Потливый робот? Быстрый прогресс в робототехнике Bionics с мышцами искусства миофибро и скелетными системами охлаждения

Гуманоидные роботы и их ключевая роль в предстоящей технологической трансформации

Быстрое развитие гуманоидной робототехники стоит на пороге смены парадигмы, который принесет не только технологические, но и глубокие социальные изменения. Мы находимся в начале эпохи, в которой гуманоидные роботы больше не являются только предметом научной фантастики и научно -исследовательских лабораторий, но все чаще вступаем в нашу повседневную жизнь, наш рабочий мир и наш глобальный технологический ландшафт. Прогресс в этой области настолько динамичен, что они не только трансформируют отрасли, но также перепроектировали рынки труда и усиливают международное технологическое соперничество, особенно между Китаем и Западными нациями.

Последние десять лет испытали замечательное ускорение в гуманоидной робототехнике. Инновации в биомиметическом дизайне, интеграция искусственного интеллекта и стратегических геополитических соображений являются движущими силами этого развития. То, что когда -то считалось футуристическим видом, а именно человеческими роботами, которые могут выполнять сложные задачи и взаимодействовать с нами, теперь находится в пределах досягаемости. Эта трансформация стала возможной благодаря прорывам в системах синтетических мышечных скелетов, приводах с жидкостью и адаптивными системами управления тепла. Эти технологии превратили гуманоидные роботы из любопытных лабораторных прототипов в технологию, которая собирается выйти на рынок.

Прогресс виден в разных областях. Такие компании, как Clone Robotics, с их протоклоном V1 впечатляюще демонстрируют возможности последних биомиметических дизайнов. В то же время инициативы, связанные с государством, как можно наблюдать в Unterree Robotics, способствуют развитию еще большего критерия. В то же время инновационные системы охлаждения показывают, как они используются в роботах, таких как Кенгоро и Анди, что функциональный реализм в робототехнике становится все более важным. Эти системы охлаждения, основанные на принципе потоотделения человека, позволяют роботам работать дольше и более эффективно даже в требовательных условиях.

Бионика или биомиметика: обучение на природе для инновационных технологий

Центральным термином в контексте гуманоидной робототехники являются биомиметика, также называемая биоником или биомимимиири. Эта дисциплина описывает подход проектирования технических систем, материалов или процессов на основе модели природы. Природа создала огромное разнообразие структур, функций и механизмов в течение миллионов эволюции, которые часто являются на удивление эффективными и элегантными. Биомиметика использует этот эволюционный опыт в качестве источника вдохновения для технологических инноваций.

Основная идея биомиметики заключается в анализе природных явлений и понимании основных принципов. Эти принципы затем передаются в технические проблемы для разработки новых и улучшенных решений. Преимущество этого подхода заключается в том, что он основан на проверенных и оптимизированных решениях природы, которые зарекомендовали себя в реальных условиях в течение длительных периодов времени.

Существует бесчисленное множество примеров биомиметических разработок, которые используются в различных областях технологий и науки. Некоторые особенно актуальные примеры в контексте робототехники являются:

Myofiber Art Muscles

Эти инновационные приводы вдохновлены структурой и функционированием человеческих мышц. Они позволяют роботам гладкие и естественные движения и открывают новые возможности для прекрасных моторных навыков и динамических движений.

Системы охлаждения скелета

Роботы, такие как Кенгоро, используют систему охлаждения, моделируемую для человеческого потоотделения. Из -за испарения жидкости над пористой скелетной структурой тепло эффективно рассеивается, что увеличивает время работы и производительность роботов.

Более легкие формы самолетов

Аэродинамика птичьих крыльев и китовых плавников значительно внесла вклад в разработку более эффективных форм крыла для самолетов. Благодаря имитации естественных конструкций самолеты могут сэкономить топливо и оптимизировать производительность полета.

Липучка

Классическим примером биомиметики является крепеж на липучке, который был разработан на основе модели CLET. Небольшие чехлы и петли бурдока послужили вдохновением для простой и эффективной системы закрытия, которая используется сегодня в многочисленных приложениях.

Биомиметика: как естественные принципы преобразовали технологии

Тем не менее, биомиметика - это больше, чем просто имитирует природу. Это междисциплинарный подход, который сочетает в себе биологию, инженерию, материальные науки и компьютерные науки. Цель состоит в том, чтобы понять фундаментальные принципы природы и творчески применять их к техническим проблемам. В робототехнике биомиметика играет ключевую роль в разработке гуманоидных роботов, которые могут двигаться в естественной среде и взаимодействовать с людьми.

Клоническая робототехника: антропоморфная робототехника переопределена

Lone Robotics -это компания, которая привержена развитию государственных антропоморфных роботов и создала замечательную веху в этой области со своим протокланом V1. Протоклан V1 является впечатляющим примером комбинирования анатомической точности и инженерии. Этот робот является наиболее полной попыткой воспроизвести биомеханику человека на синтетической платформе.

С сложной структурой, которая включает 206 полимерный аналог кости, 1000 мышц миофибра искусства и гидравлическую сосудистую систему, протоклан V1 достигает замечательной подвижности. Он имеет 200 градусов свободы, которая даже превышает человеческий скелет с его приблизительно 360 суставами с точки зрения целенаправленной артикуляции. Это большое количество степеней свободы позволяет роботу широкий спектр движений и позов, которые приближаются к человеку.

Ядро технологии робототехники клонов - это мышцы искусства миофибро. Эти приводы вдохновлены пневматическими актерами McKibben, но используют инновационную конструкцию с потоковыми стежками. Под давлением эти трубки сокращаются продольные и обеспечивают сокращение до 30 процентов менее чем на 50 миллисекунд. Коэффициент мощности от 3 граммов до 1 килограмма показывает эффективность и производительность этих художественных мышц. Они обеспечивают тонкие движения пальцев, которые необходимы для точных манипуляций, а также динамические позы с полным телом, которые были впечатляюще продемонстрированы в вирусном демонстрационном видео в январе 2025 года.

Тем не менее, Protoclone V1 является не только впечатляющим прототипом, но и предшественником инициативы «Clone Alpha», которая предусматривает ограниченный рынок в 2025 году. Альфа клона предназначена для интеграции синтетических систем органов, которые имитируют метаболические процессы человека. «Сосудистая сеть» на основе сетки распространяет гидравлическую жидкость по всему роботу, в то время как двойные камеры и 320 датчиков давления создают проприоцептивную петлю обратной связи, которая напоминает биологическую нервную систему. Эта обратная связь позволяет роботу воспринимать свою позицию и движение в комнате и соответствующим образом адаптировать его действия.

Полимерный скелет клона альфа способствует значительному снижению веса. Он на 40 процентов легче, чем сопоставимые алюминиевые рамы, но все же сохраняет свою стабильность под побочными нагрузками до 200 Ньютона. Эта комбинация легкость и стабильности имеет решающее значение для ловкости и энергоэффективности робота.

Первыми пользователями клона Alpha являются роскошные гостиничные сети и производители автомобилей. Эти компании тестируют платформу для различных приложений, включая консьержские услуги и точные процессы сборки. Например, в роскошных отелях роботы могут помочь гостям с регистрацией и выходом, предоставить информацию или транспортный багаж. В автомобильной промышленности они могут использоваться в процессах сборки, в которых точность и повторяемость являются решающими.

Несмотря на впечатляющие технические достижения робототехники клонов и Protoclone V1, дизайн робота также поднимает вопросы о общественном восприятии. Отсутствие лицевых особенностей в сочетании с гиперреалистичными движениями конечностей может вызвать так называемое явление «странная долина» у некоторых людей. Странная долина описывает чувство дискомфорта или отказа, которое возникает, когда человеческие роботы или анимация похожи, но в то же время имеют тонкие различия, которые делают их «страшными» или «жуткими».

Исследователи, такие как DAR Sleeper от Openaai, заметили, что дизайн протоклана V1 потенциально может вызвать такие реакции. В ответ на это, клон -робототехника адаптировал свою маркетинговую стратегию. В настоящее время основное внимание уделяется косметическому человечности роботов, а скорее на его функциональной антропоморфии. Роботы клонов позиционируются как «мощные инструменты», а не как человеческий компаньон. Эта стратегическая перестройка направлена ​​на то, чтобы увеличить принятие роботов на публике и минимизировать возможные негативные реакции из -за сверхъестественной долины.

Unitree Robotics и стратегическое робот -робот Китая

Unitree Robotics - это еще одна компания, которая играет ключевую роль в развитии гуманоидной робототехники, особенно в контексте стратегического внимания Китая на этой технологической области. Присутствие генерального директора Unitree Ван Синсинг в первом ряду на экономическом симпозиуме с президентом Си Цзиньпином в феврале 2025 года посылает четкий сигнал: гуманоидная робототехника рассматривается в Китае как центральный столб «новых продуктивных сил» и поощряется соответственно.

В своем выступлении на симпозиуме Ван Синсинг подчеркнул замечательный прогресс в архитектуре обучения подкрепления, что позволило значительно сократить учебные циклы робота G1 для сложных задач. Для таких требовательных задач, как хореография народных танцевальных танцев, тренировочные циклы с 10 000 были сокращены до 800 итераций. Это повышение эффективности обучения роботов имеет решающее значение для более быстрого развития и более широкого использования гуманоидных роботов в различных областях применения.

Правительственная программа «Робототехника+», которая была запущена в 2024 году, подчеркивает приверженность Китая робототехнике. Эта программа предоставляет 2,3 миллиарда долларов в год для разработки национальных систем привода и датчиков. Это государственное финансирование напрямую приносит пользу поставщикам, таким как Чжэцзян Чаншенг, у которого впечатляющий рост на 600 процентов в году. Массовая государственная поддержка показывает, что Китай рассматривает робототехнику как стратегически важную отрасль и инвестирует в ее развитие.

Платформа G1 от Untree Robotics является конкретным примером прагматической стратегии Китая для введения гуманоидных роботов. С 43 градусами свободы, в том числе 26 в каждой руке, G1 достигает значительной точности 15 сантиметров в манипуляции с объектами. Следует отметить, что Unitree полагается на гармоничные шестерни, а не на собственные актеры. Этот подход указывает на стратегию, ориентированную на масштабируемость и экономику, а не максимальную производительность любой ценой.

Весеннее фестивальное выступление «Ян бот» стало впечатляющим примером навыков G1 и робота роя из Unitree. Во время этой демонстрации 12 роботов G1 продемонстрировали синхронизированные движения с впечатляющей низкой латентностью всего 0,2 секунды. Эта технология координации роя имеет решающее значение для применений промышленного роя, в которых несколько роботов должны вместе решать сложные задачи.

В отличие от Clone Robotics, которая фокусируется на роскошном позиционировании, Unitere использует стратегию масштабируемого производства с сравнительно низкой базовой ценой в 45 000 долл. США для G1. Эта цена направлена ​​на то, чтобы сделать робота доступным для более широкой аудитории и содействовать использованию в различных отраслях. Партнерство с такими компаниями, как Alibaba Cloud, интегрируют современные языковые модели, такие как Tongyi Qianwen-LLMS, чтобы обеспечить естественное программирование задач. Это упрощение программирования снижает препятствие для входа для малых и средних компаний (МСП) и облегчает интеграцию роботов в существующие рабочие процессы.

Производство Unitereree в Шэньчжэне в настоящее время производит 200 единиц G1 в месяц. К 2027 году компания достигает амбициозных целей и планов по достижению доли рынка 30 процентов на азиатском рынке логистической автоматизации. Этот стратегический фокус на логистическом секторе, который обладает огромным потенциалом роста, подчеркивает амбиции Китая играть ведущую роль в глобальной роботизированной индустрии.

Биомиметическое управление теплом: роботы потоотделения для более длительного времени работы

 

Одной из самых больших проблем в робототехнике, особенно для гуманоидных роботов со сложными движениями и высоким энергопотреблением, является управление телом. Электронные компоненты и приводы, установленные в роботах, генерируют тепло в эксплуатации, которые необходимо удалить, чтобы избежать перегрева и связанной с этим потерей производительности или повреждения. Биомиметические подходы предлагают инновационные решения, которые вдохновлены природой.

Замечательным примером биомиметического управления теплом является система скелетного охлаждения робота Кенгоро, которая была разработана в Университете Токио. Кенгоро имеет терморегулирующий скелет из 3D-печатного пористого алюминия. Из -за структуры микрокапилляры диаметром всего 50 микрометров. Деионизированная вода направляется через эти капилляры, которые испаряются со скоростью 30 миллилитров в час. Этот процесс испарения требует тепла и обеспечивает охлаждающую емкость 488 Вт, по сравнению с 359 Вт с обычным воздушным охлаждением.

Эта инновационная система охлаждения позволяет Кенгоро непрерывно работать даже с напряженными упражнениями, такими как отжимания в течение более длительного периода времени, без двигателей для перегрева двигателей. В тестах Кенгоро смог завершить 11-минутные операции отжимания без выхода двигателя. Тем не менее, система также имеет недостаток: она приводит к увеличению веса на 12 процентов по сравнению с обычными системами охлаждения.

Проект Andi Университета штата Аризона еще больше развил и улучшил концепцию робота по потоотделение. ANDI имеет 35 независимых сварных зон и «пор» углеродного волокна, которые могут адаптивно адаптировать свои скорости испарения на основе данных 200 внутренних датчиков температуры. В тестах в Фениксе, штат Аризона, при температуре окружающей среды 47 градусов по Цельсию, система была способна поддерживать температуру критических компонентов ниже 85 градусов по Цельсию. В то же время Энди использовал на 23 процента меньше охлаждающей жидкости, чем системы охлаждения закрытой жидкости. Эта адаптивная модель сварки показывает, что системы биомиметического охлаждения могут быть не только эффективными, но и в результате ресурсов.

Несмотря на их эффективность, системы потающего охлаждения также имеют проблемы, особенно в отношении технического обслуживания и долгосрочной стабильности. Например, Кенгоро нуждается в еженедельном покраснном полоскании, чтобы освободить микрокапилляры отложений, которые могут повлиять на характеристики охлаждения. В Andi было обнаружено, что эпоксидная смоля кожа имеет тенденцию к симптомам деградации после 200 циклов нагрева. Эти проблемы с обслуживанием и долговечностью являются важными аспектами, которые должны учитываться в дальнейшей разработке и промышленном использовании потоковых роботов.

Методы пассивного охлаждения также исследуются в качестве альтернативы системам охлаждения на основе жидкости. Например, клон Alpha зависит от слоев материала изменения фазы (PCM) в мышцах. PCM - это материалы, которые изменяют их комплект при определенной температуре и поглощают или высвобождают тепло. Это пассивное охлаждение не требует каких -либо жидких систем, но имеет на 18 процентов более низкую способность поглощения тепла по сравнению с активными системами на основе жидкости. Выбор соответствующей системы охлаждения в конечном итоге зависит от конкретных требований приложения робота, включая необходимые характеристики охлаждения, веса, требования к техническому обслуживанию и эксплуатационную среду.

Динамика мирового рынка и этические соображения в гуманоидной робототехнике

Humanoid Robotics -это не только захватывающая технологическая область, но и высокий рост рынка со значительными глобальными последствиями. В 2024 году объем капитала риска в секторе гуманоидной робототехники достиг впечатляющих 17,4 млрд долларов. Азиатско-Тихоокеанский район составлял наибольшую долю 61 процента, что подчеркивает важность Азии, особенно Китая.

В дополнение к основным производителям робототехники, вторичные рынки также выигрывают от этого роста. Поставщики специальных компонентов и технологий регистрируют непропорциональный рост. Примером этого является компания Harmonic Drive SE, акции которой выросли на 89 процентов после того, как она смогла обеспечить оборудование Unterre Creatment. Эта разработка показывает, что цепочка создания стоимости гуманоидной робототехники разнообразна и предлагает многочисленные возможности для бизнеса.

С растущим использованием гуманоидных роботов в различных областях регулирующие и этические вопросы также выходят на первый план. Европейский союз работает, например, над проектом руководства по закону об искусственной ответственности (вероятно, в 2026 году). Это руководство может предусматривать, что гуманоидные роботы должны соответствовать определенным стандартам безопасности, такими как ограниченные силы давления кожи менее 80 Ньютона на квадратный сантиметр и экстренные отключения. Такие нормативные меры направлены на обеспечение безопасности в борьбе с гуманоидными роботами, но также могут увеличить затраты на единицу на приблизительно 12 000 долларов США. Важно найти сбалансированный подход, который способствует как безопасность людей, так и инновационную силу индустрии робототехники.

В дополнение к нормативным вопросам, этическая дилемма также играет все более важную роль. Риторика «синтетических людей», используемая такими компаниями, как Clone Robotics, поднимает глубокие философские вопросы о идентичности, автономии и отношениях между человеком и машиной. Исследование, проведенное с 2024 года, показало, что 68 процентов участников объясняют преднамеренную волю протоклану V1, хотя они были проинформированы о его программировании. Эти результаты показывают, что восприятие гуманоидных роботов является сложным для людей и зависит от различных факторов, включая дизайн роботов и то, как они представлены на публике.

Растущее человечество гуманоидных роботов также поднимает вопросы о своей роли в обществе. Вы становитесь конкурентом на работу или ценными помощниками в различных сферах жизни? Как ваше присутствие влияет на наше социальное взаимодействие и наше самооценку как людей? Эти вопросы требуют широких социальных дебатов, в которых должны участвовать эксперты из различных дисциплин, политиков, компаний и общественности. Это единственный способ обеспечить ответственное и этически оправданное обработку гуманоидных роботов, что оптимально использует возможности этой технологии и в то же время минимизирует возможные риски.

Будущее гуманоидной робототехники - балансирующий акт между технологиями и обществом

Гуманоидная робототехника расположена на динамичной и захватывающей стадии развития. Быстрый технологический прогресс, особенно в областях биомиметики, искусственного интеллекта и материальных наук, позволяет развивать все более эффективные и человеческие роботы. Такие компании, как клон -робототехника и робототехника, не обращаются за ними, значительно способствуют этому развитию с их инновационными подходами и продуктами.

Будущее гуманоидных роботов решается не только технически, но и социально

В то же время мы сталкиваемся с проблемой примирения технологических возможностей с социальными потребностями и этическими соображениями. Необходимо создать нормативные рамочные условия, которые в равной степени способствуют безопасности и инновациям. Открытые и широкие социальные дебаты необходимы для обсуждения этических и социальных последствий гуманоидной робототехники и разработки ответственных отношений с этой технологией.

Будущее гуманоидной робототехники определяется не только технологическими инновациями, но и в основном посредством социального принятия, этических руководящих принципов и ответственной обработки этой трансформирующей технологии. Мы должны установить курс таким образом, чтобы гуманоидные роботы стали обогащением человечества, а не источником конфликтов или неравенства. Потенциал огромный, но он требует четкого компаса и общих усилий, чтобы использовать этот потенциал на благо всех.

В то время, когда цифровое присутствие компании определяет ее успех, задача состоит в том, как сделать это присутствие аутентичным, индивидуальным и масштабным. Xpert.Digital предлагает инновационное решение, которое позиционирует себя как связующее звено между отраслевым центром, блогом и представителем бренда. Он сочетает в себе преимущества каналов коммуникации и продаж на одной платформе и позволяет публиковать материалы на 18 разных языках. Сотрудничество с партнерскими порталами и возможность публикации статей в Новостях Google, а также список рассылки прессы, насчитывающий около 8000 журналистов и читателей, максимизируют охват и видимость контента. Это представляет собой важный фактор во внешних продажах и маркетинге (SMarketing).

Подробнее об этом здесь:

• Аутентичный. Индивидуально. Глобально: стратегия Xpert.Digital для вашей компании

☑️ Поддержка МСП в разработке стратегии, консультировании, планировании и реализации.

☑️ Создание или корректировка цифровой стратегии и цифровизации.

☑️ Расширение и оптимизация процессов международных продаж.

☑️ Глобальные и цифровые торговые платформы B2B

☑️ Пионерское развитие бизнеса

 

Буду рад стать вашим личным консультантом.

Вы можете связаться со мной, заполнив контактную форму ниже, или просто позвонить мне по телефону +49 89 89 674 804 (Мюнхен) .

Я с нетерпением жду нашего совместного проекта.

 

 

Xpert.Digital — это промышленный центр с упором на цифровизацию, машиностроение, логистику/внутреннюю логистику и фотоэлектрическую энергетику.

С помощью нашего решения для развития бизнеса на 360° мы поддерживаем известные компании, начиная с нового бизнеса и заканчивая послепродажным обслуживанием.

Аналитика рынка, маркетинг, автоматизация маркетинга, разработка контента, PR, почтовые кампании, персонализированные социальные сети и привлечение потенциальных клиентов являются частью наших цифровых инструментов.

Дополнительную информацию можно узнать на сайте: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus