El grado de libertad (en inglés degree of freedom, DOF) es una dirección independiente de movimiento que un mecanismo puede realizar. En un robot humanoide el número de DOF equivale aproximadamente al número de sus articulaciones controladas de forma independiente: cada articulación accionada por su propio actuador añade un grado de libertad. Cuantos más DOF, con más naturalidad y flexibilidad se mueve el robot, pero más complejo es su control, más cara su construcción y mayor su consumo de energía.
Para hacerse una idea, el cuerpo humano tiene en total cientos de grados de libertad; solo la mano tiene unos 27. Los robots humanoides apenas empiezan a acercarse a esa destreza. Las diferencias entre máquinas son, además, grandes e ilustran bien la filosofía de cada fabricante.
El bien equipado Atlas de Boston Dynamics tiene 56 grados de libertad y articulaciones plenamente rotativas, gracias a lo cual ejecuta tanto volteretas acrobáticas como manipulación precisa. En cambio, el asequible Unitree G1 se conforma con 23 grados de libertad: aún suficientes para caminar y para un trabajo básico con las manos, pero con una mecánica más sencilla. La expresiva Ameca tiene más de 60 DOF concentrados sobre todo en el rostro y la mitad superior del cuerpo, porque su tarea es una mímica verosímil, no cargar peso.
Lo importante es dónde están situados los grados de libertad. Un robot destinado a la manipulación necesita muchos DOF en las manos y los dedos diestros, mientras que un chasis caminante exige sobre todo articulaciones robustas en las piernas. El marketing suele presentar el número total de DOF como una única cifra, pero por sí sola no dice si el robot es hábil: depende de la distribución de las articulaciones, de la calidad de los actuadores y, sobre todo, del software que los gobierna mediante cinemática inversa y control de cuerpo completo. Más articulaciones significan, por tanto, potencial, no automáticamente un robot mejor.