Matériaux avancés pour robots humanoïdes

Matériaux avancés pour robots humanoïdes : un aperçu complet

Les robots humanoïdes nécessitent une gamme variée de matériaux haute performance pour atteindre une fonctionnalité, une durabilité et une efficacité optimales. Vous trouverez ci-dessous une analyse détaillée des principaux matériaux utilisés dans divers systèmes robotiques, ainsi que leurs applications et leurs avantages.

1. Composants structuraux

Polyéther éther cétone (PEEK)
Grâce à ses propriétés mécaniques exceptionnelles et à sa résistance à la chaleur, le PEEK est le choix idéal pour les paliers et les composants de liaison. Par exemple, chez Tesla…Optimus Gen2utilisation du PEEK pour réduire le poids par10 kgtout en augmentant la vitesse de marche par30%.

Sulfure de polyphénylène (PPS)
Reconnu pour son exceptionnelle stabilité dimensionnelle et sa résistance chimique, le PPS est largement utilisé dans les engrenages, les roulements et les pièces de transmission.Roulements PPS de Suzhou Napuréduction de la perte d'énergie articulaire par25%, alors queMatériel PPS de Nanjing Julongont contribué à une réduction de poids globale de20-30%dans les systèmes robotiques.

2. Matériaux du système de mouvement

Polymère renforcé de fibres de carbone (PRFC)
Grâce à son rapport résistance/poids élevé, le CFRP domine les structures de bras et de jambes robotiques.Atlas de Boston Dynamicsutilise du CFRP dans ses jambes pour effectuer des sauts de haute difficulté, tandis queWalker d'UnitreeAméliore la stabilité grâce à un boîtier en PRFC.

Fibre de polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire (UHMW-PE)
Avec7 à 10 fois la résistance de l'acieret seulement1/8 du poidsLe polyéthylène UHMW-PE est le matériau de choix pour les mains robotiques actionnées par tendons.Fibres UHMW-PE de Nanshan Zhishangont été appliquées avec succès dans de nombreux systèmes de mains robotisées.

3. Électronique et systèmes de détection

Polymère à cristaux liquides (LCP)
Grâce à ses propriétés diélectriques supérieures et à sa stabilité dimensionnelle, le LCP est utilisé dans les connecteurs de signaux haute fréquence et les composants électroniques de précision, comme on peut le voir dansH1 d'Unitree.

Films de polydiméthylsiloxane (PDMS) et de polyimide (PI)
Ces matériaux constituent le cœur depeau électronique (e-skin).Capteurs flexibles à base de PDMS de Hanwei Technologyatteindre une sensibilité ultra-élevée (détection jusqu'à0,1 kPa), alors queuSkin de XELA Roboticsutilise des films PI pour la perception environnementale multimodale.

4. Composants extérieurs et fonctionnels

Polyamide (PA, Nylon)
Grâce à son excellente usinabilité et à sa résistance mécanique, le PA est utilisé dansNeo Gamma de 1X TechnologiesRevêtement extérieur en nylon tissé du robot.

Plastique technique PC-ABS
Grâce à son excellente aptitude au moulage, le PC-ABS est le matériau principal pourLa coque robotique NAO de SoftBank.

Élastomère thermoplastique (TPE)
Alliant l'élasticité du caoutchouc à la transformabilité du plastique, le TPE est idéal pourcoussinets bio-inspirés pour la peau et les articulationsIl devrait être utilisé dans la prochaine génération.Les articulations flexibles du robot Atlas.

Perspectives d'avenir

À mesure que la robotique humanoïde progresse, l'innovation en matière de matériaux jouera un rôle essentiel dans son amélioration.durabilité, efficacité énergétique et adaptabilité quasi humaine. Les matériaux émergents tels quepolymères auto-réparateurs, alliages à mémoire de forme et composites à base de graphènepourrait révolutionner davantage la conception robotique.