Ud over en mere jævn kontrol af gangstillingen imponerer Teslas andengenerations humanoide robot, Optimus, med sin evne til ubesværet og præcist at samle og placere æg. Det sømløse og stabile greb demonstrerer robottens raffinerede håndkontrolegenskaber.
Den behændige hånd af en humanoid robot er en specialiseret sluteffektor designet baseret på menneskelig kinesiologi, helt forskellig fra sluteffektorerne for almindelige industrirobotter. Almindelige industrielle robot-sluteffektorer kan kun udføre specifikke opgaver såsom at gribe eller svejse, hvorimod den behændige hånd, understøttet af flere sensorer og frihedsgrader, kan efterligne menneskelige håndfunktioner. Med den voksende tendens på markedet for humanoide robotter har de hule kopmotorer i disse fingerfærdige hænder også fået stor opmærksomhed.
Væsentlig Hulkopmotorer til humanoide robotter
En robots sluteffektor refererer til ethvert værktøj, der er fastgjort til kanten (leddet) af en robot, som har specifikke funktioner, der er nødvendige for, at robotten kan udføre opgaver. Sluteffektoren bestemmer robottens belastning og operationelle præcision. Traditionelle industrielle robot-sluteffektorer, baseret på applikationskrav, kan generelt kun udføre enkelt-type opgaver såsom at gribe, løfte eller svejse. Deres alsidighed er begrænset, kun egnet til specifikke eller meget få lignende scenarier, langt fra menneskehænders fleksibilitet.
Som en sluteffektor for humanoide robotter kortlægger den behændige hånd menneskelige håndfunktioner, hvilket muliggør lettere brug af forskellige værktøjer og instrumenter, der findes i dagligdagen. Uden en fingernem hånd kan en menneskelig robot næppe betragtes som virkelig intelligent. I introduktionsvideoen til Optimus 2.0 udstyrede Tesla den med en mere lydhør fingernem hånd med elleve frihedsgrader.
En robots frihedsgrader afspejler dens bevægelsesfleksibilitet, dens evne til at håndtere forskellige opgaver og dens maksimale operationelle ydeevne. Generelt kan man sige, at jo flere frihedsgrader, jo tættere kommer robotten på menneskelige håndfunktioner, hvilket øger alsidigheden, men også kompleksiteten i kontrollen. Industrielle robotter overstiger typisk ikke seks frihedsgrader, hvor de fleste kun har tre til fire.
Optimus 2.0's sluteffektor kan prale af elleve frihedsgrader. Flere frihedsgrader betyder en mere kompleks struktur og højere motoriske krav. Da håndpladsen er begrænset, skal de anvendte motorer være kompakte. Hurtig respons, præcist start-stop, højt drejningsmoment og lille størrelse er afgørende for motorer, der styrer den fingernemme hånd.
Som en repræsentant for små højpræcisionsmotorer spiller hulkopmotoren en uerstattelig rolle i den fingernemme hånd. Den hule kopmotor er en speciel type DC permanent magnet servomotor med en kerneløs struktur, tilgængelig i både børsteløse og børstede versioner. Den kerneløse struktur eliminerer energitab forårsaget af kernen, hvilket reducerer vægt og mekanisk energitab og opnår dermed ekstrem høj effektivitet.
Desuden kan hulkopmotoren med reduceret masseinerti opnå dynamisk kørsel på en ekstremt kort mekanisk tidskonstant, når den kombineres med højt drejningsmoment. Disse egenskaber passer perfekt til behovene hos humanoide robotter.
### Accelereret udvikling af hulkopmotorer drevet af humanoide robotter
Ifølge skøn fra NTCysd var den globale markedsstørrelse for hulkopmotorer $700 millioner i 2022 og forventes at nå $1,2 milliarder i 2028. Denne prognose tager ikke højde for den potentielle stigning i efterspørgslen fra humanoide robotter. I Optimus 2.0 bruger Tesla seks hulkopmotorer til at opnå elleve frihedsgrader med en enhedspris på $150-$300 pr. motor. Baseret på dette volumen vil den fremtidige udvikling af humanoide robotter markant udvide markedsstørrelsen for hulkopmotorer alene i humanoidrobotsektoren.
I øjeblikket er virksomheder som Maxon, Faulhaber og Portescap førende på området, efter at de startede tidligt på markedet for hulkopmotorer. I Kina er flere motorproducenter også i stand til at levere eller planlægger at producere højtydende hulkopmotorer for at imødekomme den enorme fremtidige efterspørgsel på dette blå hav-marked.
Med den gradvise anvendelse af humanoide robotter som Optimus på slutmarkedet vil efterspørgslen efter hulkopmotorer uden tvivl stige betydeligt.
### Hurtig udvikling af højtydende mikromotorer afspejlet i hulkopmotorer
Hulkopmotorer er en type DC-motor, permanentmagnetmotor og servomotor, og de kan også klassificeres som mikromotorer. Mikromotorer refererer generelt til elektromekaniske produkter med effekt fra hundredvis af milliwatt til hundredvis af watt, med en rammediameter på ikke over 160 mm eller en centerhøjde på ikke over 90 mm.
Tidligere, på Advanced Motor Control Technology Seminar, var der rapporter om mikromotorer, der fremhævede, at hele mikromotorfeltet, drevet af markedsefterspørgsel, oplever hurtig vækst, især højtydende mikromotorer med lille størrelse og højt drejningsmoment. Den hule kopmotor er blot et eksempel på denne trend.
Ifølge en analyserapport fra Grand View Research var størrelsen på det globale mikromotormarked $40,07 milliarder i 2022. Efterspørgslen efter miniaturisering for at opnå kompakt, højtydende udstyr driver den hurtige udvikling inden for mikromotorområdet med en forventet sammensat årlig vækstrate på 6,2% over de næste fem år.
Udover humanoide robotter har bilsektoren øget efterspørgslen efter højtydende mikromotorer. Bilsektoren var det største marked for mikromotorer i 2022. Forskellige in-car systemer, herunder dørlåse, bakspejle, vinduer, elektriske sæder, køleventilatorer, vandpumper, vinduesviskere, soltage, koblinger, kondensatorer og rat, kræver alle mindre og lettere motorer.
Højtydende mikromotorer til biler giver præcis og pålidelig kørsel i en lille størrelse, der opnår mere effektiv bevægelseskontrol, sikrer køretøjets ydeevne, sikkerhed og komfort, samtidig med at høj energieffektivitet opretholdes. Derudover er brugen af højtydende mikromotorer i sikkerhedssystemer såsom blokeringsfri bremsesystemer også stigende.
Højtydende mikromotorer , eksemplificeret ved hulkopmotorer, gør det muligt at opnå overlegen motorydelse i en mindre ramme. I fremtiden vil ikke kun hulkopmotorer, men også højtydende mikromotorer med lille størrelse, hurtig respons, præcist start-stop og højt drejningsmoment finde flere anvendelser på tværs af forskellige industrier, hvilket repræsenterer en vigtig retning for motorudvikling.
