Bilang karagdagan sa mas malinaw na kontrol sa postura sa paglalakad, ang pangalawang henerasyong humanoid robot ng Tesla, si Optimus, ay humahanga sa kakayahang walang kahirap-hirap at tumpak na pumili at maglagay ng mga itlog. Ang tuluy-tuloy at tuluy-tuloy na paghawak ay nagpapakita ng pinong kakayahan sa pagkontrol ng kamay ng robot.
Ang magaling na kamay ng isang humanoid robot ay isang dalubhasang end effector na idinisenyo batay sa human kinesiology, ganap na naiiba mula sa mga end effector ng mga ordinaryong pang-industriya na robot. Ang mga regular na pang-industriya na robot end effector ay maaari lamang magsagawa ng mga partikular na gawain tulad ng gripping o welding, samantalang ang dexterous na kamay, na sinusuportahan ng maraming sensor at antas ng kalayaan, ay maaaring gayahin ang mga function ng kamay ng tao. Sa lumalagong trend sa humanoid robot market, ang mga hollow cup motors sa mga magaling na kamay na ito ay nakakuha din ng makabuluhang atensyon.
Mahalaga Hollow Cup Motors para sa Humanoid Robots
Ang end effector ng isang robot ay tumutukoy sa anumang tool na nakakabit sa gilid (joint) ng isang robot na may mga partikular na function, na kinakailangan para sa robot upang makumpleto ang mga gawain. Tinutukoy ng end effector ang pagkarga ng robot at katumpakan ng pagpapatakbo. Ang mga tradisyunal na pang-industriya na robot end effector, batay sa mga kinakailangan sa aplikasyon, sa pangkalahatan ay maaari lamang magsagawa ng mga single-type na gawain tulad ng gripping, lifting, o welding. Ang kanilang versatility ay limitado, angkop lamang para sa partikular o napakakaunting katulad na mga sitwasyon, malayo sa flexibility ng mga kamay ng tao.
Bilang isang end effector para sa mga humanoid robot, ang dexterous na kamay ay nagmamapa ng mga function ng kamay ng tao, na nagbibigay-daan sa mas madaling paggamit ng iba't ibang mga tool at instrumento na matatagpuan sa pang-araw-araw na buhay. Kung walang magaling na kamay, ang isang humanoid robot ay halos hindi maituturing na tunay na matalino. Sa panimulang video ng Optimus 2.0, nilagyan ito ni Tesla ng mas tumutugon na dexterous na kamay na nagtatampok ng labing-isang antas ng kalayaan.
Ang mga antas ng kalayaan ng isang robot ay sumasalamin sa kakayahang umangkop nito sa paggalaw, ang kakayahang pangasiwaan ang iba't ibang gawain, at ang pinakamataas na pagganap ng pagpapatakbo nito. Sa pangkalahatan, ang mas maraming antas ng kalayaan, mas malapit ang robot sa mga pag-andar ng kamay ng tao, na nagdaragdag ng versatility ngunit pati na rin ang pagiging kumplikado sa kontrol. Ang mga robot na pang-industriya ay karaniwang hindi lalampas sa anim na antas ng kalayaan, na karamihan ay mayroon lamang tatlo hanggang apat.
Ipinagmamalaki ng end effector ng Optimus 2.0 ang labing-isang antas ng kalayaan. Ang mas maraming antas ng kalayaan ay nangangahulugan ng isang mas kumplikadong istraktura at mas mataas na mga kinakailangan sa motor. Dahil limitado ang espasyo ng kamay, ang mga motor na ginamit ay dapat na compact. Ang mabilis na pagtugon, tumpak na start-stop, mataas na torque, at maliit na sukat ay mahalaga para sa mga motor na kumokontrol sa mahusay na kamay.
Bilang isang kinatawan ng maliliit, mataas na katumpakan na mga motor, ang hollow cup motor ay gumaganap ng isang hindi mapapalitang papel sa mahusay na kamay. Ang hollow cup motor ay isang espesyal na uri ng DC permanent magnet servo motor na may coreless na istraktura, na available sa parehong brushless at brushed na mga bersyon. Ang walang core na istraktura ay nag-aalis ng pagkawala ng enerhiya na dulot ng core, na binabawasan ang timbang at mekanikal na pagkawala ng enerhiya, kaya nakakamit ang napakataas na kahusayan.
Dagdag pa rito, na may pinababang mass inertia, ang hollow cup motor ay makakamit ang dynamic na pagmamaneho sa isang napakaikling mechanical time constant kapag pinagsama sa mataas na torque. Ang mga katangiang ito ay ganap na naaayon sa mga pangangailangan ng mga humanoid robot.
### Pinabilis na Pag-unlad ng mga Hollow Cup Motors na Hinihimok ng Humanoid Robots
Ayon sa mga pagtatantya ng NTCysd, ang laki ng pandaigdigang merkado para sa mga hollow cup motor ay $700 milyon noong 2022 at inaasahang aabot sa $1.2 bilyon pagsapit ng 2028. Hindi isinasaalang-alang ng forecast na ito ang potensyal na pagtaas ng demand mula sa mga humanoid robot. Sa Optimus 2.0, gumagamit si Tesla ng anim na hollow cup na motor upang makamit ang labing-isang degree ng kalayaan, na may presyo ng yunit na $150-$300 bawat motor. Batay sa volume na ito, ang pag-unlad sa hinaharap ng mga humanoid robot ay makabuluhang magpapalawak sa laki ng merkado ng mga hollow cup motor sa humanoid robot sector lamang.
Sa kasalukuyan, ang mga kumpanya tulad ng Maxon, Faulhaber, at Portescap ay nangunguna sa larangan, na nagsimula nang maaga sa hollow cup motor market. Sa Tsina, ilang mga tagagawa ng motor ay may kakayahang magbigay o nagpaplanong gumawa ng mataas na pagganap na mga hollow cup na motor upang matugunan ang malaking pangangailangan sa hinaharap sa merkado ng asul na karagatan na ito.
Sa unti-unting paggamit ng mga humanoid robot tulad ng Optimus sa end market, ang pangangailangan para sa mga hollow cup motor ay walang alinlangan na tataas nang malaki.
### Mabilis na Pag-unlad ng Mataas na Pagganap ng Micro Motors na Sinasalamin sa Hollow Cup Motors
Ang mga hollow cup motor ay isang uri ng DC motor, permanent magnet na motor, at servo motor, at maaari din silang mauri bilang micro motors. Ang mga micro motor ay karaniwang tumutukoy sa mga produktong electromekanikal na may kapangyarihan mula sa daan-daang milliwatts hanggang sa daan-daang watts, na may diameter ng frame na hindi hihigit sa 160mm o isang taas ng gitnang hindi hihigit sa 90mm.
Dati, sa Advanced Motor Control Technology Seminar, may mga ulat sa micro motors, na nagpapakita na ang buong micro motor field, na hinihimok ng market demand, ay nakakaranas ng mabilis na paglaki, lalo na ang high-performance micro motors na may maliit na sukat at mataas na torque. Ang hollow cup motor ay isa lamang halimbawa ng trend na ito.
Ayon sa isang ulat sa pagsusuri ng Grand View Research, ang pandaigdigang laki ng micro motor market ay $40.07 bilyon noong 2022. Ang pangangailangan para sa miniaturization upang makamit ang compact, high-performance na kagamitan ay nagtutulak ng mabilis na pag-unlad sa larangan ng micro motor, na may inaasahang compound annual growth rate na 6.2% sa susunod na limang taon.
Bukod sa mga humanoid na robot, pinapataas ng sektor ng automotive ang pangangailangan nito para sa mga micro motor na may mataas na pagganap. Ang sektor ng sasakyan ang pinakamalaking merkado ng micro motor noong 2022. Ang iba't ibang in-car system, kabilang ang mga lock ng pinto, rearview mirror, bintana, electric seat, cooling fan, water pump, wiper, sunroof, clutches, condensers, at steering wheels, lahat ay nangangailangan ng mas maliliit at mas magaan na motor.
Ang mga high-performance na automotive micro motor ay nagbibigay ng tumpak at maaasahang pagmamaneho sa isang maliit na sukat, na nakakamit ng mas mahusay na kontrol sa paggalaw, tinitiyak ang pagganap ng sasakyan, kaligtasan, at ginhawa, habang pinapanatili ang mataas na kahusayan sa enerhiya. Bilang karagdagan, ang paggamit ng mga micro motor na may mataas na pagganap sa mga sistema ng kaligtasan tulad ng mga anti-lock braking system ay tumataas din.
Mataas ang pagganap micro motors , na ipinakita ng hollow cup motors, ginagawang posible na makamit ang mahusay na pagganap ng motor sa isang mas maliit na frame. Sa hinaharap, hindi lamang ang mga hollow cup motor kundi pati na rin ang mga micro motor na may mataas na pagganap na may maliit na sukat, mabilis na pagtugon, tumpak na pagsisimula, at mataas na torque ay makakahanap ng higit pang mga aplikasyon sa iba't ibang industriya, na kumakatawan sa isang mahalagang direksyon para sa pag-unlad ng motor.
