Ngoài khả năng kiểm soát tư thế đi lại mượt mà hơn, robot hình người thế hệ thứ hai của Tesla, Optimus, còn gây ấn tượng với khả năng nhặt và đặt trứng một cách dễ dàng và chính xác. Khả năng cầm nắm liền mạch và chắc chắn thể hiện khả năng điều khiển bằng tay tinh tế của robot.
Bàn tay khéo léo của robot hình người là một bộ phận tác động cuối chuyên biệt được thiết kế dựa trên cơ chế vận động của con người, khác hoàn toàn với bộ phận tác động cuối cùng của robot công nghiệp thông thường. Các bộ phận tác động cuối của robot công nghiệp thông thường chỉ có thể thực hiện các nhiệm vụ cụ thể như kẹp hoặc hàn, trong khi bàn tay khéo léo, được hỗ trợ bởi nhiều cảm biến và bậc tự do, có thể bắt chước các chức năng của bàn tay con người. Với xu hướng ngày càng tăng của thị trường robot hình người, động cơ cốc rỗng trong những bàn tay khéo léo này cũng đã thu hút được sự chú ý đáng kể.
Thiết yếu Động cơ cốc rỗng cho robot hình người
Bộ phận tác động cuối của robot dùng để chỉ bất kỳ công cụ nào được gắn vào cạnh (khớp) của robot có các chức năng cụ thể, cần thiết để robot hoàn thành nhiệm vụ. Bộ phận tác động cuối xác định tải trọng và độ chính xác vận hành của robot. Các bộ phận tác động cuối của rô-bốt công nghiệp truyền thống, dựa trên yêu cầu ứng dụng, thường chỉ có thể thực hiện các nhiệm vụ một loại như kẹp, nâng hoặc hàn. Tính linh hoạt của chúng bị hạn chế, chỉ phù hợp với những tình huống cụ thể hoặc rất ít tương tự, khác xa với tính linh hoạt của bàn tay con người.
Là cơ quan tác động cuối cùng cho các robot hình người, bàn tay khéo léo lập bản đồ các chức năng của bàn tay con người, cho phép sử dụng dễ dàng hơn các công cụ và dụng cụ khác nhau trong cuộc sống hàng ngày. Nếu không có bàn tay khéo léo, một robot hình người khó có thể được coi là thông minh thực sự. Trong video giới thiệu Optimus 2.0, Tesla đã trang bị cho nó một bàn tay khéo léo nhạy hơn với 11 bậc tự do.
Mức độ tự do của robot phản ánh tính linh hoạt trong chuyển động, khả năng xử lý các nhiệm vụ khác nhau và hiệu suất hoạt động tối đa của nó. Nói chung, càng có nhiều bậc tự do thì robot càng tiến gần đến các chức năng của bàn tay con người, làm tăng tính linh hoạt nhưng cũng tăng độ phức tạp trong điều khiển. Robot công nghiệp thường không vượt quá sáu bậc tự do, hầu hết chỉ có ba đến bốn bậc.
Bộ tác động cuối của Optimus 2.0 tự hào có 11 bậc tự do. Nhiều bậc tự do hơn có nghĩa là cấu trúc phức tạp hơn và yêu cầu vận động cao hơn. Vì không gian tay có hạn nên động cơ được sử dụng phải nhỏ gọn. Phản ứng nhanh, khởi động-dừng chính xác, mô-men xoắn cao và kích thước nhỏ là những điều cần thiết cho động cơ điều khiển bàn tay khéo léo.
Là đại diện của động cơ nhỏ, có độ chính xác cao, động cơ cốc rỗng đóng vai trò không thể thay thế đối với những bàn tay khéo léo. Động cơ cốc rỗng là một loại động cơ servo nam châm vĩnh cửu DC đặc biệt có cấu trúc không lõi, có cả phiên bản không chổi than và phiên bản có chổi than. Cấu trúc không lõi giúp loại bỏ sự thất thoát năng lượng do lõi gây ra, giảm trọng lượng và tổn thất năng lượng cơ học nên đạt được hiệu suất cực cao.
Hơn nữa, với quán tính khối lượng giảm, động cơ cốc rỗng có thể đạt được chuyển động động trong hằng số thời gian cơ học cực ngắn khi kết hợp với mô-men xoắn cao. Những đặc điểm này hoàn toàn phù hợp với nhu cầu của robot hình người.
### Tăng tốc phát triển động cơ cốc rỗng được điều khiển bởi robot hình người
Theo ước tính của NTCysd, quy mô thị trường toàn cầu cho động cơ cốc rỗng là 700 triệu USD vào năm 2022 và dự kiến sẽ đạt 1,2 tỷ USD vào năm 2028. Dự báo này không tính đến nhu cầu tiềm năng tăng vọt đối với robot hình người. Trong Optimus 2.0, Tesla sử dụng sáu động cơ cốc rỗng để đạt được 11 bậc tự do, với đơn giá từ 150 đến 300 USD cho mỗi động cơ. Dựa trên khối lượng này, sự phát triển trong tương lai của robot hình người sẽ mở rộng đáng kể quy mô thị trường của động cơ cốc rỗng chỉ riêng trong lĩnh vực robot hình người.
Hiện tại, các công ty như Maxon, Faulhaber và Portescap đang dẫn đầu lĩnh vực này, họ đã bắt đầu sớm tham gia vào thị trường động cơ cốc rỗng. Tại Trung Quốc, một số nhà sản xuất động cơ cũng có khả năng cung cấp hoặc đang có kế hoạch sản xuất động cơ cốc rỗng hiệu suất cao để đáp ứng nhu cầu rất lớn trong tương lai tại thị trường đại dương xanh này.
Với việc dần dần áp dụng các robot hình người như Optimus vào thị trường cuối cùng, nhu cầu về động cơ cốc rỗng chắc chắn sẽ tăng lên đáng kể.
### Sự phát triển nhanh chóng của động cơ vi mô hiệu suất cao được thể hiện ở động cơ cốc rỗng
Động cơ cốc rỗng là một loại động cơ DC, động cơ nam châm vĩnh cửu và động cơ servo, và chúng cũng có thể được phân loại là động cơ vi mô. Động cơ vi mô thường dùng để chỉ các sản phẩm cơ điện có công suất từ hàng trăm miliwatt đến hàng trăm watt, có đường kính khung không quá 160mm hoặc chiều cao tâm không quá 90mm.
Trước đó, tại Hội thảo Công nghệ điều khiển động cơ nâng cao, đã có các báo cáo về động cơ vi mô, nhấn mạnh rằng toàn bộ lĩnh vực động cơ vi mô, do nhu cầu thị trường thúc đẩy, đang có tốc độ tăng trưởng nhanh chóng, đặc biệt là động cơ vi mô hiệu suất cao với kích thước nhỏ và mô-men xoắn cao. Động cơ cốc rỗng chỉ là một ví dụ về xu hướng này.
Theo báo cáo phân tích của Grand View Research, quy mô thị trường động cơ vi mô toàn cầu là 40,07 tỷ USD vào năm 2022. Nhu cầu thu nhỏ để đạt được thiết bị nhỏ gọn, hiệu suất cao đang thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng trong lĩnh vực động cơ vi mô, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm dự kiến là 6,2% trong 5 năm tới.
Bên cạnh robot hình người, lĩnh vực ô tô đang ngày càng tăng nhu cầu về động cơ vi mô hiệu suất cao. Lĩnh vực ô tô là thị trường động cơ vi mô lớn nhất vào năm 2022. Các hệ thống khác nhau trong ô tô, bao gồm khóa cửa, gương chiếu hậu, cửa sổ, ghế điện, quạt làm mát, máy bơm nước, cần gạt nước, cửa sổ trời, ly hợp, bình ngưng và vô lăng, tất cả đều yêu cầu động cơ nhỏ hơn và nhẹ hơn.
Động cơ vi mô ô tô hiệu suất cao cung cấp khả năng truyền động chính xác và đáng tin cậy ở kích thước nhỏ, đạt được khả năng kiểm soát chuyển động hiệu quả hơn, đảm bảo hiệu suất, an toàn và thoải mái của xe trong khi vẫn duy trì hiệu suất năng lượng cao. Ngoài ra, việc sử dụng động cơ vi mô hiệu suất cao trong các hệ thống an toàn như hệ thống chống bó cứng phanh cũng ngày càng gia tăng.
Hiệu suất cao Động cơ siêu nhỏ , ví dụ như động cơ cốc rỗng, giúp đạt được hiệu suất động cơ vượt trội trong khung nhỏ hơn. Trong tương lai, không chỉ động cơ cốc rỗng mà cả động cơ vi mô hiệu suất cao với kích thước nhỏ, phản hồi nhanh, khởi động-dừng chính xác và mô-men xoắn cao sẽ có nhiều ứng dụng hơn trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, thể hiện một hướng quan trọng để phát triển động cơ.
