Облегчение суставных модулей гуманоидных роботов более чем на 30% за счет замены металла на инженерные полимеры анонсировали Celanese и Vigor

Источник: Business Wire

Облегчение суставных модулей гуманоидных роботов более чем на 30% за счет замены металла на высокотехнологичные инженерные полимеры анонсировали химический концерн Celanese Corporation и производитель прецизионных зубчатых передач VIGOR Precision, подписавшие соглашение о стратегическом партнерстве в Шанхайском технологическом центре. О начале масштабного совместного проекта по созданию композитных шарниров нового поколения сообщили профильные издания Business Wire, Seeking Alpha и Robotics & Automation News.

Бурное развитие физического искусственного интеллекта и человекоподобной робототехники столкнулось с фундаментальным барьером материаловедения: избыточный вес традиционных металлических актуаторов и стальных зубчатых передач критически ограничивает динамику движений, полезную грузоподъемность и время автономной работы андроидов на одном заряде батареи.

В биомеханике двуногой ходьбы масса дистальных сочленений — лодыжек, коленей, локтей и запястий — экспоненциально увеличивает момент инерции конечностей. Это вынуждает конструкторов устанавливать более мощные и тяжелые электромоторы, увеличивать емкость аккумуляторов и усиливать несущий каркас, что порождает замкнутый круг утяжеления всей конструкции.

В рамках соглашения VIGOR Precision, обладающая более чем сорокалетним опытом проектирования высокоточных пластиковых редукторов с 1982 года, объединяет усилия с исследовательскими лабораториями Celanese для разработки специализированных полимерных компаундов, способных выдерживать экстремальные динамические нагрузки.

Главной технической целью партнерства заявлено снижение массы суставных узлов робота более чем на 30% при сохранении микронной кинематической точности и долговечности зацепления.

Химики Celanese разрабатывают рецептуры на основе модифицированного полиоксиметилена (POM Hostaform), полифениленсульфида (PPS Fortron) и полиэфирэфиркетона (PEEK), армированных углеродными и стеклянными микроволокнами с добавлением твердых антифрикционных присадок.

Инженерные термопласты нового поколения решают комплекс взаимосвязанных физических задач: обеспечивают высокую жесткость на кручение, температурную стабильность при нагреве от обмоток двигателей до 150 градусов Цельсия, эффект постоянного самосмазывания для снижения трения и шума, а также исключительную размерную точность при литье под давлением с допусками менее пяти микрометров.

Композитные зубчатые передачи, волновые генераторы и легкие корпуса приводов демонстрируют великолепную устойчивость к циклическим знакопеременным нагрузкам, предотвращая усталостное растрескивание при миллионах рабочих циклов.

Программа совместных испытаний включает трибологическое тестирование на износ в Шанхае в 2026 году, поставку опытных партий облегченных поворотных приводов ведущим мировым производителям роботов-гуманоидов в 2027 году и последующее развертывание крупносерийного производства.

Вице-президент Celanese по конструкционным материалам Тодд Эллиотт и генеральный директор VIGOR Хой-Сан Чан подчеркнули, что проект позволит внедрить «генетику передовых материалов» в прецизионное серийное производство компонентов для сервисных, складских и промышленных андроидов, открывая прямой путь к коммерческому масштабированию легких роботов, способных безопасно и эффективно взаимодействовать с человеком в реальных производственных и бытовых условиях. Внедрение передовых полимеров устраняет весовой тупик в проектировании антропоморфных машин, кардинально снижая общую массу подвижных сочленений и продлевая время непрерывной работы роботов на одном заряде аккумулятора. Создание облегченных шарниров станет ключевым катализатором для массового выхода андроидов на глобальный коммерческий рынок, делая человекоподобных роботов доступными для тысяч предприятий и ускоряя переход к безлюдному производству. Инновационные полимерные суставы закладывают надежную материаловедческую базу для создания сверхлегких, долговечных и высокоманевренных андроидов будущего поколения, радикально снижая энергозатраты на каждый шаг и взмах манипулятора робота.