Ein Aktuator ist eine Antriebseinheit, die (meist elektrische) Energie in eine mechanische Bewegung umwandelt. Bei einem humanoiden Roboter übernimmt er die Funktion eines Muskels: Jedes angesteuerte Gelenk besitzt seinen eigenen Aktuator, der die Bewegung in einem bestimmten Freiheitsgrad erzeugt. Die Qualität der Aktuatoren entscheidet maßgeblich darüber, wie kräftig, schnell und energieeffizient ein Roboter ist und wie feinfühlig er Gegenstände handhaben kann.
Ein typischer elektrischer Aktuator eines Humanoiden besteht aus drei Teilen: dem Motor (üblicherweise einem BLDC-Motor), einem Getriebe und der Steuerungselektronik mit Sensoren. Der Motor selbst dreht sich schnell, liefert aber nur ein kleines Drehmoment, deshalb wird ihm ein Getriebe nachgeschaltet, das die Drehzahl reduziert und das Drehmoment erhöht. Je nach Getriebetyp und Übersetzung unterscheidet man verschiedene „Philosophien” von Aktuatoren — von präzisen, kräftigen Einheiten mit Harmonic Drive über robuste Planetengetriebe bis hin zu leichten, dynamischen Quasi-Direktantrieben (QDD).
Die wichtigsten Kenngrößen eines Aktuators sind das Drehmoment (wie kräftig er ist), die Drehzahl, das Gewicht, die Energieeffizienz und die sogenannte Rücktreibbarkeit — die Fähigkeit des Gelenks nachzugeben, wenn man dagegen drückt. Roboter wie Atlas oder Optimus nutzen eine Kombination aus rotatorischen und linearen Aktuatoren: Die rotatorischen treiben gewöhnliche Gelenke an, die linearen (die an Hydraulikzylinder erinnern, aber von einem Elektromotor angetrieben werden) liefern große Kräfte an Knie oder Hüfte.
Firmen wie Tesla oder Figure entwerfen und fertigen ihre Aktuatoren selbst, denn sie sind der Schlüssel zu Leistung und Kosten — bei einem Humanoiden machen die Aktuatoren einen großen Teil von Preis und Gewicht aus. Die Entwicklung geht hin zu integrierten Einheiten, bei denen Motor, Getriebe, Sensor und Elektronik in einem kompakten Gehäuse stecken, was Montage und Wartung vereinfacht. Der Aktuator ist damit buchstäblich das Herz jedes Gelenks eines humanoiden Roboters.