Зашто хуманоидни роботи отварају нови плави океан за моторне апликације без мотора

 

Хуманоидни роботи, као изванредни представници робота опште намене и идеалних превозника "отелотворене интелигенције", имају користи од брзог развоја опште вештачке интелигенције, а са друге стране постајући мост између АИ и стварног света "Обрађено интелигенција", постепено се развија у терминалну платформу за следећу генерацију опште вештачке интелигенције. У задацима робота, АИ велики модели преносе кључне улоге у резоновању и одлучивању, претварање сложених упутстава у извршне кораке за роботе анализом природних језичких команди. Штавише, додавање вишемодалних АИ великих модела значајно побољшава тачност и ефикасност резоновања и одлучивања, пружајући важну подршку хуманоида робота да напредују ка уопштењу.

 

 

Брз развој индустрије роботике ослања се на иновације у технологије кључних компоненти и стабилност њихове понуде. У хуманоичним роботима, редуктор, серво систем и контролер сматрају се три основне компоненте, заједно чине се преко 70% укупних трошкова. Поред тога, као основна компонента, вредност мотора се не може занемарити. У хуманоичним роботима као што су Оптимус, моторички трошкови чини око 25% укупне вредности компоненте.

 

Под претпоставком да ће глобална количина пошиљке хуманоичних робота достићи 5 милиона јединица у наредној деценији, потражња за необрађеним моторима (без гвоздених језгара) ће у овом периоду видети огроман раст тржишта. На основу јединичних цена, тржишни прираштај за необрађене моторе може достићи 350 милијарди РМБ, док се очекује да је инкрементално тржиште безложних мотора прелазити 78 милијарди РМБ. Ове двоје ће заједно формирати огромно тржиште од 428 милијарди РМБ.

 

 

За разлику од индустријских робота који се користе у фиксном радном окружењу, хуманоидни роботи пре свега служе људским дневним животнијим сценаријима. Ови роботи не морају постојати само перцепција, доношење одлука и акционих способности, али такође морају да симулирају обрасце људских понашања како би се на природнији начин комуницирали са окружењем и корисницима. Стога, мотори, као основне компоненте заједничких актуатора, директно утичу на флексибилност, прецизност и стабилност робота.

 

Међу различитим погонским технологијама, електрични погон мотора показује значајне предности у односу на хидраулични погон. Електрични моторни погон користи од користи од технологије за управљање зрелим покретним покретама, пружајући повратне информације о статусу кретања у реалном времену путем висококвалитетних кодера како би се осигурала тачна контрола. Истовремено, трошкови електричних моторних погонских система је нижи у поређењу са хидрауличким системима, са потребним мање одржавања. Ова економична карактеристика чини електрични моторни погон један од главних избора за развој хуманоидног робота.

 

Међу њима, без мотора, са њиховим лаганим, високим ефикасношћу и ниским инерцијским карактеристикама, постале су кључне компоненте у побољшању перформанси хуманоида робота.Безморни мотори могу пружити већу густину снаге и веће брзине одговора у малим количинама, омогућавајући роботима да покажу врхунске перформансе у више степену заједничке контроле више степени за заједничку контролу у више степени. Поред тога, необрађени мотори имају нижу потрошњу енергије, помажући роботима да постигну дужи век батерије.

 

1.1 Хуманоидни роботи који се интегришу у свакодневни живот, показују националну технолошку снагу

Хуманоидни роботи постепено постају поуздани асистенти у свакодневном људском животу, способни да помогну у различитим сложеним задацима. За разлику од индустријских робота, који обично раде у фиксним окружењима, хуманоидни роботи осмишљени су да се интегришу у људско свакодневно окружење. Ови роботи не поседују само основне могућности попут перцепције, доношења одлука и радње, али такође имају карактеристике кретања у облику људских и пријатељских изгледа, што их чини лакше прихваћеним од стране људи и стварајући осећај познавања. Флексибилно прилагођавањем различитим окружењима, хуманоидни роботи показују огромни потенцијал примене у областима попут куће, услуга и здравствене заштите.

 

Као напредни интелигентни уређаји, хуманоидни роботи сматрају се симболима националне технолошке снаге. Њихов развој захтева превазилажење технолошких баријера у више дисциплина, укључујући машинство, електротехнику, науку о материјалима, сензорској технологији, контролним системима и вештачке интелигенције. Са карактеристикама изглед људи, бипедалним хонорарницама и високо координисаним технологијама управљања покретом, хуманоидни роботи могу да обављају физичке задатке и комуницирају са људима кроз језик или изразе лица. У поређењу са традиционалним роботима, хуманоичним роботима показују значајне предности у интеракцији људске машине, адаптације животне средине и свестраности задатка.

 

 

1.2 Развој хуманоичних робота: од концепта до индустријализације

Концепт робота је постојао више од једног века, а истраживање хуманоичних робота почело је средином -20 твом веком, доживљавајући дуг развојни процес од лабораторијских прототипа до раних фаза индустријализације. Најраније употреба термина "Робот" долази из чешког писаца Карел Чапеков игра РУР (Россум-ове универзалне роботе), што значи машински робови који служе човечанству. Масовна производња индустријских робота почела је 1960-их, а "Увредна" роботска рука коју је покренула америчка идиманација компанија која је отворила еру комерцијалних индустријских робота.

 

Истраживање и развој хуманоичних робота почели су у Јапану и постепено су ушли у фазе систематизације и високе динамике:

 

Рана фаза истраживања (око 1970-их): 1973. године, професор Ицхиро Като из Универзитета у Јапану развио је први хуманоидни робот, Вабот -1 и његов ВЛ -5 бипедални механизам за ходање положило је темељ Роботи.

 

Фаза технолошке интеграције (1980-их -1990 с): 1986. године Хонда је започела истраживање хуманоидног робота Асимо, а 2000. године је пуштен на слободу на Асимо генерацији, обележавајући улазак хуманоидних робота у високо интегрисану технолошку фазу.

 

Динамички пробојни перформанс (2000-2020): 2016. године, Бостонска динамика Сједињених Држава објавила је Бипедал Робот Атлас, која је, са својим моћним способностима балансирања и перформанси преласка балансирања и препрека, достигла нове висине у динамичком кретању и извршавању задатка Опасно окружење.

 

Фаза ране индустријализације (2020- присутна): 2022. године Тесла је лансирао Хуманоид Робот Прототип Оптимус, показује високо интегрисану вештачку интелигенцију и технологију моторног погона у Тесли АИ дан. Верзија Оптимуса 2023 способна је за класификацију објекта и прецизно балансирање, сигнализирање да хуманоидни роботи постепено крећу ка практичној примени.

 

1.3 Дубока интеграција хуманоичних робота и моторне технологије

Континуирана еволуција хуманоичних робота неодвојива је од подршке моторне технологије. Као основна компонента дискова робота, мотори не само да одређују перформансе покрета робота, већ и утичу и на његову флексибилност и издржљивост. Са њиховом високом прецизном прецизном потрошњом енергије и поузданост, моторни погони постепено постају најчешће коришћени раствор енергије за хуманоидне роботе. У међувремену, без мотора, са предностима попут лагане, високе ефикасности и ниске инерције, пружају пресудну технолошку подршку за брз развој хуманоичних робота.

 

У будућности, са даљим пробојем у технологији, хуманоидни роботи постаће широко коришћени у различитим животнијим сценаријима, убризгавајући нову виталност у глобални економски и социјални развој. Ово чини тржиште мотора, посебно на тржиште мотора без носа, нови и високо очекивани плави океан.

 

1.4 Структура хуманоидне роботе: Анализа кључних компоненти

Кључна структура хуманоичних робота може се поделити на три главна модула: погона, контролоре и сензоре. Главне компоненте попут мотора, редуктора и сензора одређују перформансе робота. Испод је детаљна анализа ових компоненти:

 

1.4.1 Мотор

Мотор је језгро хуманоидног робота за изведба робота, укључујући серво моторе, матице, моторе моторног момента и сферних мотора, између осталих. Међу њима се мотори обртног момента сматрају идеалним за хуманоидне роботе спојеве са малим брзинама, захтевима високог обртног момента због њихове способности да обезбеде висок обртни момент на средњим и ниским брзинама. Међутим, њихова истраживања и потешкоћа у производњи је релативно висока, што захтева пробој у технолошким ускама.

 

1.4.2 редуктор

Смањивачи хармонике су широко препознате за своју компактну структуру, висок однос преноса и врхунске прецизности, чинећи их заједничким избором за компоненте робота. Међутим, њихова трајност и животни век и даље имају простор за побољшање.

 

1.4.3 Сензор

Сензори играју критичну улогу у роботима, посебно сензорима обртног момента, који су суштински део заједничког дизајна. Ови сензори, у комбинацији са моторима и редукторима, формирају заједничку скупштину и пружају прецизне контролу покрета и повратне информације.

 

1.4.4 Горња метода погона удова

Горњи удови углавном користе кугличне вијке, који претвори повратни покрет лопти у линеарни кретање вијка. У поређењу са каишем или ланцима, куглични вијци имају мање трења, ниже трошкове рада и одржавања и већу прецизност.

 

1.4.5 Метода доње удова

Планетарни вијци за ваљак, познати по отпоривању на утицај спољне силе и дуготрајни живот, постали су главни избор за доње удова погоне, посебно погодне за руковање сложеним потребама за контролу обичаја.

 

1.4.6 Ручни зглоб

Ручни зглобови обично користе безблемене моторе. Ови мотори имају једноставан дизајн, лагану и идеалне су компоненте погона за кретање прстију, омогућавајући лепшу контролу.

 

Поред тога, избори за лежајеве за линеарне и ротационе спојеве укључују угаоне контактне лежајеве, укрштене ваљкастих лежајева и куглични лежајеви дубоке утора. Ове компоненте заједно осигуравају лагану, прецизност и поузданост робота.

 

 

Интелигентне предности моторног погона

У поређењу са хидрауличним погонима, моторни погони показују посебно изванредне интелигентне перформансе у контроли покрета. На пример, ТЕСЛА-ов хумалоидни робот усвојио је моторну технологију густине са високим моментом, са својом интелигентном контролом кретања далеко прелази традиционалне хидрауличке системе. Овај дизајн не само омогућава повратне информације о статусу покрета у реалном времену како би се осигурала прецизност контроле, али и задржава трошкове релативно ниске, чинећи га погодним за велике апликације.

 

Захтеви за перформансе за серво моторе

Као језгро актуатора робота, серво мотори морају да испуне следеће услове за перформансе:

• Брзи одзивност: Серво мотори морају брзо да се брзо зауставе да би се прилагодили високим динамичким окружењима.
• Однос високог почетног обртног момента и инерција: Серво мотори треба да обезбеде висок почетни обртни момент уз одржавање ниске ротацијске инерције.
• Континуиране контролне и линеарне карактеристике: Брзина мотора се мора континуирано прилагодити променама у контролном сигналу како би се осигурало прецизно извршење.
• Компактан дизајн: Серво мотори би требали бити мале величине и лагане да се уклопи у компактног простора робота.
• Издржљивост и могућност преоптерећења: Серво мотори морају да издрже честе напријед и обрнуте ротације и убрзање / расипање убрзања и медну неколико пута више пута нацењено оптерећење за кратке трајање.

Ове карактеристике чине серво мотори неопходне у области роботике, постављајући темељ за већу интелигенцију и стабилност у роботима.

 

Наставите читати: Срце покрета робота - пресудна улога мотора у прецизности - 2. део