חומרים מתקדמים לרובוטים דמויי אדם

חומרים מתקדמים לרובוטים דמויי אדם: סקירה מקיפה

רובוטים דמויי אדם דורשים מגוון רחב של חומרים בעלי ביצועים גבוהים כדי להשיג פונקציונליות, עמידות ויעילות אופטימליים. להלן ניתוח מפורט של חומרים מרכזיים המשמשים במערכות רובוטיות שונות, יחד עם היישומים והיתרונות שלהם.

1. רכיבים מבניים

פוליאתר אתר קטון (PEEK)
עם תכונות מכניות יוצאות דופן ועמידות בחום, PEEK הוא הבחירה האידיאלית עבור מיסבי חיבור ורכיבי חיבור. לדוגמה, של טסלהאופטימוס דור 2השתמש ב-PEEK כדי להפחית משקל על ידי10 ק"גתוך הגברת מהירות ההליכה ב30%.

פוליפנילן גופרתי (PPS)
PPS, הידוע ביציבותו הממדית ובעמידותו הכימית יוצאת הדופן, נמצא בשימוש נרחב בהילוכים, מיסבים וחלקי תמסורת.מיסבי PPS של סוז'ואו נאפואובדן אנרגיה מופחת במפרקים על ידי25%, בעודחומר ה-PPS של נאנג'ינג ג'ולונגתרם לירידה כוללת במשקל של20-30%במערכות רובוטיות.

2. חומרי מערכת תנועה

פולימר מחוזק בסיבי פחמן (CFRP)
בשל יחס החוזק-משקל הגבוה שלו, CFRP שולט במבני זרועות ורגליים רובוטיים.האטלס של בוסטון דיינמיקסמשתמש ב-CFRP ברגליו כדי לבצע קפיצות ברמת קושי גבוהה, בעודהליכון של יוניטרימשפר את היציבות עם מעטפת CFRP.

סיב פוליאתילן בעל משקל מולקולרי גבוה במיוחד (UHMW-PE)
עִםפי 7-10 מחוזק הפלדהורקשמינית מהמשקלUHMW-PE הוא החומר המועדף לידיים רובוטיות המונעות על ידי גידים.סיבי UHMW-PE של Nanshan Zhishangיושמו בהצלחה במערכות יד רובוטיות רבות.

3. אלקטרוניקה ומערכות חישה

פולימר גביש נוזלי (LCP)
הודות לתכונות הדיאלקטריות המעולות שלו וליציבותו הממדית, LCP משמש במחברי אותות בתדר גבוה וברכיבים אלקטרוניים מדויקים, כפי שניתן לראות בH1 של יוניטרי.

סרטי פולידימתילסילוקסן (PDMS) ופוליאימיד (PI)
חומרים אלה מהווים את הליבה שלעור אלקטרוני (e-skin).חיישנים גמישים מבוססי PDMS של Hanwei Technologyלהשיג רגישות גבוהה במיוחד (זיהוי עד0.1 קילו פסקל), בעודuSkin של XELA Roboticsמשתמש בסרטי PI לתפיסה סביבתית רב-מודאלית.

4. רכיבים חיצוניים ופונקציונליים

פוליאמיד (PA, ניילון)
עם יכולת עיבוד שבבי וחוזק מכני מצוינים, PA משמש בניאו גמא של 1X טכנולוגיותהחלק החיצוני של הניילון הארוג של הרובוט.

פלסטיק הנדסי PC-ABS
בשל יכולת העיצוב המעולה שלו, PC-ABS הוא החומר העיקרי עבורמעטפת הרובוט NAO של SoftBank.

אלסטומר תרמופלסטי (TPE)
TPE, המשלב גמישות דמוית גומי עם יכולת עיבוד פלסטית, אידיאלי עבורריפוד לעור ולמפרקים בהשראה ביולוגיתצפוי להשתמש בו בדור הבאהמפרקים הגמישים של רובוט אטלס.

סיכויים עתידיים

ככל שהרובוטיקה ההומנואידית מתקדמת, חדשנות חומרית תמלא תפקיד מרכזי בשיפורעמידות, יעילות אנרגטית ויכולת הסתגלות אנושיתחומרים מתפתחים כגוןפולימרים בעלי ריפוי עצמי, סגסוגות זיכרון צורה וחומרים מרוכבים מבוססי גרפןעשוי לחולל מהפכה נוספת בתכנון הרובוטיקה.