موتورهای جام توخالی، چنگ زدن ماهرانه روبات‌های انسان‌نما را تقویت می‌کنند. میکرو موتورهای با کارایی بالا شاهد رشد سریع هستند

ربات انسان‌نمای نسل دوم تسلا، Optimus، علاوه بر کنترل وضعیت پیاده‌روی نرم‌تر، با توانایی خود در برداشتن و قرار دادن بدون زحمت و دقیق تخم‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. چنگ زدن بدون درز و ثابت، قابلیت های کنترل دستی پیشرفته ربات را نشان می دهد.

دست ماهر یک ربات انسان نما، یک افکتور انتهایی تخصصی است که بر اساس حرکت شناسی انسان طراحی شده است و کاملاً متفاوت از افکتورهای انتهایی روبات های صنعتی معمولی است. افکتورهای انتهایی ربات صنعتی معمولی فقط می توانند وظایف خاصی مانند گرفتن یا جوشکاری را انجام دهند، در حالی که دست ماهر که توسط چندین حسگر و درجه آزادی پشتیبانی می شود، می تواند عملکردهای دست انسان را تقلید کند. با روند رو به رشد در بازار ربات های انسان نما، موتورهای فنجانی توخالی در این دست های ماهر نیز توجه قابل توجهی را به خود جلب کرده اند.

ضروری است موتورهای جام توخالی برای ربات های انسان نما

افکتور پایانی یک ربات به هر ابزاری اطلاق می شود که به لبه (مفصل) یک ربات متصل شده باشد که دارای عملکردهای خاصی است که برای انجام وظایف ربات ضروری است. افکتور پایانی بار و دقت عملیاتی ربات را تعیین می کند. افکتورهای انتهایی ربات صنعتی سنتی، بر اساس الزامات کاربردی، عموماً فقط می توانند کارهای تک نوع مانند گرفتن، بلند کردن یا جوشکاری را انجام دهند. تطبیق پذیری آنها محدود است، فقط برای سناریوهای خاص یا بسیار کمی مشابه، به دور از انعطاف دست انسان مناسب است.

به عنوان یک عامل نهایی برای روبات‌های انسان‌نما، دست ماهر عملکردهای دست انسان را ترسیم می‌کند و امکان استفاده آسان‌تر از ابزارها و ابزارهای مختلف موجود در زندگی روزمره را فراهم می‌کند. بدون دستی ماهر، به سختی می توان یک ربات انسان نما را واقعاً باهوش در نظر گرفت. در ویدیوی معرفی Optimus 2.0، تسلا آن را به یک دست ماهرتر واکنش‌پذیرتر مجهز کرد که یازده درجه آزادی دارد.

درجات آزادی یک ربات منعکس کننده انعطاف پذیری حرکتی، توانایی آن در انجام وظایف مختلف و حداکثر عملکرد عملیاتی آن است. به طور کلی، هرچه درجات آزادی بیشتر باشد، ربات به عملکردهای دست انسان نزدیک‌تر می‌شود و تطبیق‌پذیری و همچنین پیچیدگی در کنترل را افزایش می‌دهد. ربات‌های صنعتی معمولاً از شش درجه آزادی تجاوز نمی‌کنند و اکثر آنها تنها سه تا چهار درجه دارند.

افکتور انتهایی Optimus 2.0 دارای یازده درجه آزادی است. درجات آزادی بیشتر به معنای ساختار پیچیده تر و نیازهای موتور بالاتر است. از آنجایی که فضای دست محدود است، موتورهای مورد استفاده باید فشرده باشند. پاسخ سریع، استارت استاپ دقیق، گشتاور بالا و اندازه کوچک برای موتورهایی که دست ماهر را کنترل می کنند ضروری هستند.

به عنوان نماینده موتورهای کوچک و با دقت بالا، موتور جام توخالی نقشی بی بدیل در دست ماهر دارد. موتور کاپ توخالی نوع خاصی از سروو موتور آهنربای دائم DC با ساختار بدون هسته است که در دو نوع براشلس و برس دار موجود است. ساختار بدون هسته اتلاف انرژی ناشی از هسته را از بین می برد، وزن و اتلاف انرژی مکانیکی را کاهش می دهد و در نتیجه راندمان بسیار بالایی را به دست می آورد.

علاوه بر این، با کاهش اینرسی جرم، موتور فنجان توخالی می‌تواند به رانندگی دینامیکی در یک ثابت زمانی مکانیکی بسیار کوتاه دست یابد که با گشتاور بالا ترکیب شود. این ویژگی ها کاملاً با نیازهای ربات های انسان نما مطابقت دارد.

### توسعه سریع موتورهای جام توخالی که توسط ربات های انسان نما هدایت می شوند

بر اساس برآوردهای NTCysd، اندازه بازار جهانی موتورهای فنجانی توخالی در سال 2022 700 میلیون دلار بود و انتظار می‌رود تا سال 2028 به 1.2 میلیارد دلار برسد. در Optimus 2.0، تسلا از شش موتور فنجانی توخالی برای دستیابی به یازده درجه آزادی با قیمت واحد 150 تا 300 دلار برای هر موتور استفاده می کند. بر اساس این حجم، توسعه آینده ربات های انسان نما به طور قابل توجهی اندازه بازار موتورهای فنجانی توخالی را در بخش ربات های انسان نما به تنهایی گسترش می دهد.

در حال حاضر، شرکت هایی مانند Maxon، Faulhaber، و Portescap در این زمینه پیشرو هستند، که در اوایل بازار موتور فنجان توخالی شروع به کار کرده اند. در چین، چندین تولیدکننده موتور نیز قادر به تهیه یا برنامه ریزی برای تولید موتورهای فنجانی توخالی با کارایی بالا برای پاسخگویی به تقاضای عظیم آینده در این بازار اقیانوس آبی هستند.

با استفاده تدریجی از ربات های انسان نما مانند Optimus در بازار نهایی، بدون شک تقاضا برای موتورهای فنجانی توخالی به میزان قابل توجهی افزایش خواهد یافت.

### توسعه سریع میکروموتورهای با کارایی بالا در موتورهای جام توخالی منعکس شده است

موتورهای کاپ توخالی نوعی موتور DC، موتور مغناطیس دائم و موتور سروو هستند و می توان آنها را در دسته میکرو موتورها نیز طبقه بندی کرد. میکرو موتورها عموماً به محصولات الکترومکانیکی با توانی از صدها میلی‌وات تا صدها وات، با قطر قاب بیش از 160 میلی‌متر یا ارتفاع مرکز از 90 میلی‌متر بیشتر اطلاق می‌شوند.

پیش از این، در سمینار فناوری کنترل موتور پیشرفته، گزارش‌هایی در مورد موتورهای میکرو منتشر شده بود که نشان می‌داد کل حوزه میکرو موتور، بر اساس تقاضای بازار، رشد سریعی را تجربه می‌کند، به‌ویژه میکرو موتورهای با کارایی بالا با اندازه کوچک و گشتاور بالا. موتور جام توخالی تنها یک نمونه از این روند است.

طبق یک گزارش تحلیلی توسط Grand View Research، اندازه بازار جهانی میکرو موتور در سال 2022 40.07 میلیارد دلار بود. تقاضا برای کوچک سازی برای دستیابی به تجهیزات جمع و جور و با کارایی بالا باعث پیشرفت سریع در زمینه میکرو موتورها شده است، با نرخ رشد ترکیبی سالانه 6.2 درصدی در پنج سال آینده.

علاوه بر روبات‌های انسان‌نما، بخش خودرو تقاضای خود را برای میکرو موتورهای با کارایی بالا افزایش داده است. بخش خودرو بزرگترین بازار میکرو موتور در سال 2022 بود. سیستم‌های مختلف داخل خودرو، از جمله قفل درها، آینه‌های عقب، پنجره‌ها، صندلی‌های برقی، فن‌های خنک‌کننده، پمپ‌های آب، برف پاک‌کن‌ها، سانروف‌ها، کلاچ‌ها، کندانسورها و چرخ‌های فرمان، همگی به موتورهای کوچک‌تر و سبک‌تری نیاز دارند.

میکرو موتورهای خودرو با کارایی بالا، درایو دقیق و قابل اعتمادی را در اندازه کوچک ارائه می‌کنند و به کنترل حرکت کارآمدتر دست می‌یابند، عملکرد، ایمنی و راحتی خودرو را تضمین می‌کنند و در عین حال راندمان انرژی بالا را حفظ می‌کنند. علاوه بر این، استفاده از میکرو موتورهای با کارایی بالا در سیستم های ایمنی مانند سیستم های ترمز ضد قفل نیز در حال افزایش است.

با کارایی بالا موتورهای میکرو ، که نمونه آن موتورهای فنجانی توخالی است، دستیابی به عملکرد موتور برتر را در یک قاب کوچکتر امکان پذیر می کند. در آینده، نه تنها موتورهای فنجانی توخالی، بلکه میکرو موتورهای با کارایی بالا با اندازه کوچک، پاسخ سریع، استارت استاپ دقیق و گشتاور بالا، کاربردهای بیشتری در صنایع مختلف پیدا خواهند کرد که نشان دهنده جهت مهمی برای توسعه موتور است.