Materiais avançados para robôs humanoides

Materiais avançados para robôs humanoides: uma visão geral abrangente.

Robôs humanoides requerem uma gama diversificada de materiais de alto desempenho para atingir funcionalidade, durabilidade e eficiência ideais. Abaixo, apresentamos uma análise detalhada dos principais materiais utilizados em diversos sistemas robóticos, juntamente com suas aplicações e benefícios.

1. Componentes Estruturais

Poliéter Éter Cetona (PEEK)
Com propriedades mecânicas excepcionais e resistência ao calor, o PEEK é a escolha ideal para rolamentos de juntas e componentes de articulação. Por exemplo, os da Tesla.Optimus Gen2utilizou PEEK para reduzir o peso por10 kgenquanto aumenta a velocidade de caminhada por30%.

Sulfeto de polifenileno (PPS)
Conhecido por sua excelente estabilidade dimensional e resistência química, o PPS é amplamente utilizado em engrenagens, rolamentos e peças de transmissão.Rolamentos PPS da Suzhou Napuredução da perda conjunta de energia por25%, enquantoMaterial PPS de Nanjing Julongcontribuiu para uma redução geral de peso de20-30%em sistemas robóticos.

2. Materiais do Sistema de Movimento

Polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP)
Devido à sua elevada relação resistência/peso, o CFRP (polímero reforçado com fibra de carbono) predomina nas estruturas de braços e pernas robóticas.Atlas da Boston DynamicsUtiliza CFRP nas pernas para realizar saltos de alta dificuldade, enquantoAndador da UnitreeAumenta a estabilidade com revestimento em CFRP.

Fibra de polietileno de ultra-alto peso molecular (UHMW-PE)
Com7 a 10 vezes a resistência do açoe somente1/8 do pesoO UHMW-PE é o material preferido para mãos robóticas acionadas por tendões.Fibras UHMW-PE de Nanshan Zhishangforam aplicadas com sucesso em múltiplos sistemas de mãos robóticas.

3. Sistemas eletrônicos e de sensores

Polímero de cristal líquido (LCP)
Graças às suas propriedades dielétricas superiores e estabilidade dimensional, o LCP é utilizado em conectores de sinal de alta frequência e componentes eletrônicos de precisão, como pode ser visto emH1 da Unitree.

Filmes de polidimetilsiloxano (PDMS) e poliimida (PI)
Esses materiais formam o núcleo depele eletrônica (e-skin).Sensores flexíveis à base de PDMS da Hanwei Technologyalcançar sensibilidade ultra-alta (detecção até0,1 kPa), enquantouSkin da XELA RoboticsUtiliza filmes PI para percepção ambiental multimodal.

4. Componentes externos e funcionais

Poliamida (PA, Nylon)
Com excelente usinabilidade e resistência mecânica, o PA é utilizado emNeo Gamma da 1X TechnologiesExterior em náilon trançado do robô.

Plástico de engenharia PC-ABS
Devido à sua excelente moldabilidade, o PC-ABS é o principal material paraCasco do robô NAO da SoftBank.

Elastômero termoplástico (TPE)
Combinando a elasticidade da borracha com a processabilidade do plástico, o TPE é ideal paraamortecimento bioinspirado para pele e articulaçõesEspera-se que seja utilizado na próxima geração.juntas flexíveis do robô Atlas.

Perspectivas Futuras

Com os avanços na robótica humanoide, a inovação em materiais desempenhará um papel fundamental no aprimoramento do seu desenvolvimento.durabilidade, eficiência energética e adaptabilidade semelhante à humanaMateriais emergentes, comoPolímeros autorreparáveis, ligas com memória de forma e compósitos à base de grafeno.pode revolucionar ainda mais o design de robôs.