在刚刚过去的 2025 年春晚舞台上,16 个宇树科技的 Unitree H1 机器人 “福兮” 与新疆艺术学院的演员们携手带来了一场令人惊艳的创意融合舞蹈《秧 BOT》,成功吸引了全国人民的目光,也在国际舞台上展示了我国前沿的机器人技术。
Unitree H1 作为全球首款能完成原地空翻的全尺寸电驱人形机器人,其搭载的 AI 驱动全身运动控制技术、高精度 3D 激光 SLAM 自主定位和导航等先进技术,让人形机器人的潜力再次被大众所关注。
近年来,随着生成式人工智能技术的飞速发展,人形机器人产业也迎来了前所未有的发展机遇。华为、小米、腾讯、特斯拉、宇树科技等国内外科技巨头纷纷布局人形机器人赛道,推动了产业的快速发展。据行业分析报告显示,2023年我国人形机器人产业规模已增长至39.1亿元,同比增长高达85.7%。预计2025年人形机器人产业将持续高速增长,到2026年,中国人形机器人产业规模有望突破200亿元大关。
新材料:人形机器人的关键支撑 在人形机器人的制造过程中,材料的选择至关重要。为了满足防腐、耐热、绝缘、轻量化、环保等要求,科研人员们不断探索和创新,以满足外壳、脊椎、臂部、腿部等不同场景的应用: 1. 聚醚醚酮(PEEK): 特斯拉Optimus-Gen2二代人形机器人在不牺牲性能的情况下减重10公斤,并加快行走速度30%,其秘诀之一就是采用了PEEK材料。这种材料具有优异的力学性能和耐化学腐蚀性,是人形机器人生产制造的重要原材料之一。
2. 聚酰胺(PA): 法国Ensta ParisTech公司和Flowers Lab公司设计的机器人Poppy采用了选择性烧结(SLS)工艺3D打印而成,其主要材料就是聚酰胺(PA)。这种材料具有良好的机械性能和加工性能,适用于复杂结构的制造。
3. PC/ABS: 软银集团推出的人形机器人NAO主要材料为聚碳酸酯-ABS塑料。这种材料结合了聚碳酸酯的透明性和耐冲击性以及ABS的强度和加工性,广泛应用于电子电器、汽车、航空航天等领域。
科思创生产的模克隆®聚碳酸酯和拜本兰®(PC+ABS; PC+ASA 共混料)树脂也是人形机器人制造的优质材料选择。
4. 聚苯硫醚(PPS) 中科兴业推出的PPS材料在人形机器人领域也备受关注。相较金属或陶瓷材料而言,PPS高分子复合材料减重可达60%,综合成本更低。同时,它还具有良好的耐温性、电绝缘性、自阻燃以及耐磨性等性能,适用于各种要求的智能机器人应用。 应用领域:人体外骨骼(连接件、护板、动力中心壳体等)、齿轮、轴承件。
5. 液晶聚合物(LCP): 人形机器人的关节数量众多,每一个关节都需要一台伺服电机来驱动。因此,伺服电机是人形机器人的主要核心零部件之一。在伺服电机的连接器等电子元器件中,广泛使用了特种工程塑料——LCP材料。LCP具有流动性好、尺寸稳定性好、耐高温、高频介电稳定性等优异性能,是微型电机、高频信号连接器的最佳材料选择之一。
6. 碳纤维复合材料: 作为一种轻且坚固的材料,碳纤维复合材料在人形机器人领域得到了广泛应用。它不仅能够减轻机器人的重量,还能提高机器人的强度和刚度。 长纤维增强材料机械臂
7. 有机硅 有机硅具有柔软亲肤、耐高低温、耐辐射、无毒无味等特点,在柔性电子器件、柔性机器人等领域具有广阔的应用前景。软体机器人的手部通常需要能够执行精细的操作,同时与人类安全互动,有机硅的柔韧性、透明性和生物相容性正好满足了这一需求。
8. 热塑性弹性体(TPE): TPE具备绝缘性好、材质轻、可回收利用等应用特点,且具有独特的软弹肉感和温感性能,是较主流的仿生皮肤材料。目前市面上已有不少商家使用TPE材料生产仿生机器人的外壳皮肤以及机器人手臂中的抗扭曲低压电力电缆。
随着科技的进步和人们对智能化生活的需求不断增加,人形机器人产业将迎来更加广阔的发展前景。而这些新材料的应用,将为人形机器人的发展注入新的活力。未来,我们期待看到更多创新的人形机器人产品问世,为我们的生活带来更多便利和惊喜!