Robot, który nigdy nie śpi: zakończenie z przerwami ładowania – jak robot rozwiązuje największy problem energetyczny w automatyzacji

Co sprawia, że Walker S2 jest tak wyjątkowy?

Według firmy Walker S2 z Ubtech Robotics jest pierwszym robotem humanoidalnym, który zmienił własne baterie bez ludzkiej pomocy, co teoretycznie może działać. Ta umiejętność łączy podwójny system akumulatora z precyzyjnie skoordynowanym systemem chwytania i czujników, który przeprowadza proces wymiany w około trzy minuty.

Nadaje się do:

• Humanoidy i dynamiczne roboty, takie jak robotyka – Porównanie: Atlas Boston Dynamics and Walker X z Ubtech

Dlaczego jest omawiane?

Autonomiczna wymiana baterii atakuje podstawowy problem robotyki mobilnej: czas ładowania. Przez outsourcing Walker S2 i usuwanie akumulatora, podczas gdy drugi pozostaje w firmie, czas zatrzymania, który w przeciwnym razie kosztuje produktywne godziny. W związku z tym koncepcja napotyka debaty na temat „mrocznych fabryk”, to znaczy w dużej mierze opuszczonych obiektów produkcyjnych, w których maszyny biegną po zegarku przy minimalnym oświetleniu.

Podstawowa koncepcja i pochodzenie

Kto stoi za projektem?

Ubtech Robotics został założony w Shenzhen w 2012 roku i specjalizuje się w humanoidalnych robotach serwisowych. Firma udała się na giełdę w Hongkongu w 2023 r. I intensywnie inwestuje w zastosowania przemysłowe z serii Walker. Platforma Walker przechodzi kilka pokoleń od 2018 roku; Walker S2 podąża za Walker S1, który był już używany jako projekt pilotażowy w fabrykach motoryzacyjnych.

Jakie dane techniczne ma Walker S2?

Walker S2 to zaawansowane urządzenie techniczne o niezwykłych specyfikacjach. Ma wysokość 1,62 m i waży 43 kg. W zależności od etapu źródła i rozszerzenia liczba jego stopni swobody waha się między 20 a 52. Przy baterii litowej 48 V w podwójnej konstrukcji, może zapewnić imponującą wydajność. Może to być około 2 godziny na ładowanie akumulatora i stać do 4 godzin. Czas ładowania na baterię wynosi 90 minut, a zmiana akumulatora zajmuje około 3 minut. Jego ramiona mogą nosić mnóstwo do 15 kg, co podkreśla jego wszechstronność i funkcjonalność.

Każda wartość została pobrana z co najmniej dwóch niezależnych raportów dotyczących ochrony. Łatwe różnice w stopniach swobody wynikają z różnych liczby (uwzględnione lub nie).

Jak w praktyce działa podwójna bateria?

Gdy tylko napięcie baterii spadnie pod określonym progiem, system zarządzania energią zgłasza potrzebę działania. Robot decyduje, czy wymiana lub proces ładowania ma sens natychmiast w oparciu o jego priorytet umowy. Podczas faktycznej zmiany pozostaje druga akumulator, co gwarantuje całkowite zasilanie energii. Po powrocie do miejsca pracy stacja zaprasza wcześniej usuniętą baterię, która zawsze zapewnia załadowaną pulę.

Kroki zmiany baterii

Jak rozpoznać proces krok po kroku?

1. Robot rejestruje malejącą pojemność resztkową i wywołuje zadanie zamiany baterii.
2. Porusza się autonomicznie do najbliższej bułki obciążenia.
3. Po manewrowym tylnym stacji naprawia pustą baterię obiema ramionami.
4. Mechanicznie odblokowuje moduł, wyciąga go i umieszcza go w stacji ładowania.
5. Pełna bateria jest chwytana, wyrównana i wkładana do wolnej wnęki baterii.
6. Blokowanie i testowanie samodzielnego ukończenia procesu; Robot wraca do swojego zadania.

Jak wygląda profil czasu?

Czysta mechaniczna obsługa trwa prawie trzy minuty; W międzyczasie drugi bateria buforuje zapotrzebowanie na energię. Ponieważ stacja ładowania ma kilka szczelin, wiele akumulatorów można załadować równolegle, dzięki czemu wąskie gardła wystąpiłyby tylko przy wyjątkowo wysokim wykorzystaniu.

Porównanie z tradycyjnymi strategiami ładowania

Jakie są wady ładowania kablowego?

Sklep przewodowy ma kilka znaczących wad w porównaniu z autonomiczną zmianą akumulatora. Przestój jest znacznie wyższy, jeśli chodzi o sklepy przewodowe i wynosi około 90 minut na gniazdo ładowania, a autonomiczna zmiana baterii zajmuje tylko około 3 minut. W odniesieniu do infrastruktury ładowanie przewodowe wymaga stacji ładowania, przewodników kablowych i obszarów zatrzymywanych, podczas gdy autonomiczne podejście opiera się na stojakach akumulatorowych i systemach szybkiego blokowania. Skalowalność jest ograniczona przez ograniczoną liczbę stacji ładowania w sklepach przewodowych, podczas gdy autonomiczne zmiany baterii zależą elastycznie od wielkości narzędzia baterii. Kolejną kluczową różnicą jest przepływ energii: jeśli chodzi o sklepy przewodowe, pojazdy są nieaktywne około dwóch godzin na obciążenie, podczas gdy autonomiczna zmiana akumulatora umożliwia ciągłą obsługę z krótkimi mikro przerwy.

Jak to wpływa na koszty operacyjne?

W przypadku wysoce zautomatyzowanych linii montażowych lub logistycznych każdy dodatkowy cykl operacyjny opłaca się, ponieważ koszty stałe robota są dystrybuowane w ciągu bardziej produktywnych godzin. Ubtech stwierdza, że poprzednik Walker S1 w fabrykach pilotażowych już zwiększył wynik sortowania nawet o 120%. Jeśli czas pogorszenia kurczy się co cztery godziny w przyszłości, teoretyczna dostępność maszyny wzrasta do ponad 98%, co zamyka klasyczne roboty przemysłowe.

Konsekwencje przemysłowe i społeczne

Które branże korzystają w krótkim czasie?

Firmy produkcyjne z różnorodnymi produktami, w których ludzkie miejsca pracy są trudne do wypełnienia ze względów ergonomii lub przyczyn bezpieczeństwa. Przykładami są montaż motoryzacyjny, produkcja elektroniki i węzły logistyczne. Segmenty usług, takie jak hotele lub recepcje, również wykorzystują korzyści, ponieważ robot może pokryć nocne warstwy bez dopłat.

Jaką rolę odgrywają „ciemne fabryki”?

Termin opisuje fabryki tak zautomatyzowane, że ludzie przyjmują tylko zdalne zadania monitorowania i konserwacji. Ze względu na autonomię energetyczną Walker S2 zapewnia brakujący kawałek układanki do wygładzania nocnych końcówek zasilania i uruchamiania systemów bez oświetlenia. Prognozy Międzynarodowej Federacji Robotyki pokazują, że Chiny wykonały ponad połowę wszystkich robotów przemysłowych zainstalowanych na całym świecie w 2022 r. Stwarza to nowy punkt odniesienia dla globalnych kosztów produkcji.

Co dzieje się z pracami?

Ekonomiści zakładają, że w ciągu najbliższych pięciu lat wpłynie na około 23% tradycyjnych miejsc pracy w AI. Podczas gdy proste czynności są eliminowane, tworzone są również nowe stanowiska do planowania, konserwacji i optymalizacji robotów. Jednak wymagania kwalifikacyjne zmierzają do umiejętności technologicznych i danych, które według Światowego Forum Ekonomicznego wymaga ukierunkowanego przekwalifikowania.

Maszyna renderowania AI i XR-3D: pięciokrotność wiedzy specjalistycznej z Xpert.digital w kompleksowym pakiecie usług, R&D XR, PR i SEM – Zdjęcie: xpert.digital

Xpert.Digital posiada dogłębną wiedzę na temat różnych branż. Dzięki temu możemy opracowywać strategie „szyte na miarę”, które są dokładnie dopasowane do wymagań i wyzwań konkretnego segmentu rynku. Dzięki ciągłej analizie trendów rynkowych i śledzeniu rozwoju branży możemy działać dalekowzrocznie i oferować innowacyjne rozwiązania. Dzięki połączeniu doświadczenia i wiedzy generujemy wartość dodaną i dajemy naszym klientom zdecydowaną przewagę konkurencyjną.

Więcej na ten temat tutaj:

• Użyj 5 -krotej kompetencji Xpert.digital w jednym pakiecie – od 500 €/miesiąc

Jakie są pytania etyczne?

Zdolność do pracy bez przerwy rodzi pytania dotyczące uczciwej sytuacji konkurencyjnej, zużycia energii i odpowiedzialności. Kiedy roboty prowadzą 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, pracownicy ludzcy mogą podnieść presję, aby zaakceptować dłuższe warstwy lub wślizgnąć się do słabo opłacanych segmentów usług. Jednocześnie producenci podkreślają, że roboty przyjmują monotonne lub niebezpieczne zadania, podczas gdy ludzie powinni wykonywać bardziej kreatywne funkcje.

Szczegółowe pytania techniczne

Jak robot wdraża swoją precyzję?

Ubtech używa systemu kamer stereo RGB o 52 stopniach swobody, który przetwarza głębokie informacje podobne do ludzkich oczu. W połączeniu z zastrzeżonym systemem współpracy robot planuje ruchy, ocenia zderzenia i uczy się na podstawie odchyleń. Servo Sixatory obejmują zakres momentu obrotowego $$ 0 {,} 2 \, \ text {nm} $$ 200 \, \ text {nm} $$, który umożliwia wrażliwą manipulację i potężne podnoszenie.

Jak solidny jest mechanizm zmiany baterii?

Ubtech przetestował systemy chwytania ponad 80 000 cykli bez znacznego zużycia. Zamki na wale bezbłędnym używają redundantnych czujników: mechaniczne przełączniki końcowe, czujniki pola magnetycznego i kontrola impedancji silników zgłaszają udaną pułapkę. Można to zminimalizować ryzyko luźnej baterii, zwłaszcza że system wydaje komunikat o błędzie w przypadku wątpliwości i zmian w bezpiecznym stanie bezczynności.

Jak robot decyduje się między sklepem a wymianą?

Algorytm zarządzania energią porównuje pojemność resztkową $$ E _ {\ Text {REST}} $$ z oczekiwanym zapotrzebowaniem na energię następnego zamówienia $$ E _ \ Text {zadanie}}}} $. Oblicza różnicę $$ \ delta e = e _ {\ text {rest}} – e _ {\ text {zadanie}} $$. Jeśli $$ \ delta e $$ jest poniżej progu $ \ varepsilon $$, robot bierze wymianę; W przeciwnym razie rozpoczyna pracę i przesuwa sklep. Logika ta bierze również pod uwagę dostępność naładowanych baterii w stojaku, aby uniknąć wąskich gardeł.

Perspektywy dalszego rozwoju

Czy system będzie nadal zmniejszał?

Ubtech ogłosił, że opiera się na bardziej kompaktowym Walker S Lite opartym na tej samej koncepcji baterii, ale jest przeznaczony dla mniejszych jednostek logistycznych. Ponadto firma eksperymentuje z szybszymi chemikami ładowania, które mają naciskać czas ładowania z 90 do mniej niż 60 minut.

Czy można zintegrować systemy słoneczne lub ogniw paliwowych?

W krótkim okresie eksperci uważają, że jest to mało prawdopodobne, ponieważ zapotrzebowanie na energię aktywnego chodzenia jest stosunkowo wysokie dla robotów humanoidalnych: $$ \ około 300 \, \ Text {w} $$. Ogniwa słoneczne oferują tylko ułamek tego wydajności. Ogniwa paliwowe z kolei zwiększają wagę i wymagają infrastruktury wodoru, dlatego baterie modułowe pozostają bardziej ekonomiczne.

Czy istnieją aplikacje patentowe wymiany baterii?

Ubtech wprowadził kilka patentów na „standaryzowane urządzenie do szybkiego spływania w zatoce baterii dla robotów dwunożnych”; Chińska baza danych CNIPA zawiera listę rejestracji z 2024 i 2025 r. Patenty obejmują mechanizmy samookaleczenia i protokoły wymiany baterii, co sprawia, że konkurenci zaczynają.

Kluczowe liczby ekonomiczne

Jak jest Ubtech finansowo?

Sytuacja finansowa Ubtech jest trudna w 2025 r., Ale nie jest niczym niezwykłym dla młodej firmy technologicznej w branży robotyki. Firma pokazuje sprzedaż 1,950 miliona juanów (około 242 milionów euro), a jednocześnie stratę netto 1,040 mln juanów (około 129 mln EUR). Pomimo tych wyzwań finansowych, Ubtech ma już niezwykłe portfolio robotyki z ponad 500 zamówionymi w przedsprzedaży jednostek Walker i zatrudnia 2191 osób.

Analitycy rynku z ekranu rynkowego prognozują, że Ubtech nadal masowo inwestuje w badania i rozwój pomimo obecnych oczekiwań strat – typowe podejście dla innowacyjnych firm technologicznych. Strategia ma na celu osiągnięcie pierwszych zysków z 2027 r., Zwłaszcza jeśli można zrealizować duże zamówienia z branży motoryzacyjnej. Ta strategia inwestycyjna podkreśla długoterminowy potencjał i opis rozwoju firmy w dynamicznej branży robotyki.

Jakie konkurencyjne modele istnieją?

Inni producenci, tacy jak Figure.a, Tesla Optimus i China Unitree, również rozwijają platformy humanoidalne. Jednak żaden z konkurentów nie wdrażał w pełni autonomicznej wymiany baterii; Zamiast tego ładowanie bezprzewodowe pozostaje powszechne za pośrednictwem stacji dokowania. Pod względem ciągłości energii Ubtech ma zatem unikalny punkt sprzedaży.

Ramy prawne

Jak jest regulowane bezpieczeństwo?

Chiny przyjęły 2024 wytyczne dotyczące bezpieczeństwa autonomicznych robotów w środowiskach przemysłowych, które między innymi określają przełączniki zatrzymania awaryjnego, blokowanie energii i zdefiniowane procedury awaryjne. Walker S2 spełnia te wymagania z łatwo dostępnym przystankiem awaryjnym na tylnej części i obsesyjnej topu na podstawie odchyleń pozycji powyżej ± 5 mm.

Czy istnieją międzynarodowe normy?

Na poziomie globalnym ISO 10218-1 używa ISO/TS 15066 dla systemów współpracy. Jednocześnie Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna pracuje nad dodatkami do mobilnych platform humanoidalnych. Ubtech dąży do oznaczenia CE dla rynku europejskiego, ale musi wykonać dodatkowe testy na kompatybilność elektromagnetyczną.

Czy Walker S2 jest kamieniem milowym?

Połączenie mobilności humanoidalnej, podwójnego systemu baterii i autonomicznych funkcji swapowych przesuwa granice robotyki przemysłowej. Utrata przerw ładowania znacznie zwiększa dostępność i umożliwia rzeczywiste procesy 24/7. Niemniej jednak istnieją wyzwania, takie jak wysokie koszty akwizycji, złożone konserwacja i debaty etyczne.

Jeśli Ubtech osiągnie prognozowane dane dotyczące produkcji i otrzyma dalsze partnerstwa z dużymi korporacjami, Walker S2 może stać się referencyjnym modelem dla autonomicznych robotów z autonomicznych energii. Jednocześnie międzynarodowe ramy regulacyjne prawdopodobnie określi w celu zapewnienia bezpieczeństwa i odpowiedzialności w życiu fabrycznym zdominowanym przez maszyny.

Zmiana w kierunku niemal ciągle działających humanoidów nie jest już futurystyczną wizją, ale konkretną ścieżką rozwoju. Będzie to kluczowe, w jaki sposób firmy, polityka i społeczeństwo przekształcają wynikające z tego możliwości i ryzyko w zrównoważony ogólny system.

☑️ Wsparcie MŚP w zakresie strategii, doradztwa, planowania i wdrażania

☑️ Stworzenie lub dostosowanie strategii cyfrowej i cyfryzacji

☑️Rozbudowa i optymalizacja procesów sprzedaży międzynarodowej

☑️ Globalne i cyfrowe platformy handlowe B2B

☑️ Pionierski rozwój biznesu

Konrada Wolfensteina

Chętnie będę Twoim osobistym doradcą.

Możesz się ze mną skontaktować wypełniając poniższy formularz kontaktowy lub po prostu dzwoniąc pod numer +49 89 89 674 804 (Monachium) .

Nie mogę się doczekać naszego wspólnego projektu.

Xpert.Digital to centrum przemysłu skupiające się na cyfryzacji, inżynierii mechanicznej, logistyce/intralogistyce i fotowoltaice.

Dzięki naszemu rozwiązaniu do rozwoju biznesu 360° wspieramy znane firmy od rozpoczęcia nowej działalności po sprzedaż posprzedażną.

Wywiad rynkowy, smarketing, automatyzacja marketingu, tworzenie treści, PR, kampanie pocztowe, spersonalizowane media społecznościowe i pielęgnacja leadów to część naszych narzędzi cyfrowych.

Można znaleźć więcej na: www.xpert.digital – www.xpert.solar – www.xpert.plus