人形机器人各环节10大技术难点

文摘   2025-01-13 08:30   广东  

更多行业深度,请关注👇银创机器人资讯👇 

 人形机器人各环节10大技术难点梳理如下:


1

硬件:


(1)行星滚柱丝杠 : 

制造难度大、壁垒高,产能主要集中于欧洲、美国等,国内市场依赖进口,价格昂贵,国内行星滚柱丝杠厂商市场份额占比仅为19%。

(2) 谐波减速器 :

①柔轮易疲劳断裂, 柔轮是 谐波减速器 的关键部件之一,负责传递运动和力矩,一旦发生疲劳断裂,柔轮内壁和柔性轴承外圈出现磨损后,使得润滑效果下降、摩擦系数变大、温度升高,谐波减速器失效。

②传动速比受限,无法满足人形机器人高精度定位、快速响应等需求, 谐波减速器的传动速比通常在30:1~320:1之间, 不能用于传动速比小于30的场合 ,将会限制人形机器人在高精度定位、快速响应等方面的表现,导致运动精度下降、响应速度变慢

(3)无框力矩电机 : 温升控制困难,电机绕组的电阻增加,增加电机内部的铜损和铁损,降低整体效率,影响整机能效和使用寿命。

(4)灵巧手 : 行星减速器存在局限性 , 单级传动比范围小 ,使人形机器人的灵巧手负载能力有限。

(5)传感器 :视觉传感器易受环境因素干扰,计算资源需求高;增量式编码器对累积误差比较敏感。



2

软件:


(6)数据采集: 机器人的软件可以分为大脑与小脑。目前大小脑发展不均衡,相较于智能“大脑”的智力快速提升 , 人形机器人的小脑即运动控制,发展停留在初期,主要制约因素之一是数据采集 , 方法局限性大,影响人形机器人的学习和适应能力。

( 7)算法模型 :精细操作中不同任务对应不同的奖励函数,无法设置统一的奖励函数进行强化学习,因此目前尚未有统一的底层算法。 对于每一个具体的精细动作任务,都需要单独开发和调校相应的算法模型, 导致不同组件或子系统之间的兼容性和互操作性较差 ,影响人形机器人整体性能和效率。



3

商业挑战:


(8)成本:

①人形机器人制造成本和 维护成本较高 ,难以实现大规模量产和商业落地。目前,本田、NASA与通用汽车、波士顿动力等人形机器人产品成本或售价均超过200万美元, 马斯克表示, 人形机器人的成本至少要控制在2万至3万美元之间才能实现量产。

②人形机器人的维护保养涵盖了电气系统、零部件日常清洁维护、定期检查、丝杆、传感器等关键零部件的更换、以及设备检查和维修等方面。其较高的维护成本是不可忽视的一个方面。

(9)应用:

目前人形机器人无法适应多场景的不同需求,只能 从环境相对封闭 , 工序相对简单 且标准的场景开始 ,有标准的操作流程,有明确的评判标准,在自动化发展受限的情况下,替代部分的人工,市场渗透率低。

(10)安全与伦理:

行业安全等相关标准尚未形成,缺乏立法、行业标准等制度约束;人形机器人存在满足情感可能产生的伦理问题,如“恐惑谷”效应、隐私保护等。



4

具体案例:


1、特斯拉Optimus: 预计2026年开始对外进行人形机器人量产,但成本控制仍是挑战。

2、优必选Walker S1:已进入比亚迪等汽车工厂实训,但实训验证周期长,市场竞争激烈。

3、智元机器人: 产品在部分3C半导体企业的上下料环节中实现商业化,但需要大量实景数据进行训练。



产业化榜单


1、 2024年人形机器人新质生产力 潜力 十大榜单

(1)宇树科技: 全球首家公开零售高性能四足机器人、全球销量领先
(2)智元机器人 : 天才少年“稚晖君”创立
(3)星动纪元: 清华大学交叉信息研究院孵化
(4)众擎机器人:中国第一批腿足式机器人研究与产业落地团队
(5)自变量机器人:清华大学、北京大学团队
(6)星海图(苏州)人工智能:清华大学团队
(7)卓益得机器人:上海理工大学团队
(8)北京加速进化科技:清华大学团队
(9)深圳逐际动力:加州大学伯克利分校等国内外知名高校团队
(10)月泉仿生:吉林大学团队

2、 2024年人形机器人 关键技术 十大榜单:

(1)双环传动 :RV减速器
(2)绿的谐波:谐波减速器
(3)天链机器人 :谐波减速器、行星丝杆
(4)奥比中光 :3D视觉传感器
(5)吴志机电:谐波减速器、伺服电机
(6)秦川机床 :行星滚柱丝杆
(7) 巨轮智能 :RV减速器
(8)中大力德:精密减速器.电机驱动
(9)新时达:运动控制、伺服驱动
(10)汇川技术:伺服驱动系统



·end·


欢迎扫码加入知识星球



成为【银创智库】知识星球会员

可下载其他1200+份行业研报

高清无水印PDF版本

涵盖新能源、新材料、高端装备制造行业


↓可下载“机器人”相关资料一览↓

……


每日持续更新,随时随地查看



Source:全产业链研究

免责声明:我们转载此文出于传播更多资讯之目的,不代表本公众号观点。本文所用的视频、图片、文字如涉及作品版权问题,请第一时间联系小编:13510607570(同微信),我们将立即删除,无任何商业用途。

关注、点赞、在看、转发,支持优质内容!


银创智库
深圳银创产业研究是产业研究、政府政策及产业载体等“三位一体”的企业服务平台。为新能源、新材料、高端装备制造等领域机构及企业提供行业研究、政策咨询、投融资咨询及企业扩产投资咨询等服务,为政府机构提供产业规划、招商规划、招商引资等服务。
 最新文章