2023世界機(jī)器人大會(huì)

在剛剛結(jié)束的由科協(xié)主辦的2023世界機(jī)器人大會(huì) （2023年8月16日至22日，北京）上，展出了來自全球140多個(gè)公司的600多種品類繁多的機(jī)器人產(chǎn)品，真是讓人目不暇接。比如人形機(jī)器人李白，復(fù)原了1300年前的著名詩(shī)仙。還有會(huì)拉花的機(jī)器人咖啡服務(wù)員。不知道您對(duì)哪款機(jī)器人印象深刻？

圖片來源：新華社. 李白仿生人形機(jī)器人亮相2023世界機(jī)器人大會(huì) 8月16日，北京市經(jīng)信局發(fā)布《北京市促進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干措施》，全力打造機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新策源地、應(yīng)用示范高地和高端產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。北京市將設(shè)立100億元規(guī)模的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基金，首期規(guī)模不低于20億元，支持創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)孵化、技術(shù)成果轉(zhuǎn)化、企業(yè)并購(gòu)重組和發(fā)展壯大。隨著政府政策的支持和資金的增加，各個(gè)機(jī)器人項(xiàng)目之間的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)進(jìn)入白熱化階段。

有時(shí)不直接參與行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，而是為該行業(yè)提供所需之物，這種間接支持的角色往往能夠異軍突起。就像當(dāng)年淘金熱時(shí)，Levi Strauss選擇為淘金者們提供耐用的牛仔褲，成就了一番偉大事業(yè)。

什么是制造機(jī)器人的關(guān)鍵呢？今天先介紹被稱為機(jī)器人構(gòu)建中最重要的組件之一的機(jī)器人執(zhí)行器。

機(jī)器人執(zhí)行器 - 制造機(jī)器人最重要的組件之一

執(zhí)行器就是將能量轉(zhuǎn)換為物理運(yùn)動(dòng)的裝置，絕大多數(shù)執(zhí)行器產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)或線性運(yùn)動(dòng)。行走坐臥這些人類看來很簡(jiǎn)單的動(dòng)作，對(duì)于機(jī)器人，特別是人形機(jī)器人來說是很大的挑戰(zhàn)。機(jī)器人在移動(dòng)和執(zhí)行任務(wù)的時(shí)候就需要用到執(zhí)行器。

最近埃隆·馬斯克 (Elon Musk) 提到，創(chuàng)造像特斯拉的“Tesla Bot”這樣的人形機(jī)器人的主要挑戰(zhàn)就在于當(dāng)前可用機(jī)器人執(zhí)行器 （Robot Actuator）的限制。機(jī)器人執(zhí)行器也被稱為人形機(jī)器人的動(dòng)力電池。拿特斯拉人形機(jī)器人舉例。該機(jī)器人的最大速度為 5 英里/小時(shí) （8.05 公里/小時(shí)，站立高度為 5 英尺 8 英寸（173 厘米），重量為 125 磅（57 公斤），承載能力為 45 磅 （20.41 公斤）。其全身共有28個(gè)身體關(guān)節(jié)執(zhí)行器（14個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，14個(gè)線性關(guān)節(jié)）+ 12個(gè)手指關(guān)節(jié)執(zhí)行器。

圖片來源: Tesla. 特斯拉人形機(jī)器人 Tesla Bot 執(zhí)行器最常見的三種類型是氣動(dòng)、液壓和電動(dòng)。氣動(dòng)執(zhí)行器使用壓縮空氣來引起運(yùn)動(dòng)。液壓執(zhí)行器使用壓縮油來引起運(yùn)動(dòng)，它們最常用于重型機(jī)械，并且可以產(chǎn)生非常大的力。電動(dòng)執(zhí)行器則使用電流和磁鐵來引起運(yùn)動(dòng)。 選擇哪種類型的執(zhí)行器取決于您設(shè)計(jì)的機(jī)器人的結(jié)構(gòu)類型。

特斯拉為什么要自己生產(chǎn)機(jī)器人執(zhí)行器?

特斯拉沒有采用常規(guī)的機(jī)器人執(zhí)行器，是因?yàn)楦鶕?jù)馬斯克的一貫考量，特斯拉機(jī)器人必須做到價(jià)廉物美。他們希望這款機(jī)器人的零售價(jià)為每臺(tái) 2 萬美元，這就對(duì)機(jī)器人的輕量化、節(jié)能、高功率密度和低功耗等方面提出了相當(dāng)高的要求。根據(jù)測(cè)算，特斯拉機(jī)器人需要 23 個(gè)執(zhí)行器、功能強(qiáng)大的 PC、大量傳感器和電池組才能持續(xù)幾個(gè)小時(shí)以上，再加上堅(jiān)固的骨架將所有這些固定在一起，這是一個(gè)非常艱巨的任務(wù)。

所以馬斯克讓他非?？粗氐奶厮估紫姍C(jī)設(shè)計(jì)師康斯坦丁諾斯·拉斯卡里斯 (Konstantinos Laskaris) 來負(fù)責(zé)執(zhí)行器的開發(fā)。拉斯卡里斯十多年來一直負(fù)責(zé)特斯拉車輛的電機(jī)和執(zhí)行器開發(fā)，馬斯克認(rèn)為特斯拉電動(dòng)車本身就是一個(gè)車型機(jī)器人，所以自身在機(jī)器人執(zhí)行器方面有足夠多的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。 在2023特斯拉的人工智能日上，該公司推出了最新的特斯拉擎天柱原型，首次配備了特斯拉設(shè)計(jì)的執(zhí)行器，而不是現(xiàn)成的產(chǎn)品。

順便提一句，特斯拉曾經(jīng)展示了其自己開發(fā)的執(zhí)行器的性能。如圖所示，特斯拉執(zhí)行器舉起了500公斤的鋼琴，離開地面大約2英寸長(zhǎng) （5.08厘米）。

圖片來源：Tesla. 特斯拉的首席電機(jī)設(shè)計(jì)師拉斯卡里斯是視頻中彈鋼琴的人 生產(chǎn)機(jī)器人執(zhí)行器的廠商非常多，有沒有哪家能把機(jī)器人執(zhí)行器做得即輕巧，體積又小，而且效率還高呢？有的，在這里介紹一家公司叫做 ESTAT。

機(jī)器人執(zhí)行器領(lǐng)域新貴 ESTAT

ESTAT這家公司起步于卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室，致力于制造為行動(dòng)不便的人類提供幫助的機(jī)器人。其聯(lián)合創(chuàng)始人Stuart Diller 是卡耐基梅隴大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)的博士生。ESTAT意識(shí)到，要想讓這些機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中發(fā)揮作用，硬件必須變得更輕、更高效、更具可擴(kuò)展性。于是他們將靜電物理學(xué)專業(yè)知識(shí)與世界一流的機(jī)械設(shè)計(jì)和材料科學(xué)進(jìn)步相結(jié)合，創(chuàng)造出了一流的電子粘合劑硬件。

圖片來源：ESTAT. ESTAT 部分產(chǎn)品展示 ESTAT在其網(wǎng)站聲稱他們的硬件： 輕 10 倍 - 采用薄如紙的復(fù)合材料和高性能材料，是市場(chǎng)上最輕的設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)緊湊 10 倍 - 電融合（Electroadhesion) 無需電磁鐵等笨重部件

效率提高 1000 倍 - ESTAT 產(chǎn)品就像承載電容器一樣，啟動(dòng)時(shí)僅需毫焦能量，維持時(shí)僅需微安電流。

根據(jù)馬斯克的樂觀預(yù)計(jì)，"在未來每個(gè)人都將擁有一個(gè)人形機(jī)器人，這個(gè)市場(chǎng)將會(huì)超過電動(dòng)車的需求。" 據(jù)高盛預(yù)測(cè)，在技術(shù)得到革命性突破的理想情況下，人形機(jī)器人2025年至2035年銷量復(fù)合年增長(zhǎng)率CAGR可達(dá)94%，2035年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)1540億美元。其實(shí)無論機(jī)器人以何種形式存在，它早已在方方面面滲透了我們的生活。 視頻版 原文來自 Mans International 網(wǎng)站博客，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。 https://www.mansinternational.com/news/644.html