最好的机械臂为什么有7个自由度，而不是6个？

工业领域中，六轴机器人是最常见的，而新近推出的人机协作系统却拥有七个自由度。对此，人们常常心生疑惑，直到在知乎上看到了一个关于人的手臂自由度的问题，才豁然开朗。原来这七个自由度是对人手臂真实动作的精准模拟。

人的手臂，从腕关节到肩关节，究竟有几个自由度？这个问题可能连许多学工科的人也未必能准确解释。但在知乎上，一位名叫杨硕的网友给出了极为详尽且通俗易懂的答案。

我们要明白什么是自由度。简单来说，一个物体的自由度是指其在空间中可以独立运动的维度数量。那么，人的手臂真的有七个自由度吗？答案是肯定的。

这七个自由度包括手臂在三维空间中的移动（三个自由度），以及手腕和手指的旋转动作（四个自由度）。这七个自由度的存在，使得我们的手臂能够完成复杂的动作，如拧钥匙、转鼠标等。

那么，为什么是七个自由度，而不是更多或更少呢？

这里涉及到机器人操作学中的一个定理：六自由度的机械手在空间中无法在保持末端机构的三维位置不变的情况下进行构型转换。也就是说，如果我们试图让机器人在同一位置进行不同方向的微调，六个自由度的机械手很难做到。而我们的手臂，却能够轻松完成这样的动作。

多出来的这一个自由度，使得我们的手臂能够更加灵活地完成一些精细动作，如拧钥匙。如果没有这个额外的自由度，我们在拧钥匙时可能需要整个手臂进行大幅度的移动，那样就会显得非常浮夸。

自由度并不是越多越好。自由度越多，机械手的刚性就越差，容易受伤。这就是为什么我们的手臂只有七个自由度，而不是更多的原因。

七个自由度是对人手臂动作的完美还原。它既保证了手臂的灵活性，又保证了其稳定性和安全性。不知道圣经中把7作为最好最神圣的数字、一个星期有七天，是否与人体的这七个自由度有关。这个答案既专业有内涵，又通俗易懂，让人不禁佩服这位知乎网友的深厚学识和独到见解。