Kromě plynulejší kontroly postoje chůze Tesla na druhou generaci humanoidního robota druhé generace, Optimus, zapůsobí svou schopností bez námahy a přesně vyzvednout a umístit vejce. Bezproblémové a stabilní uchopení ukazuje rafinované schopnosti kontroly rukou robota.
Obavá ruka humanoidního robota je specializovaný koncový efektor navržený na lidské kineziologii, zcela odlišný od konečných efektorů běžných průmyslových robotů. Pravidelné průmyslové koncové efektory robotů mohou provádět pouze specifické úkoly, jako je uchopení nebo svařování, zatímco obratná ruka, podporovaná více senzory a stupni svobody, může napodobovat lidské ruční funkce. S rostoucím trendem na trhu humanoidních robotů získaly značnou pozornost také duté pohárové motory v těchto obratných rukou.
Základní Motory s dutým pohárem pro humanoidní roboty
Koncový efektor robota odkazuje na jakýkoli nástroj připojený k okraji (kloubu) robota, který má specifické funkce, nezbytné pro splnění úkolů. Koncový efektor určuje zatížení a provozní přesnost robota. Tradiční koncové efektory průmyslových robotů, založené na požadavcích na aplikaci, mohou obecně provádět pouze úkoly jediného typu, jako je uchopení, zvedání nebo svařování. Jejich všestrannost je omezená, vhodná pouze pro konkrétní nebo velmi málo podobných scénářů, daleko od flexibility lidských rukou.
Jako konečný efektor pro humanoidní roboty mapují lidské ruční funkce, které umožňují snadnější použití různých nástrojů a nástrojů nalezených v každodenním životě. Bez obratné ruky lze humanoidní robot jen stěží považovat za skutečně inteligentní. V úvodním videu Optimus 2.0 ho Tesla vybavil s citlivější obratnou rukou s jedenácti stupni svobody.
Stupně svobody robota odrážejí jeho flexibilitu pohybu, jeho schopnost zvládnout různé úkoly a maximální provozní výkon. Obecně řečeno, čím více stupňů svobody, tím blíže se robot dostane k lidským ručním funkcím, zvyšuje všestrannost, ale také složitost kontroly. Průmyslové roboti obvykle nepřesahují šest stupňů svobody, přičemž většina má pouze tři až čtyři.
Konečný efetor Optimus 2.0 se může pochlubit jedenáct stupňů svobody. Více stupňů svobody znamená složitější strukturu a vyšší motorické požadavky. Protože je prostor pro ruce omezený, musí být použité motory kompaktní. Rychlá odezva, přesná start-stop, vysoký točivý moment a malá velikost jsou nezbytné pro motory ovládající obratnou ruku.
Jako zástupce malých, vysoce přesných motorů hraje motor dutého poháru nenahraditelnou roli v obratné ruce. Motor Hollow Cup je speciální typ motoru DC permanentního magnetu se strukturou bez. Struktura beznárodnosti eliminuje ztrátu energie způsobené jádrem, snižuje hmotnost a mechanickou energii, čímž se dosahuje extrémně vysoké účinnosti.
Navíc se sníženou hmotnostní setrvačností může dutý šálek dosáhnout dynamické jízdy v extrémně krátké mechanické časové konstantě, pokud je kombinován s vysokým točivým momentem. Tyto vlastnosti se dokonale vyrovnávají s potřebami humanoidních robotů.
### Zrychlený vývoj dutých pohárových motorů poháněných humanoidními roboty
Podle odhadů společnosti NTCYSD byla velikost globálního trhu pro Hollow Cup Motors v roce 2022 700 milionů dolarů a očekává se, že do roku 2028 dosáhne 1,2 miliardy USD. Tato prognóza nezohledňuje potenciální nárůst poptávky od humanoidních robotů. V Optimus 2.0 používá Tesla šest dutých pohárových motorů k dosažení jedenácti stupňů svobody s jednotkovou cenou 150-300 USD za motor. Na základě tohoto objemu bude budoucí vývoj humanoidních robotů výrazně rozšířit velikost trhu s dutými pohárovými motory pouze v sektoru humanoidních robotů.
V současné době vedou firmy jako Maxon, Faulhaber a Portescap, které začaly brzy na trhu s motorem Hollow Cup. V Číně je několik výrobců motorů také schopno poskytnout nebo plánovat vyrábět vysoce výkonné duté pohárové motory, aby uspokojil obrovskou budoucí poptávku na tomto trhu s modrým oceánem.
S postupnou aplikací humanoidních robotů, jako je Optimus na konečném trhu, se poptávka po dutých pohárových motorech bezpochyby výrazně zvýší.
### Rychlý rozvoj vysoce výkonných mikro motorů odrážejících se v dutých pohárových motorech
Motory s dutými poháry jsou typem motoru DC, motor permanentního magnetu a servomotoru a lze je také klasifikovat jako mikro motory. Mikro motory obecně odkazují na elektromechanické produkty s výkonem od stovek miliwattů po stovky wattů, přičemž průměr rámu nepřesahuje 160 mm nebo středovou výšku nepřesahující 90 mm.
Dříve na semináři Advanced Motor Control Technology se objevily zprávy o mikro motorech, které zdůraznily, že celé pole mikro motoru, poháněné poptávkou na trhu, zažívá rychlý růst, zejména vysoce výkonné mikro motory s malou velikostí a vysokým točivým momentem. Motor dutého poháru je jen jedním z příkladů tohoto trendu.
Podle analytické zprávy společnosti Grand View Research byla velikost globálního mikro motoru v roce 2022 40,07 miliardy USD. Poptávka po miniaturizaci k dosažení kompaktního a vysoce výkonného vybavení vede k rychlému rozvoji v mikro motorovém poli v oblasti mikro motoru v průběhu příštích pěti let.
Kromě humanoidních robotů zvyšuje automobilový průmysl svou poptávku po vysoce výkonných mikro motorech. Automobilový sektor byl v roce 2022 největším trhem s motorem.
Vysoce výkonné automobilové mikro motory poskytují přesný a spolehlivý pohon v malé velikosti, dosahují efektivnějšího řízení pohybu, zajišťují výkon vozidla, bezpečnost a pohodlí při zachování vysoké energetické účinnosti. Kromě toho se také zvyšuje použití vysoce výkonných mikro motorů v bezpečnostních systémech, jako jsou protiblokovací brzkové systémy.
Vysoký výkon Micro Motors , příkladem dutých pohárových motorů, umožňují dosáhnout vynikajícího motorického výkonu v menším rámu. V budoucnu najdete nejen duté pohárky, ale také vysoce výkonné mikro motory s malou velikostí, rychlou odezvou, přesným start-stopem a vysokým točivým momentem v různých průmyslových odvětvích, což představuje důležitý směr pro vývoj motoru.
