jahr 2026 lautet, dass ein für Millionen von Verbrauchereinheiten entwickeltes Modul eine Kosten- und Zuverlässigkeitsdisziplin mitbringt, die ein im Labor gebautes Modul mit gleichen Spezifikationen nicht erreichen kann.

Dies ist auch die Konstruktionsphilosophie hinter den Gelenkprodukten von Ti5ROBOT. Unsere Produktfamilie Leichtbau-Gelenkmodul integriert Motor, Getriebe, duales Feedback und Antriebselektronik in integrierte Drehgelenke für humanoide Roboter und leichte Industriearme — beispielsweise das Gelenkmodul der Klasse 30–40 — während unsere Produktlinie Humanoider Roboteraktor auf die Positionen mit höherem Drehmoment ausgerichtet ist, bei denen die Getriebestufe weiterhin die richtige Lösung darstellt. Es geht nicht darum, sich für ein Lager zu entscheiden; es geht darum, pro Gelenk die richtige Kraftübertragung zu wählen und die Integration zu beherrschen.

Beobachtenswerte Signale

Die Debatte wird durch Belege entschieden, und drei beobachtbare Signale sind wichtiger als jede Roadmap:

  • Design-Wins in ausgelieferten Humanoiden. Welches Kraftübertragungskonzept findet tatsächlich Eingang in die Gelenkstückliste der nächsten Humanoiden-Generation in Volumenproduktion — nicht in den Prototyp, sondern in die Produktionsserie.
  • Industrialisierung vom Magneten zum Modul. Ob die Seltenerdkooperation qualifizierte Magnetmaterialien in Produktionsmodulen hervorbringt und damit den Materialkostenkreislauf für Direktantrieb schließt.
  • Umsatzmix jenseits von Verbraucherrobotern. Ob Hersteller von Direktantriebsmodulen die Kostendisziplin aus Verbraucherrobotern in Design-Wins für Humanoide umsetzen, erkennbar an ihrem Umsatzanteil außerhalb des Verbraucherrobotikbereichs in den nächsten zwei Geschäftsjahren.

Ein Vorbehalt für Leser, die dies über die Kapitalmärkte verfolgen: Der Kursanstieg des börsennotierten Direktantriebsherstellers nach dem IPO spiegelt Knappheit und Narrative ebenso stark wie Fundamentaldaten wider, und Bewertungsmodelle von Drittanbietern kennzeichnen seine Profitabilität bereits als unbewiesen. Die Technologiekurve und die Aktienkurskurve sind unterschiedliche Dinge.

Die Getriebefrage ist letztlich eine Frage der Kostenstruktur, der Materialien und des Produktionspfads, die ein Maschinenbaugewand trägt. Der Börsengang-Zyklus 2026 rückte die Debatte ins Rampenlicht; die Stücklisten humanoider Roboter der nächsten zwei Jahre werden das Urteil Gelenk für Gelenk fällen — und dieses Urteil wird mit ziemlicher Sicherheit gemischt ausfallen.

Quelle: OFweek Robotics (6. Oktober 2026) — Analyse der Direktantriebs- und Getriebewege; Bekanntmachungen von Securities Daily und China Rare Earth Group (29.–30. September 2026) — strategische Kooperation; in den Börsenunterlagen von Benmo Technology zitierte Daten von Frost & Sullivan — Auslieferungsvolumen; von Chuangye Bang zitierte Bernstein-Analyse der Aktorkosten (März 2026) — Harmonic-Kostenanteil von 36%. Unternehmenseigene Angaben (Verbesserung der Drehmomentdichte) sind im Text entsprechend gekennzeichnet.