探索先进机器人执行器制造机器人的关键组件 KellyOnTech_B2B营销策略 |跨境并购合作 |Mans International曼灵国际投资公司

Posted by : KellyOnTech Date : 2023-10-13

2023世界机器人大会

在上个月结束的由科协主办的2023世界机器人大会（2023年8月16日至22日，北京）上，展出了来自全球140多个公司的600多种品类繁多的机器人产品，真是让人目不暇接。比如人形机器人李白，复原了1300年前的著名诗仙。还有会拉花的机器人咖啡服务员。不知道您对哪款机器人印象深刻？

图片来源：新华社. 李白仿生人形机器人亮相2023世界机器人大会

8月16日，北京市经信局发布《北京市促进机器人产业创新发展的若干措施》，全力打造机器人技术创新策源地、应用示范高地和高端产业集聚区。北京市将设立100亿元规模的机器人产业基金，首期规模不低于20亿元，支持创新团队孵化、技术成果转化、企业并购重组和发展壮大。随着政府政策的支持和资金的增加，各个机器人项目之间的竞争已经进入白热化阶段。

有时不直接参与行业竞争，而是为该行业提供所需之物，这种间接支持的角色往往能够异军突起。就像当年淘金热时，Levi Strauss选择为淘金者们提供耐用的牛仔裤，成就了一番伟大事业。

什么是制造机器人的关键呢？今天先介绍被称为机器人构建中最重要的组件之一的机器人执行器。
机器人执行器 - 制造机器人最重要的组件之一
执行器就是将能量转换为物理运动的装置，绝大多数执行器产生旋转或线性运动。行走坐卧这些人类看来很简单的动作，对于机器人，特别是人形机器人来说是很大的挑战。机器人在移动和执行任务的时候就需要用到执行器。
最近埃隆·马斯克 (Elon Musk) 提到，创造像特斯拉的“Tesla Bot”这样的人形机器人的主要挑战就在于当前可用机器人执行器 （Robot Actuator）的限制。机器人执行器也被称为人形机器人的动力电池。拿特斯拉人形机器人举例。该机器人的最大速度为 5 英里/小时 （8.05 公里/小时，站立高度为 5 英尺 8 英寸（173 厘米），重量为 125 磅（57 公斤），承载能力为 45 磅 （20.41 公斤）。其全身共有28个身体关节执行器（14个旋转关节，14个线性关节）+ 12个手指关节执行器。
图片来源: Tesla. 特斯拉人形机器人 Tesla Bot
执行器最常见的三种类型是气动、液压和电动。气动执行器使用压缩空气来引起运动。液压执行器使用压缩油来引起运动，它们最常用于重型机械，并且可以产生非常大的力。电动执行器则使用电流和磁铁来引起运动。 选择哪种类型的执行器取决于您设计的机器人的结构类型。
特斯拉为什么要自己生产机器人执行器?
特斯拉没有采用常规的机器人执行器，是因为根据马斯克的一贯考量，特斯拉机器人必须做到价廉物美。他们希望这款机器人的零售价为每台 2 万美元，这就对机器人的轻量化、节能、高功率密度和低功耗等方面提出了相当高的要求。根据测算，特斯拉机器人需要 23 个执行器、功能强大的 PC、大量传感器和电池组才能持续几个小时以上，再加上坚固的骨架将所有这些固定在一起，这是一个非常艰巨的任务。
所以马斯克让他非常看重的特斯拉首席电机设计师康斯坦丁诺斯·拉斯卡里斯 (Konstantinos Laskaris) 来负责执行器的开发。拉斯卡里斯十多年来一直负责特斯拉车辆的电机和执行器开发，马斯克认为特斯拉电动车本身就是一个车型机器人，所以自身在机器人执行器方面有足够多的开发经验。 在2023特斯拉的人工智能日上，该公司推出了最新的特斯拉擎天柱原型，首次配备了特斯拉设计的执行器，而不是现成的产品。
顺便提一句，特斯拉曾经展示了其自己开发的执行器的性能。如图所示，特斯拉执行器举起了500公斤的钢琴，离开地面大约2英寸长 （5.08厘米）。
图片来源：Tesla. 特斯拉的首席电机设计师拉斯卡里斯是视频中弹钢琴的人
生产机器人执行器的厂商非常多，有没有哪家能把机器人执行器做得即轻巧，体积又小，而且效率还高呢？有的，在这里介绍一家公司叫做 ESTAT。
机器人执行器领域新贵 ESTAT 
ESTAT这家公司起步于卡内基梅隆大学的实验室，致力于制造为行动不便的人类提供帮助的机器人。其联合创始人Stuart Diller 是卡耐基梅陇大学机械工程专业的博士生。ESTAT意识到，要想让这些机器人在现实环境中发挥作用，硬件必须变得更轻、更高效、更具可扩展性。于是他们将静电物理学专业知识与世界一流的机械设计和材料科学进步相结合，创造出了一流的电子粘合剂硬件。
图片来源：ESTAT. ESTAT 部分产品展示
ESTAT在其网站声称他们的硬件：
轻 10 倍 - 采用薄如纸的复合材料和高性能材料，是市场上最轻的设计
结构紧凑 10 倍 - 电融合（Electroadhesion) 无需电磁铁等笨重部件
效率提高 1000 倍 - ESTAT 产品就像承载电容器一样，启动时仅需毫焦能量，维持时仅需微安电流。

根据马斯克的乐观预计，"在未来每个人都将拥有一个人形机器人，这个市场将会超过电动车的需求。" 据高盛预测，在技术得到革命性突破的理想情况下，人形机器人2025年至2035年销量复合年增长率CAGR可达94%，2035年市场规模将达1540亿美元。其实无论机器人以何种形式存在，它早已在方方面面渗透了我们的生活。
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