Le robot qui ne dort jamais: se terminer par le chargement des pauses – comment un robot résout le plus gros problème d'énergie en automatisation

Qu'est-ce qui rend le Walker S2 si spécial?

Selon l'entreprise, le Walker S2 de UBTech Robotics est le premier robot humanoïde à changer ses propres batteries sans aide humaine, ce qui pourrait théoriquement fonctionner. Cette capacité combine un système de batterie double avec un système de capture et de capteur coordonné précisément, qui effectue le processus d'échange en environ trois minutes.

Convient à:

• Humanoïdes et robots dynamiques tels que la robotique – La comparaison: Atlas de Boston Dynamics et Walker X de UBTech

Pourquoi est-il discuté?

L'échange de batterie autonome attaque un problème fondamental de la robotique mobile: le temps de chargement. En externalisant le Walker S2 et en supprimant uniquement une batterie, tandis que la seconde reste dans l'entreprise, le temps d'arrêt, qui coûte autrement des heures productives. Le concept rencontre donc des débats sur les «usines sombres», c'est-à-dire en grande partie des installations de production désertes dans lesquelles les machines courent 24 heures sur 24 sous un éclairage minimal.

Concept et origine de base

Qui est derrière le projet?

UBTech Robotics a été fondée à Shenzhen en 2012 et se spécialise dans les robots de service humanoïde. La société s'est rendue à la Bourse de Hong Kong en 2023 et a investi massivement dans des applications industrielles de sa série Walker. La plate-forme Walker passe par plusieurs générations depuis 2018; Le Walker S2 suit le Walker S1, qui a déjà été utilisé comme projet pilote dans les usines automobiles.

Quelles données techniques le Walker S2 a-t-il?

Le Walker S2 est un appareil technique avancé avec des spécifications remarquables. Il a une hauteur de 1,62 m et pèse 43 kg. Selon la source et le stade d'expansion, le nombre de ses degrés de liberté varie entre 20 et 52. Avec une batterie au lithium de 48 V dans une double conception, il peut fournir des performances impressionnantes. Il peut durer environ 2 heures par charge de batterie et se tenir jusqu'à 4 heures. Le temps de chargement par batterie est de 90 minutes et un changement de batterie prend environ 3 minutes. Ses bras peuvent porter des charges allant jusqu'à 15 kg, ce qui souligne sa polyvalence et sa fonctionnalité.

Chaque valeur a été tirée à au moins deux rapports indépendants pour la protection. Les variations faciles des degrés de liberté résultent de différents comptes (systèmes de doigts et de mains inclus ou non).

Comment fonctionne la double batterie en pratique?

Dès que la tension d'une batterie relève d'un seuil défini, le système de gestion de l'énergie signale un besoin d'action. Le robot décide si un échange ou un processus de charge est logique immédiatement en fonction de sa priorité contractuelle. Pendant le changement réel, la deuxième batterie reste en service, ce qui garantit une alimentation énergétique complète. Après son retour sur le lieu de travail, la station invite la batterie précédemment supprimée, qui fournit toujours une piscine chargée.

Étapes du changement de batterie

Comment reconnaître le processus étape par étape?

1. Le robot enregistre la baisse de la capacité résiduelle et appelle la tâche d'échange de batterie.
2. Il navigue de manière autonome vers le chignon de chargement le plus proche.
3. Après la manœuvre de retour à la station, il fixe la batterie vide avec les deux bras.
4. Il déverrouille mécaniquement le module, le retire et le place dans la station de charge.
5. Une batterie complète est saisie, alignée et insérée dans la baie de batterie libre.
6. Le verrouillage et le test de soi terminent le processus; Le robot revient à sa tâche.

À quoi ressemble le profil de temps?

La manipulation mécanique pure dure près de trois minutes; Entre-temps, la deuxième batterie tamponne les besoins énergétiques. Étant donné que la station de charge a plusieurs emplacements, de nombreuses batteries peuvent être chargées en parallèle, de sorte que les goulots d'étranglement ne se produisent qu'avec une utilisation exceptionnellement élevée.

Comparaison avec les stratégies de charge traditionnelles

Quels sont les inconvénients du chargement des câbles?

La boutique câblée présente plusieurs inconvénients importants par rapport au changement autonome de la batterie. Le temps d'arrêt est nettement plus élevé en ce qui concerne les magasins câblés et dure environ 90 minutes par emplacement de charge, tandis qu'un changement autonome de batterie ne prend que 3 minutes. En ce qui concerne l'infrastructure, le chargement câblé nécessite des stations de charge, des guides de câbles et des zones de secours, tandis que l'approche autonome repose sur les racks de batterie et les systèmes de verrouillage rapides. L'évolutivité est limitée par le nombre limité de stations de charge dans les magasins câblés, tandis que les changements de batterie autonomes dépendent de manière flexible de la taille de l'outil de batterie. Une autre différence cruciale est dans le flux d'énergie: en ce qui concerne les magasins câblés, les véhicules sont inactifs d'environ deux heures par charge, tandis que le changement de batterie autonome permet un fonctionnement continu avec seulement des micro-pauses courtes.

Comment cela affecte-t-il les coûts d'exploitation?

Dans le cas de lignes d'assemblage ou de logistique hautement automatisées, chaque cycle d'exploitation supplémentaire est payant car les coûts fixes du robot sont distribués sur des heures plus productives. UBTech indique que le prédécesseur Walker S1 dans les usines pilotes a déjà augmenté la production de tri jusqu'à 120%. Si le temps de ralentissement se rétrécit toutes les quatre heures à l'avenir, la disponibilité théorique de la machine augmente à plus de 98%, ce qui ferme les robots industriels classiques.

Conséquences industrielles et sociales

Quelles industries bénéficient à court terme?

Les entreprises manufacturières avec des produits variés dans lesquels les lieux de travail humains sont difficiles à remplir pour l'ergonomie ou les raisons de sécurité pourraient particulièrement bénéficier. Les exemples sont l'assemblage automobile, la production d'électronique et les centres logistiques. Les segments de service, tels que les hôtels ou les zones de réception, profitent également des avantages car le robot peut couvrir les couches nocturnes sans surcharges.

Quel rôle jouent les "usines sombres"?

Le terme décrit les usines si automatisées que les gens ne font que des tâches de surveillance et de maintenance à distance. En raison de son autonomie énergétique, le Walker S2 offre une pièce manquante du puzzle pour lisser les conseils d'alimentation nocturne et pour exécuter des systèmes sans éclairage. Les prévisions de la Fédération internationale de la robotique montrent que la Chine a réalisé plus de la moitié de tous les robots industriels installés dans le monde en 2022. Cela crée une nouvelle référence pour les coûts de production mondiaux.

Qu'arrive-t-il aux emplois?

Les économistes supposent qu'environ 23% des emplois traditionnels seront influencés par l'automatisation basée sur l'IA au cours des cinq prochaines années. Bien que les activités simples soient éliminées, de nouvelles positions de planification, de maintenance et d'optimisation des robots sont également créées. Cependant, les exigences de qualification évoluent vers la technologie et les compétences de données qui, selon le Forum économique mondial, nécessitent un recyclage ciblé.

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Quelles sont les questions éthiques?

La capacité de travailler sans interruption soulève des questions sur la situation concurrentielle équitable, la consommation d'énergie et la responsabilité. Lorsque les robots fonctionnent 24/7, les employés humains pourraient subir des pressions pour accepter des couches plus longues ou se glisser dans des segments de service mal rémunérés. Dans le même temps, les fabricants soulignent que les robots assument des tâches monotones ou dangereuses, tandis que les gens devraient effectuer des fonctions plus créatives.

Questions détaillées techniques

Comment le robot impose-t-il sa précision?

UBTech utilise un système de caméras stéréo RVB avec 52 degrés de liberté qui traite des informations profondes similaires aux yeux humains. En combinaison avec un système de co-agent propriétaire, le robot planifie les mouvements, évalue les collisions et apprend des écarts. Les actionneurs servo couvrent une plage de couple de $$ 0 {,} 2 \, \ text {nm} $$ 200 \, \ text {nm} $$, ce qui permet une manipulation sensible et un levage puissant.

À quel point le mécanisme de changement de batterie est-il robuste?

UBTeCH a testé les systèmes de saisie de plus de 80 000 cycles sans usure significative. Les serrures sur l'arbre sans fil utilisent des capteurs redondants: commutateurs finaux mécaniques, capteurs de champ magnétique et contrôle d'impédance des moteurs signalent un piège réussi. Cela peut être minimisé par le risque d'une batterie lâche, d'autant plus que le système passe un message d'erreur en cas de doute et de modifications à un état d'inactivité sûr.

Comment le robot décide-t-il entre la boutique et l'échange?

Un algorithme de gestion de l'énergie compare la capacité résiduelle $$ e _ {\ text {rest}} $$ avec l'exigence énergétique attendue de l'ordre suivant $$ e _ \ text {tâche}}} $. Il calcule la différence $$ \ delta e = e _ {\ text {rest}} – e _ {\ text {tâche}} $$. Si $$ \ delta e $$ est en dessous d'un seuil $ \ varepsilon $$, le robot prend l'échange; Sinon, il commence le travail et déplace la boutique. Cette logique prend également en compte la disponibilité des batteries chargées dans le rack pour éviter les goulots d'étranglement.

Perspectives de développement ultérieur

Le système continuera-t-il à réduire?

UBTech a annoncé qu'il était basé sur un Walker S Lite plus compact basé sur le même concept de batterie, mais est conçu pour les petites unités logistiques. De plus, l'entreprise expérimente des chimiques de chargement plus rapides, qui sont censées appuyer sur le temps de chargement de 90 à moins de 60 minutes.

Les systèmes solaires ou piles à combustible pourraient-ils être intégrés?

À court terme, les experts pensent que cela est peu probable, car l'exigence énergétique pour la marche active est relativement élevée pour les robots humanoïdes: $$ \ environ 300 \, \ text {w} $$ en moyenne. Les cellules solaires n'offrent qu'une fraction de cette performance. Les piles à combustible augmentent à leur tour le poids et nécessitent une infrastructure d'hydrogène, c'est pourquoi les batteries modulaires restent plus économiques.

Y a-t-il une application de brevet pour l'échange de batterie?

UBTech avait plusieurs brevets entrés sur un "dispositif d'échange de baie de batterie standardisé pour les robots bipèdes"; La base de données chinoise CNIPA répertorie les inscriptions de 2024 et 2025. Les brevets couvrent les mécanismes d'auto-blocage et les protocoles d'échange de batteries, ce qui fait démarrer les concurrents.

Figures clés économiques

Comment est UBTech financièrement?

La situation financière d'UBTech est difficile en 2025, mais pas inhabituelle pour une jeune entreprise technologique dans l'industrie de la robotique. La société affiche des ventes de 1,950 million de yuans (environ 242 millions d'euros) et en même temps une perte nette de 1,040 million de yuans (environ 129 millions d'euros). Malgré ces défis financiers, UBTech possède déjà un portefeuille de robotique remarquable avec plus de 500 unités de marche précommandée et emploie 2 191 personnes.

Les analystes de marché de l'écran de marché prévoient que l'UBTECH continue d'investir massivement dans la recherche et le développement malgré les attentes actuelles des pertes – une approche typique pour les entreprises technologiques innovantes. La stratégie vise à réaliser les premiers bénéfices à partir de 2027, surtout si de grandes commandes de l'industrie automobile peuvent être réalisées. Cette stratégie d'investissement souligne la description potentielle et développementale à long terme de l'entreprise dans l'industrie de la robotique dynamique.

Quels modèles compétitifs existent?

D'autres fabricants tels que Figure.ai, Tesla Optimus et Uniree basés en Chine développent également des plates-formes humanoïdes. Cependant, aucun des concurrents n'a mis en œuvre un échange de batteries entièrement autonome; Au lieu de cela, la charge sans fil reste courante via les stations d'accueil. En termes de continuité énergétique, UBTech a donc un argument de vente unique pour le moment.

Cadre juridique

Comment la sécurité est-elle réglementée?

La Chine a adopté des lignes directrices en 2024 pour la sécurité des robots autonomes dans les environnements industriels, qui prescrivent entre autres interrupteurs d'arrêt d'urgence, verrouillage énergétique et routines d'urgence définies. Le Walker S2 remplit ces exigences avec un arrêt d'urgence facilement accessible sur le dos et le haut obsédé par logiciel obsessionnel pour les écarts de position supérieurs à ± 5 mm.

Y a-t-il des normes internationales?

Au niveau mondial, ISO 10218-1 utilise ISO / TS 15066 pour les systèmes collaboratifs. Dans le même temps, la Commission électrotechnique internationale travaille sur des ajouts à des plates-formes humanoïdes mobiles. UBTech s'efforce d'un marquage CE pour le marché européen, mais doit effectuer des tests supplémentaires pour la compatibilité électromagnétique.

Le Walker S2 est-il une étape importante?

La combinaison de la mobilité humanoïde, du système à double batterie et des fonctions de swap autonome déplace les frontières de la robotique industrielle. La perte de chargement des ruptures augmente considérablement la disponibilité et permet des processus réels 24/7. Néanmoins, il y a des défis tels que des coûts d'acquisition élevés, une maintenance complexe et des débats éthiques.

Si UBTech atteint les chiffres de production des prévisions et a reçu d'autres partenariats avec les grandes entreprises, le Walker S2 pourrait devenir un modèle de référence pour les robots d'usine autonomes énergétiques. Dans le même temps, le cadre réglementaire international est susceptible de spécifier pour garantir la sécurité et la responsabilité dans une vie d'usine dominée par les machines.

Le changement vers des humanoïdes presque en continu n'est donc plus une vision futuriste, mais un chemin de développement concrète. Il sera crucial à quelle vitesse les entreprises, la politique et la société convertissent les opportunités et les risques qui en résultent en un système global équilibré.

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