- 建造人形機器人需要人工智能、驅動器及電池技術的進步。
- 人形機器人能在現有環境中靈活運動，執行多種任務。
- 先進的感知和計算能力對人形機器人安全至關重要。
- 商業人形機器人市場正在快速擴張，支持技術日益重要。
隨著人工智能、驅動器、傳感器及電池技術的進步，建造人形機器人變得愈加可行。ROBO Global Robotics and Automation Index 最新發布的指南概述了所需的核心技術，將其分為三個主要系統：機器人的「大腦」、「身體」和「能源」來源。該指南解釋了人工智能處理器、攝像頭、精密驅動器及下一代固態電池如何協同工作，以實現類似人類的運動、感知及自主性。
此外，它還強調了人形機器人市場的快速增長，新的商業模型及支持技術為開發者、製造商及投資者擴展了機會。
人形機器人的核心技術
根據 ROBO 發布的新指南，人工智能、機器人硬件及電池技術的進步使得建造人形機器人愈加可行。該指南概述了創建人形機器人所需的基本技術，將系統描述為三個核心元素：「大腦」、「身體」和「能源」來源。報告指出，人形機器人的最大優勢在於其類似人類的形態。由於它們的設計與人類的基本結構相同，因而可以在為人類建造的環境中靈活移動，並在不需要進行大規模基礎設施變更的情況下，使用現有的工具和設備。
這使得它們能夠執行廣泛的任務，從家務如裝載洗碗機到整理房間，到工業工作如物料搬運和工廠組裝。
為了能夠安全地與人類共事，人形機器人需要先進的感知和計算能力。它們的「大腦」結合了攝像頭、激光雷達傳感器及觸覺傳感器的陣列，持續收集周圍環境的信息。攝像頭和激光雷達生成詳細的三維地圖，幫助機器人避開障礙，而機器手中的觸覺傳感器則使其在處理從重型鍋具到精緻玻璃器皿的物品時，能夠調整握力。處理這大量的傳感器數據需要強大的板上計算能力。專用的人工智能處理器實時分析信息，使機器人能夠識別物體、規劃動作、保持平衡，並迅速對環境變化作出反應。
這些晶片實質上充當了機器人的中樞神經系統，協調感知、決策和運動。
電源與驅動技術的挑戰
該指南還強調了先進驅動器的重要性，它們充當機器人的肌肉和關節。現代人形機器人通常將旋轉驅動器與線性驅動器結合，以模擬人類肌肉的推拉動作。許多機器關節還採用緊湊的高扭矩齒輪系統，例如和諧驅動，這使得其能夠進行精確、穩定的運動，同時在不過度振動的情況下支撐重物。電源仍然是人形機器人的一大工程挑戰。由於更大的電池會增加機器人的重量和能耗，製造商正在尋求提高效率的方法，而不僅僅是增加電池的尺寸。
根據報告，許多下一代人形機器人正在設計為能夠自動充電，甚至更換自己的電池組。
開發者還在探索固態電池，這種電池通過用固體材料取代易燃的液體電解質，承諾提供更高的能量密度及改進的安全性。指南指出，商業人形機器人市場正在快速擴張，全球有數十個新的模型進入開發階段。隨著人形機器人逐漸接近在家庭、工廠、倉庫及服務行業的廣泛應用，報告建議，支持這些技術的更廣泛供應鏈預計將在機器人行業的增長中發揮日益重要的作用。
人形機器人市場的潛力與挑戰
隨著技術的進步，人形機器人正逐漸成為現實，並在多個領域展現出應用潛力。其設計使其能夠在不改變現有基礎設施的情況下，靈活地執行各種任務。然而，電源和驅動技術仍然是主要挑戰，尤其是在提高效率和減少重量方面。固態電池的探索可能是解決這些問題的一個方向，這將有助於推動市場的進一步擴展。