永不入睡的机器人：以加载休息结束 – 机器人如何解决自动化中最大的能源问题

是什么让Walker S2如此特别？

据该公司称，来自UBTECH机器人技术的Walker S2是第一个在没有人类帮助的情况下更换自己的电池的人类机器人，从理论上讲这可能起作用。该功能将双电池系统与精确协调的握把和传感器系统相结合，该系统在大约三分钟内进行了交换过程。

适合：

• 人形生物和动态机器人（例如机器人） – 比较：Boston Dynamics和Ubtech的Walker X的Atlas

为什么要讨论？

自主电池交换攻击移动机器人技术的基本问题：加载时间。通过将Walker S2外包并仅卸下电池，而第二个则保留在公司的停滞时间，否则会花费生产力。因此，该概念遇到了有关“黑暗工厂”的辩论，即在很大程度上荒芜的生产设施，在该设施中，机器在最小的照明下遍布时钟。

基本概念和起源

该项目的背后是谁？

UBTECH机器人技术于2012年在深圳成立，专门研究人类服务机器人。该公司于2023年前往香港的证券交易所，并从其Walker系列的工业应用中进行了大量投资。自2018年以来，Walker平台已经经历了几代人。 Walker S2跟随Walker S1，该Walker S1已被用作汽车工厂的试点项目。

Walker S2有什么技术数据？

Walker S2是具有出色规格的高级技术设备。它的高度为1.62 m，重43千克。根据源和扩展阶段，其自由度的数量在20到52之间变化。双重设计中有48 V锂电池，它可以提供令人印象深刻的性能。每电池充电约2小时，最多可容纳4小时。每个电池的加载时间为90分钟，电池更换大约需要3分钟。他的手臂最多可穿上15公斤的负担，这强调了其多功能性和功能。

每个值均从至少两个独立报告中获取。自由度的易于变化来自不同的计数（是否包括手指和手动系统）。

双电池在实践中如何工作？

一旦电池的张力属于定义的阈值，能量管理系统就报告了采取行动的需求。机器人根据其合同优先级立即确定交换或充电过程是有意义的。在实际更改期间，第二个电池仍在运行中，可以保证完整的能源供应。返回工作场所后，该站邀请了先前删除的电池，该电池总是提供一个池。

电池更换的步骤

我如何逐步识别过程？

1. 机器人记录了剩余容量，并拨打电池互换任务。
2. 他自动导航到最近的装载面包。
3. 返回机动后，他用双臂固定空电池。
4. 他机械地解锁了模块，将其拉出并将其放在充电站中。
5. 将完整的电池夹住，对齐并插入自由电池舱中。
6. 锁定和自我测试完成过程；机器人返回他的任务。

时间配置文件是什么样的？

纯机械处理需要将近三分钟。同时，第二个电池缓冲区的能量需求。由于充电站有多个插槽，因此可以并行加载许多电池，因此只有极高的利用率才会发生瓶颈。

与传统充电策略进行比较

电缆加载的缺点是什么？

与电池的自主变化相比，有线商店有几个重大的缺点。在有线商店时，停机时间大大较高，每个充电插槽约为90分钟，而电池的自动更换仅需大约3分钟。关于基础架构，有线装载需要充电站，电缆指南和停滞区域，而自主方法则依赖电池架和快速锁定系统。可伸缩性受到有线商店中充电站数量有限的限制，而自动电池的变化则灵活地取决于电池工具的尺寸。另一个至关重要的区别是能量流程：当涉及到有线商店时，车辆每次负载约两个小时，而自主电池更换只能在短短的微断裂中连续操作。

这如何影响运营成本？

在高度自动化的组件或物流线的情况下，每个额外的工作周期都会有所回报，因为机器人的固定成本是在更有生产力的时间内分配的。 UBTECH指出，飞行员工厂中的前身Walker S1已经将排序输出提高了120％。如果未来的低迷时间每四个小时每四个小时缩小，那么理论机器的可用性将增加到98％以上，从而关闭了经典的工业机器人。

工业和社会后果

在短时间内，哪些行业受益？

具有多种产品的制造公司在其中难以填写人体工程学或安全原因可能会特别受益。例子是汽车组装，电子产品和物流中心。服务领域（例如酒店或接待区）也利用了福利，因为机器人可以覆盖无需附加费的夜间层。

“黑暗工厂”扮演什么角色？

该术语描述了自动化的工厂，以至于人们只执行远程监控和维护任务。由于其能量自主权，Walker S2提供了缺少的难题，以使夜间功率提示平滑并在不照明的情况下运行系统。国际机器人技术联合会的预测表明，中国在2022年在全球安装的所有工业机器人中，中国都超过一半。这为全球生产成本创造了新的基准。

工作会怎样？

经济学家认为，在未来五年内，大约23％的传统工作将受到基于AI的自动化的影响。尽管消除了简单的活动，但还创建了用于计划，维护和优化机器人的新职位。但是，资格要求朝着技术和数据技能迈进，根据世界经济论坛的说法，这需要有针对性的再培训。

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什么是道德问题？

不中断工作的能力引发了有关公平竞争状况，能源消耗和责任感的问题。当机器人24/7运行时，人类雇员可能会承受压力，以接受更长的层或滑入薪水不佳的服务领域。同时，制造商强调机器人执行单调或危险的任务，而人们应该执行更多的创意功能。

技术详细问题

机器人如何实现其精度？

UBTECH使用具有52度自由度的RGB立体声摄像机系统，可处理与人眼类似的深度信息。结合专有的共同代理系统，机器人正在计划运动，评估碰撞并从偏差中学习。伺服执行器覆盖了$$ 0 {，} 2 \，\ text {nm} $$ 200 \，\ text {nm} $$的扭矩范围，该扭矩{nm} $$ 200 \，\ text {nm} $$，可实现敏感的操纵和强大的举重。

电池更换机制的稳健性如何？

UBTECH测试了超过80,000个周期的吸引系统，没有明显的磨损。无绳轴上的锁使用冗余传感器：机械最终开关，磁场传感器和对发动机的阻抗控制报告了成功的陷阱。这可以通过电池松动的风险来最小化，尤其是因为系统在疑问时会花费错误消息，并更改为安全的闲置状态。

机器人如何在商店和交易所之间做出决定？

能量管理算法比较了剩余容量$$ e _ {\ text {rest}} $$与下一个阶$$ $ e _ \ text {task}}}的预期能量需求。他计算差异$$ \ delta e = e _ {\ text {rest}} – e _ {\ text {task {task}} $$。如果$$ \ delta e $$低于阈值$ \ varepsilon $$，则机器人进行交换；否则他开始工作并转移商店。该逻辑还考虑了机架中带电电池的可用性，以避免瓶颈。

进一步发展的观点

系统会继续减少吗？

UBTECH宣布，它基于基于相同的电池概念的更紧凑的Walker S Lite，但是为较小的物流单元而设计的。此外，该公司正在尝试更快的加载化学能源，这些化学能源应将加载时间从90到不到60分钟。

可以集成太阳能或燃料电池系统吗？

在短期内，专家们认为这不太可能，因为人形机器人的活跃步行的能量需求相对较高：$$ \ oft 300 \，\ text {w} $$。太阳能电池仅提供此性能的一小部分。燃料电池反过来增加了重量并需要氢基础设施，这就是为什么模块化电池更经济的原因。

电池交换是否有专利申请？

UBTECH已在“标准化的电池舱快速交换设备”上输入了几项专利；中国数据库CNIPA列出了2024年和2025年的注册。该专利涵盖了自锁定和电池交换协议的机制，这使竞争对手开始。

经济关键人物

UBTECH在财务上如何？

UBTECH的财务状况在2025年具有挑战性，但对于机器人行业的一家年轻技术公司来说并不罕见。该公司的销售额为19.5亿元人民币（约2.42亿欧元），同时净亏损为104亿元人民币（约1.29亿欧元）。尽管存在这些财务挑战，但UBTECH已经拥有出色的机器人产品组合，拥有500多个预订的步行者单位，并拥有2,191名员工。

市场屏幕预测的市场分析师，尽管当前的损失期望 – 创新技术公司的典型方法，但UBTECH仍在研究和发展中继续进行大量投资。该策略旨在从2027年开始获得第一批利润，尤其是如果可以实现汽车行业的大订单。这种投资策略强调了动态机器人行业中公司的长期潜力和发展描述。

存在哪种竞争模型？

其他制造商，例如图。EAI，特斯拉擎天柱和中国的Unitree也开发了人形平台。但是，没有一个竞争对手正在实施完全自主的电池交换。取而代之的是，无线充电通过对接电台仍然很常见。在能源连续性方面，UBTECH暂时具有独特的卖点。

法律框架

安全如何受到监管？

中国采用了2024年在工业环境中自动机器人安全的准则，除其他外，开出紧急停止开关，能量锁定和确定的紧急情况。 Walker S2通过后面的紧急停止和软件侧的强迫效果上的顶部在±5 mm以上的位置偏差时易于访问。

有国际规范吗？

在全球范围内，ISO 10218-1使用ISO/TS 15066进行协作系统。同时，国际电工委员会正在为移动人形生物平台的添加。 UBTECH努力为欧洲市场进行CE标记，但必须完成电磁兼容性的其他测试。

Walker S2是里程碑吗？

类人动物迁移率，双电池系统和自动交换功能的结合改变了工业机器人技术的边界。负载损失大大增加了可用性，并实现了实际的24/7过程。然而，存在诸如高收入成本，复杂的维护和道德辩论之类的挑战。

如果UBTECH达到了预测生产数据并与大公司建立了进一步的合作伙伴关系，那么Walker S2可能会成为能源自动驾驶工厂机器人的参考模型。同时，国际监管框架可能会指定以确保机器主导的工厂生活中的安全和责任。

因此，朝着几乎连续操作的类人动物的变化不再是一种未来派的愿景，而是一种具体的发展路径。公司，政治和社会将产生的机遇和风险转变为平衡的整体系统至关重要。

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