«Актуаторы — жемчужина в короне движущих частей робота, — говорит Джонатан Айткен из Университета Шеффилда. — Тот, кто наладит их производство, станет дороже, чем TSMC. Но сейчас их разработкой не занимается почти никто».
Планетарные роликовые винты становятся ключевым — и очень дорогим — элементом следующего поколения роботов. Tesla хвастается новыми дизайнами, Китай спешит взять их производство под контроль, а большинство людей даже не знает, из-за чего весь сыр-бор.
Тем временем революция в области гуманоидной робототехники уже на пороге. Экспериментальные модели работают плечом к плечу с людьми на разных фабриках по всему миру, а разработчики ИИ создают новые фундаментальные архитектуры, чтобы роботы могли ориентироваться в пространстве так же свободно, как человек.
Но каким бы ни был умным «мозг» такого робота, без «скелета» ему никуда. А этот скелет состоит из множества механических компонентов. Кроме подшипников, моторов и шестерёнок, в каждом гуманоиде должны стоять десятки (лучше — сотни) специальных винтов, которые превращают вращательное движение мотора в поступательное, позволяя пальцам двигаться, а ногам ходить.
До недавнего времени в роботах в основном использовалась гидравлика или шариковые винты, в которых по резьбе между гайкой и валом циркулируют стальные шарики. Но сейчас им на смену приходит намного более мощный и выносливый компонент — планетарный роликовый винт (planetary roller screw, PRV). Исследователи Morgan Stanley в отчёте за февраль 2025 года предсказывают, что «со временем планетарные роликовые винты будут использоваться в большинстве гуманоидных роботов, составляя основу новой индустрии».
Работа механизма PRV
Почему они важны?
Актуаторы, электрические линейные приводы, — основная система для движения любого робота. Можно сказать, что робот — это не более чем ПК с движущимися частями. Или, другими словами, гуманоидный робот сейчас — это ПК с актуаторами и датчиками.
Первые роликовые винты начали использоваться для создания линейного движения ещё в 1942 году. Они изредка применялись в хирургических аппаратах и системах развертывания спутников, а потом, чуть чаще, — в электромобилях. Видимо, оттуда их для своих роботов позаимствовала Tesla, которая сейчас становится одним из главных дизайнеров новых актуаторов, планетарных винтов.
Преимущество таких механизмов — высокая точность. Они могут в любой момент прекратить вращение, продвинувшись вперёд ровно на нужное число миллиметров. К тому же эти винты способны выдерживать огромные нагрузки и служат дольше. Это критически важно, ведь роботы в идеале должны будут работать годами в условиях интенсивного износа (= ежечасной ходьбы, постоянного разгибания рук и ног).
За пределами медицины и космоса о планетарных винтах ещё недавно толком никто не знал. В 2024 году объем их рынка составил $1,8 млрд. Но уже в 2025-м, ожидается, он достигнет $11,24 млрд (рост — 525%). А ещё через несколько лет — больше $30 млрд. По словам Джека Ли, менеджера китайской компании Nanjing Process Equipment, мировой рынок этих винтов в следующее десятилетие будет расти минимум по 30% в год.
Актуаторы уже называют «жемчужиной в короне движущих систем робота». Так, например, говорит Джонатан Айткен, эксперт по робототехнике из Университета Шеффилда:
Они отличаются высокой точностью, поскольку эффективно преобразуют вращательное движение в линейное с минимальными погрешностями. Традиционно линейные приводы не подходят для высоких нагрузок, а вращательные — для точности движений. А здесь мы получаем одновременно и мощность, и точность. Лучшее из обоих миров.
Прочность и долговечность в сравнении с другими механизмами, высокая грузоподъемность (в 3-5 раз выше, чем у шарико-винтовых пар), долгий срок службы (в среднем в 15 раз выше, чем у обычных винтов), высокая эффективность (PRV полностью преобразует мощность двигателя в линейное движение). В чём же тогда минус?
Понятно, цена.
Производство актуаторов требует высокой точности и редких инженерных навыков, которыми пока обладают лишь очень немногие компании в мире: Tesla, Figure AI, Agility Robotics, 1X и несколько китайских производителей гуманоидных роботов.
По словам Скотта Уолтера, ведущего специалиста по дизайну роботов и технического советника Visual Components: «На каждый гуманоид уходит 40 и более актуаторов. А это значит, что спрос огромен. Но никто не рискует его удовлетворить, потому что никто не знает, какие дизайны приживутся».
Самым заметным для публики здесь стал пример Tesla Optimus. Собственно, они и вывели «планетарные роликовые винты» снова в мейнстрим. Модель прошлого поколения (прототип был представлен в 2022 году) у них содержала 28 подвижных суставов. Из них 14 были актуаторами шести разных типов (три линейных и три поворотных).
Большинство линейных актуаторов (8 штук) сидели в ноге робота. Они очень специфичны, каждая заточена под свою задачу. Но в целом механизм способен выдерживать огромный вес:
У таких винтов много ограничений. Они имеют определенную роль и не будут особо полезны для любого другого применения, кроме гуманоидных ног. К тому же они могут двигаться всего на 5-10 сантиметров. Но при этом поднимают до 500-700 килограмм и не тратят на это много энергии.
Зачем этим винтикам поднимать настолько большой вес? Дело в том, что робот пока что всё-таки композитно-металлический. Актуатор должен двигать не только его, но и всё то, что этот робот (потенциально) несёт. А главное — сила, передаваемая механизмом, уменьшается при передаче через сустав из-за действия рычажного плеча. 500 кг на выходе из актуатора превращаются в 250 кг отталкивания стопы.
Наше тело, развивавшиеся миллионы лет, научилось эффективно передавать энергию с мышцами ног, но заставить линейный актуатор делать то же самое — непростая задача. Поэтому тот, кто сможет сделать по-настоящему выгодный планетарный винт — должен озолотиться.
Видео от Tesla: команда разработки линейных актуаторов для ботов Optimus
Tesla говорит, что хочет выпустить своего бота в розницу по $20 000 за штуку. Это очень сложная задача для устройства, которому нужно минимум 28 приводов, мощный ПК, множество датчиков и аккумуляторная батарея, чтобы продержаться больше пары часов. Плюс ещё крепкий скелет, способный удерживать всё это вместе. Но если планетарными винтами займутся так же, как в своё время занялись чипами для ПК, на самом деле цена может стать вполне реальной.
Проблема Boston Dynamics
Когда на сцену в 2022-м кое-как, косо-криво, выбрался первый Tesla Optimus, многие тут же сравнили его походку с плавными и даже грациозными движениями роботов Boston Dynamics. Они уже умеют танцевать, делать паркур, бегать по ступеням и самостоятельно возвращать равновесие после толчков.
На первый взгляд было очевидно, что Boston Dynamics далеко впереди. Медленные движения Optimus высмеивали по всему интернету.
Но последнее слово тут было за Tesla. Потому что в нём стояли актуаторы, а не гидравлические системы. В итоге хотя Atlas был более грациозен и показывал большую мощность, он также был куда менее надежен, склонен к гидравлическим утечкам, имел меньший КПД, а главное — стоил в десятки раз дороже. Сервоклапаны в его гидравлических системах были чересчур дорогими и не подходили для массового производства.
Собственно, лучше всех об этом тогда написал юзер /u/Roman328, просто приведу тут его комментарий:
«В Атласе гидравлика и очень низкий КПД приводов. Для стабильности робота необходимо быстродействие, чего сложно достичь с гидравликой без ухудшения других параметров. Оптимус же — электромеханический. Такие приводы легче и эффективнее. Но тут свои минусы — вместо одного компрессора много двигателей в каждом суставе, сложность управления».
На самом деле преимуществ у планетарных роликовых винтов перед гидравликой даже больше. В том числе:
Компактность и сравнительная простота. Не нужны насосы, шланги и резервуары.
Энергоэффективность: энергия расходуется только при движении, а гидравлика требует ПОСТОЯННОЙ работы насосов, даже чтобы просто стоять.
Точность (не зря до роботов и электромашин эти актуаторы применялись в хирургических операциях).
Меньше техобслуживания — не нужно менять масло, устранять утечки и так далее. Таких роботов можно поставить на фабрику или в виде услуги в доме престарелых и забыть о них.
Безопасность: гидросистема под высоким давлением — неприятная штука. Электропривод безопаснее и чище.
Меньшая сила, скорость и прочность не слишком важны в антропоморфных роботах, которые всё равно будут прочнее человеческого тела. Единственный значимый минус по сравнению с гидравликой — выделение тепла. При высоких нагрузках система может перегреваться и навредить человеку, который её коснется. Но в целом механизм всё равно получается безопаснее, энергоэффективнее, а главное — дешевле. Если Optimus хотели продавать за $20 000, то стоимость Atlas оценивали в $500 тысяч — $1 миллион.
Поэтому в прошлом году сама Boston Dynamics завершила свой проект с гидравликой. И выкатила новую версию Atlas — куда более простую и не такую элегантную в движениях (ха-ха!), зато с электроприводами. Старый Atlas, выполнявший акробатические трюки и прыгавший выше своей головы, незаметно ушел в прошлое. На том же ютуб-канале компании теперь только новый, медленный и аккуратный робот полностью на планетарных винтах:
Ни один из современных роботов Boston Dynamics больше не использует гидравлику — ни Spot, ни Stretch, ни Handle. Компания работала над этой технологией с 2005 года, почти 20 лет, но в прошлом году полностью (и без заметных фанфар) перешла на актуаторы.
Сейчас снижение цены этих мелких деталей — единственное, что стоит между текущей ситуацией и гуманоидным роботом в каждом доме (который того захочет, по цене автомобиля).
Гонка века
Аналитики J.P. Morgan подсчитали: поворотные и линейные актуаторы составляют примерно треть всей себестоимости гуманоидного робота. Один планетарный роликовый винт сейчас стоит от 1350 до 2700 долларов. Как говорит тот же Скотт Уолтер, было бы логично использовать такие механизмы почти во всех соединениях робота, сейчас это попросту слишком дорого. Из-за этого боты и кажутся какими-то «недоделанными»: подвижных механизмов в них сейчас в разы меньше от необходимого.
Чем более мелкую и кропотливую работу должен будет делать гуманоид — тем больше подобных суставов ему, конечно, потребуется. Optimus сейчас кое-как справляется с 8 актуаторами в ноге, пусть и двигается косо и криво. Но человеческая рука с её пальцами содержит в общей сложности 21 (!) активную степень свободы (это не считая ещё 2 активных и 4 пассивных степеней свободы в запястье). При современных технологиях невозможно разместить 21 привод в роботизированной ладони, да ещё и в прямом контакте друг с другом.
Существует два технических подхода к решению задачи создания ловкой роботизированной руки.
Первый — использовать меньшее число приводов, но сделать каждый из них намного более гибким и универсальным.
Второй — переместить сервоприводы из кисти в предплечье и управлять движением пальцев с помощью кабелей. Этот метод используется, например, в руке Gaitech Shadow. Правда, в ней всего три пальца, и она намного больше обычной человеческой руки. Из других недостатков — со временем сильно снижается точность из-за износа кабелей, а сами приводы получаются слишком сложными и хрупкими, что ограничивает практическое применение таких систем. В лаборатории и стерильных условиях они смотрятся красиво, в реальной жизни — быстро выходят из строя.
Рука Tesla реализует компромисс между этими двумя подходами. В ней установлено 6 приводов:
– Большой палец управляется двумя актуаторами — один отвечает за сгибание, другой за боковое движение.
– Остальные пальцы контролируются каждым своим простым сервоприводом. Все эти приводы работают через обычные зубчато-винтовые механизмы, как и линейные актуаторы в ногах робота, что позволяет фиксировать положение без подачи энергии и экономить заряд батареи.
Для гибкости и внешней эстетики Тесла пока использует механическую кабельную передачу в пальцах. Но это — временный компромисс, обусловленный быстрыми сроками разработки. В будущем ожидается её доработка, в идеале — переход всех пальцев на планетарные винты, если они станут дешевле и мельче.
Для ног даже текущие модели подходят хорошо. Но дальше нужны руки, фаланги пальцев, в идеале — даже губы, глаза, мышцы лица.
Возможно, именно в создании меньших по размеру и более энергоэффективных актуаторов и будет заключаться следующая гонка технологий. Мы почти достигли физического предела в производстве микрочипов: транзисторы размером 2 нанометра уже, по сути, реальность, над ними активно работают TSMC и Samsung, а создание чипов размером меньше 1 нм находится близко к пределам теоретической физики. Но где находится предел размеров (и мощности) PRV — пока не знает никто.
В отличие от компьютерных чипов, сейчас в этой гонке технологий уверенно лидирует Поднебесная. «Благодаря дроновой индустрии в Китае уже есть развитая база производителей миниатюрных актуаторов, — говорит Скотт Уолтер. — Их технологии были достаточно близки, чтобы адаптироваться под роботов».
Китайские компании сейчас активно в это инвестируют. Например, в октябре 2024 года Shanghai Beite Technology, ранее производившая автозапчасти, вложила $260 миллионов в строительство завода по производству планетарных винтов.
Для Запада это тревожный сигнал: если не создать собственную цепочку поставок, зависимость от Китая может серьёзно замедлить развитие индустрии. Особенно с учётом новых американских тарифов и торговой войны. Сейчас даже винты для Tesla делаются в Китае, чтобы потом их поставили в робота в США. Выпуск точных PRV за пределами Китая практически отсутствует.
Есть и другая проблема: цепочка поставок пока не сформирована, потому что индустрия фактически только рождается. И нет понимания, насколько масштабной она в итоге может стать. Если антропоморфные роботы будут прибыльны и актуальны, хорошо бы закладывать под актуаторы уже с десяток супер-прогрессивных заводов. А если нет — то это будет пустая трата денег. И как именно лучше производить винты, какие именно версии из десятков, существующих сейчас в разных прототипах?
Пока не найдутся ответы на эти вопросы, а стоимость планетарных винтов не упадет кратно, — глобальную революцию роботов, видимо, придется отложить.
Эх, а ведь в «Терминаторе 1» и «Терминаторе 2» роботы телепортировались назад во времени как раз из 2029 года...
Тем, кто ждёт прихода наших механических оверлордов, остается надеяться на одно. Всё может измениться, если тут произойдет та же история, что и с чипами. И стоимость актуаторов за пару лет снизится в разы. Это сделает массовый выпуск роботов-гуманоидов довольно простым и экономически выгодным делом, вопросом всего лишь мощного компьютера, датчиков и прошивки. Это позволит поставить их почти в каждый дом — как это раньше уже произошло с телевизорами, смартфонами и авто.
НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:
-15% на заказ любого VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS.
Комментарии (61)
HardWrMan
14.05.2025 07:43В промовидео самые крупные из новых актуаторов способны с легкостью поднимать пианино
Но позвольте, на картинке же целый рояль!
kisaa
14.05.2025 07:43Всё может измениться, если тут произойдет та же история, что и с чипами.
Билл Гейтс когда-то сказал: "Если бы автомобиль прогрессировал так же быстро, как компьютер, "Роллс-Ройс" стоил бы сейчас меньше доллара, а на литре бензина можно было бы проехать тысячу километров". Кажется, к робототехнике это тоже относится.
Wolframium13
14.05.2025 07:43Ну не Роллс-Ройс, а Форд-Т. Всёж какая-нибудь видюха 50-й серии стоит не 10 центов.
vk6677
14.05.2025 07:43Если бы автомобили развивались, как компьютеры, ваш автомобиль время от времени ни с того ни с сего останавливался бы на шоссе, а чтобы опять его завести, надо было бы выйти из него и снова зайти.
При появлении новой модели водителям приходилось бы переучиваться, так как у нее все органы управления действуют по-другому.
Все сигнальные лампочки, предупреждающие о перегреве, разряде аккумулятора и других неисправностях, заменила бы одна лампочка с надписью "Общая ошибка приложений".
При нажатии на тормоз автомобиль спрашивал бы: "Вы действительно хотите затормозить? Да, нет, отмена".
Чтобы выключить мотор, приходилось бы нажимать на кнопку "Пуск".
AVX
14.05.2025 07:43А сейчас с кнопкой пуск в машинах не так разве? Вроде ей одной запускают и глушат мотор. Или две кнопки делают, с отдельной для остановки мотора?
Да, описание как раз того, что уже сейчас делают - убирают индикаторы, кнопки и элементы управления, заменив на сенсорные экраны (где всë описанное вполне может быть). Хорошо, что некоторые производители вроде одумались и стали возвращать физические кнопки.
HardWrMan
14.05.2025 07:43Технически, она называется "Start/Stop". А в шутке выше имелось в виду кнопка "Пуск", потому что стереотипно если описываются глюки или нелогичные решения гуя то в 98% имеют в виду виндовс.
event1
14.05.2025 07:43Зачем вообще нужны антропоморфные роботы? В мире миллионы полезных роботов, как в домах, так и на производстве и не один из них не похож на человека. Потому что человек универсален, а роботов делают под конкретную задачу для достижения максимальной эффективности. "Робот в дом по цене автомобиля" — самая большая глупость, что мне приходилось слышать. Сделайте, робота, который будет посуду в посудомойку складывать, но за косарь (а лучше, за полкосаря). И второго, который бельё рассортирует по типам и цветам перед стиркой. Такие завоюют мир, как роботы-пылесосы до них. А это двуногое недоразумение годится только для хайпожорских роликов на трубе.
randomsimplenumber
14.05.2025 07:43Зачем вообще нужны антропоморфные роботы?
карго культ, сэр. им кажется, что так робот автоматически станет универсальным.
codavr
14.05.2025 07:43В человеческих домах нет мобильных универсальных роботов именно потому, что дома сделаны для человека. Чтобы роботу было удобно в них находиться, он должен быть антропоморфным. Всё просто.
Роботы-пылесосы не выполняют своих функций из-за множества причин. Собрать разбросанные детьми игрушки они не в состоянии.
event1
14.05.2025 07:43В человеческих домах нет мобильных универсальных роботов именно потому, что дома сделаны для человека
Заводские цеха сделаны для роботов. Но там тоже нет мобильных универсальных роботов.
Чтобы роботу было удобно в них находиться, он должен быть антропоморфным
Велика гора Фудзи,
Но, ей не сравниться,
С болтом, что я клал,
На удобство нахождения,
Роботов в моём домеРоботы-пылесосы не выполняют своих функций из-за множества причин.
Мои прекрасно выполняют
Собрать разбросанные детьми игрушки они не в состоянии.
Во-первых, он называется "робот-пылесос", а не "робот-сборщик игрушек". Во-вторых, собирать разбросанные детьми игрушки должны сами дети. В-третьих, в этом году представили первого робота-пылесоса с рукой. Так что ваше заявление, очевидно, утратит актуальность в ближайшие годы.
codavr
14.05.2025 07:43Очень рад за вас с болтом, но пылесос с рукой, а затем с ногой - всего лишь переходная форма к антропоморфному роботу с обычным пылесосом.
randomsimplenumber
14.05.2025 07:43Антропоморфному человеку пылесос только мешает. В одной руке щётка пылесоса, 2 руки чтобы двигать то что мешает пылесосить, и ещё одна чтобы таскать за собой пылесос. О. нужно 2
рабаантропоморфных робота ! ;)codavr
14.05.2025 07:43У вас есть лучшее решение?
Я приделал компрессор пылесоса к стене, удлинил шланг и таскаю только шланг, он полегче. А также убрал выходной фильтр после циклона и выход вывел на улицу - там мелкая пыль никому не мешает. Фильтры мыть/менять не нужно. Почему это до сих пор не стало популярным решением, мне непонятно.
randomsimplenumber
14.05.2025 07:43Этому решению лет 150. Только компрессор в подвале и по дому разведены вакуумные трубы. Подключается шланг в любой комнате, можно пылесосить.
Почему не используется? Элементарно. Экономия времени - 0. Все те же движения что с пылесосом, но без пылесоса. Привязка к вакуумным розеткам - нужен длииинный шланг. И дополнительные коммуникации.
HardWrMan
14.05.2025 07:43Кстати, вполне рабочее решение в крупных отелях Америки. Там ещё и центральный климат-контроль дополнительно работает так же: одна мощная градильня на чердаке и трубопроводы, по которым любит лазить Брюска наш Выллес.
HardWrMan
14.05.2025 07:43Интересный концепт вы придумали... Антропоморфный робот таскает руками мешающую пылесосить мебель, а пылесосит он, ну, короче такое кино определённо будет популярно на оранжевом ютубе!
Apxuej
14.05.2025 07:43Роботы-пылесосы не выполняют своих функций из-за множества причин. Собрать разбросанные детьми игрушки они не в состоянии.
Вы не поверите.
4chemist
14.05.2025 07:43Максимальная эффективность работы робота (добавленной стоимости которую создает робот), изготовленного под конкретную задачу, со временем падает. Рынок затоваривается продуктом, появляются конкуренты, устаревает продукт, появляется революционный продукт взамен. Робот мог бы еще десятилетия точить товар, но товар больше никому не нужен, нужен товар+1. А приходится отправлять робота во вторсырье. Продолжать эксплуатацию робота дороже чем утилизировать.
Тесла и Бостон Динамик пытаются расширить универсальность роботов, оторвать прибитую станину робота от земли. Завтра такой робот разгружает мешки с сахаром, послезавтра -фасует песок из мешка по пакетам, а через неделю - идет брать пробу кориума в активную зону разрушенной Фукусимы. Можно отправить на разминирование лесополосы.
event1
14.05.2025 07:43Максимальная эффективность работы робота (добавленной стоимости которую создает робот), изготовленного под конкретную задачу, со временем падает.
По-этому у промышленных роборук есть съёмные головки. Так же как и у станков с ЧПУ и у всех остальных промышленных систем. Настоящие компании, делающие настоящих полезных роботов прекрасно знают как и куда развивать свои продукты.
Тесла и Бостон Динамик пытаются расширить универсальность роботов, оторвать прибитую станину робота от земли
Но почему-то вместо вполне очевидных колёс, приделывают ему ноги. Он по деревьям будет лазать, что ли? Или, может, ему нужно, и ходить, и плавать?
Завтра такой робот разгружает мешки с сахаром,
Полчаса, пока батарейка не сядет
послезавтра -фасует песок из мешка по пакетам,
Интересно, как же это сейчас происходит? Ах да, промышленная линия прекрасно с этим справляется без всяких теслов и даже бостон динамиксов.
а через неделю - идет брать пробу кориума в активную зону разрушенной Фукусимы. Можно отправить на разминирование лесополосы.
Для этих важных задач уже существуют и применяются роботы. И знаете, что удивительно? И те, и другие не имеют не единой ноги, а имеют много колёс. Странно, почему инженеры, производящие реальные продукты, "отрывают станину от земли" и ставят её на колёса, а хайпожоры — копируют человека и животных?
4chemist
14.05.2025 07:43Есть целое протестное движение против прогресса и машин в частности, называется луддизм.
По вашей логике: Зачем нам смартфоны если есть 1. кнопочные телефоны чтобы звонить, 2. кассетные плееры чтобы музыку слушать, 3. фотокамеры чтобы фото делать, 4. видеокамеры чтобы видео записывать, 5. диктофоны чтобы голос записывать, 6. фонарики чтобы подсвечивать в темноте, и т.д. ... И, да, там у каждого устройства своя батарейка, а у смартфона через полчаса она сядет. /s
event1
14.05.2025 07:43Отнюдь. По моей логике, домашний робот должен быть
колёсным. Потому что пол дома плоский
автономным. Работать от батарейки хотя бы целый день
полезным. То есть уметь что-то из того на что я трачу дома время сам
Поскольку, после того, как робот-пылесос порешал за уборку, самая трудоёмкая задача — это сортировка белья для стирки, то домашний робот должен быть в состоянии сортировать бельё. Но как может робот на батарейке и двух ногах сортировать бельё, если этого не может робот без ног и от сети? Очевидно, прежде чем ставить робота на ноги и батарейку, надо решить задачу с целевой проблемой.
Или, возвращаясь к вашему примеру, прежде чем появились телефоны со всеми упомянутыми функциями, функции были разработаны и доведены до товарного вида независимо, а потом, уже готовые, засунулись в телефон. Если бы кто-то в 70-х предложил добавить плеер в мобильный телефон, окружающие бы справедливо покрутили у виска.
HardWrMan
14.05.2025 07:43Отнюдь. По моей логике, домашний робот должен быть
Помним, помним!
event1
14.05.2025 07:43А сейчас бы написали "калужский Илон Маск".
HardWrMan
14.05.2025 07:43И даже была статья на Хабре 11 лет назад: https://habr.com/ru/articles/238479/
Wolframium13
14.05.2025 07:43Каждый из этих приборов делает свою задачу лучше смартфона. Думаю, про это речь.
HardWrMan
14.05.2025 07:43Ну тут же естественное: специализированное устройство решает свою задачу явно эффективнее (по всем параметрам), чем многофункциональный комбайн.
IlyaSE
14.05.2025 07:43Я всю свою карьеру занимаюсь подобными актуаторами, поступательного действия (для авиации) . Если коротко - передача винт - гайка (как обычный домкрат) - очень дёшево, массово, ресурс небольшой, кпд низкий, грузоподьемность невелика относительно остальных. Шарико винтовые передачи - следующий шаг, долговечность грузоподьемность гораздо больше, в производстве сложнее. Ролико винтовые передачи - на порядок сложнее изготовление и сборка, там требования к точности и таердости очень высоки. Но и соответственно ресурс, грузоподьемность итд лучше, но вся загвоздка в изготовлении.. Их ещё на конкорды ставили, уже 60 лет прошло, но массового применения особо не нашло. Привода с ним делают exlar, ещё всякие изготовители есть, но не сказать что массово. У нас на бывшем заводе автоваза их делали, потом его закрыли, сейчас несколько контор делает в небольшом количестве..
fivlabor
14.05.2025 07:43управлять движением пальцев с помощью кабелей
Трос, наверное? Кабель это электричество.
Вообще, статью бы отдать вычитать корректору. Тяжело воспринимается этот сгенерированный текст.
Oncenweek
14.05.2025 07:43Интересно: в большинстве современных конструкций ходячих роботов (гуманоидов и собак), включая электро-Атласа, используются моторы с большим моментом и редукторы с небольшим передаточным числом, что позволяет конечностям "пружинить" за счет торможения моторами во время их обратного хода. А тут винтовая передача, которая сама по себе хоть и может быть backdrawable, но передаточное число ее слишком велико, чтоб она "пружинила" на моторах, и робот получится деревянным инвалидом, как старые Asimo. Что и было видно на первых версиях тесла-ботов. Как они решают эту проблему?
drWhy
14.05.2025 07:43Плюс низкая скорость и невозможность производить резкие движения. И да, запасать в них энергию.
ManPavel
14.05.2025 07:43
"Безумие, что Fast Company опубликовала эту статью.
Упоминается, что Figure использует это, и это совершенно не так.
Винт, который они упоминают, используется для линейных приводов, которые, скорее всего, не используются для большинства всех производителей гуманоидных роботов" Brett Adcock, основатель Figure
Источник: https://x.com/adcock_brett/status/1912533696458158140?t=N1jS0YRCgKR6JmgeLtXA2Q&s=19
ManPavel
14.05.2025 07:43Комментарий под постом Бретта по поводу источника этой публикации:
"Именно так - планетарные роликовые винты впечатляют, но называть их драйвером бума гуманоидных роботов - это натяжка.
Большинство ведущих игроков (Figure, Tesla, 1X и т. д.) используют смесь специализированных приводов, роторных двигателей и датчиков крутящего момента - а не линейные приводы в каждом суставе.
Это все равно что назвать одну шестеренку "двигателем" автомобиля".
"Exactly — planetary roller screws are impressive, but calling them the driver of the humanoid robot boom is a stretch.
Most top players (Figure, Tesla, 1X, etc.) are using a mix of custom actuators, rotary motors, and torque sensors — not linear actuators in every joint.
This feels like calling one gear “the engine” of a car"
programania
14.05.2025 07:43А есть ли роботы, ходящие на прямых ногах как человек?
Конечно, для человека это важно, чтобы не напрягать мышцы, когда на ноге вес тела,
а для робота всё равно, но выглядит не эстетично и комично.
Возможно, роботу нужно добавить ещё шарниров, иначе при ходьбе на прямых ногах
его корпус будет подпрыгивать и качаться взад-вперёд.
Ведь человек может ходить на прямых ногах и держать корпус неподвижно как китайцы на параде, потому что у него гибкий позвоночник и бёдра и таз могут двигаться во все стороны.
Поэтому, чем точней движения робота будут имитировать движения человека, тем точней его механизм должен имитировать скелет со всеми шаровыми суставами, прокладками и мышцами.
С суставами проблем нет, а для имитации мышц нужен или гидроцилиндр или линейный привод.
25352
14.05.2025 07:43Для "имитации мышц" сразу приходят в голову искусственные мышцы (как в Battletech). Сразу даст необходимое соответствие человеческому образу. (Осталось только изобрести искусственные мышцы, да. Желательно не требующие вливания органических питательных веществ и прочего, что требуется обычным мышцам.)
Sabirman
Что-то не понял, чем планетарный актуатор лучше обычного винт-гайки ? Если выигрышем в силе, то почему просто не сделать резьбу с меньшим шагом. Да и, вроде, винт-гайкие мощности хватает - например винтовые домкраты повсеместно используются для подьема тяжестей.
cry_san
Может потому что они сильно дешевы?
Sabirman
.. может они двухскоростные какие-нть...
virtual_explorer Автор
Точность движений + энергоэффективность. Там та же проблема, что и с электромобилями: батарея будет весить тяжелее всего остального (не будет же робот ходить с проводом от розетки). Планетарные винты решают вопрос. Видео у Tesla неплохие на их счёт)
Apxuej
Робот может ходить вообще без батареи, если рядом будет идти второй, гораздо более простой робот-чемодан, который по всем линейным размерам схож или меньше основного робота и единственная функция которого будет находиться недалеко от гуманоидного робота где-то на расстоянии полной длинны провода и питать его энергией от своих больших аккумуляторов. Сам робот-чемодан на четырёх ногах с колёсами на концах по мобильности будет не сильно уступать - там где есть твёрдая поверхность, а там где нужно прыгать будет полагаться на провод. Большая часть провода при этом будет внутри гуманоидного робота. В случае нужды гуманоидный робот может взять робота-чемодана на спину, но при этом серьёзно потеряет в мобильности. Т.е. допустим гуманоидный робот-спасатель въезжает на территорию химического заражения на автомобиле, затем выгружается сам и возможно помогает роботу-чемодану, а затем следует на - нестабильный, разваливающийся многоэтажный завод (внутри которого нормальная связь не работает), чтобы приступить к установке балок-подпорок в неразрушенных частях и найти и деактивировать ёмкости под давлением.
Кстати, мне реально тяжело было придумать зачем нам вообще может понадобиться гуманоидный робот - особенно робот с ногами. Помощнику по дому, например, совсем не нужно быть гуманоидным, чтобы успешно справляться с делами, да и на фабрике это вообще не нужно.
HardWrMan
Вы придумали паровоз с тендером.
taujavarob
Дело в том, что сейчас все работы по дому приспособлены к выполнению людьми с руками и ногами.
Да, уже есть прогресс в виде робота-пылесоса, но пока это единственный вид работы на дому не для гуманоида. Да и пыль на полках, столах и вертикальных поверхности робот-пылесос пока не может убрать то.
randomsimplenumber
Без рук, без ног, а посуду моет, угадайте что это? ;)
Ноги забавно, но колеса проще и практичнее.
HardWrMan
Вот, ей как раз рук и не хватает, чтобы посуду из раковины доставать и потом в шкаф убирать.
AVX
Убираем шкаф, ставим там посудомоечную машину такого размера, чтобы умещалась вся посуда. Всë. Пусть там и хранится, ничего перекладывать не надо. Положил грязную - взял там же чистую. Сейчас просто компромисс - машина вмещает немного посуды. Поэтому приходится туда-сюда перекладывать.
HardWrMan
Удачи брать вечером чистую посуду, пролежавшую полдня с грязной, которую запачкали утром или в обед. А запускать мойку где 2/3 или половина посуды чистая вы явно не будете.
PS Сам часто оставляю кружки и некоторые чашки внутри после мойки, потому что места мало в шкафах. Но всегда вытаскиваю перед мойкой новой партии при необходимости. А у кента большая семья и они собирают грязную посуду перед запуском, обычно получается завтрак и обед собрать, запустить. И ужин отдельно как ползагрузки. Так вот, ставил я посуду в обед сразу в мойку, будучи приглашённым, и когда открыл - там амбре такой был от утренней посуды - никакого освежителя не хватит, а им - норм.
randomsimplenumber
Проблема 80/20. 80% работы делается тупым и надёжным автоматом без рук и ног. Для оставшихся 20% нужен очень сложный механизм с руками, ногами, машинным зрением, ИИ.. И так везде. На 80% заменить человеческий труд вполне реально. Остальные 20% - сложно и дорого.
JediPhilosopher
Есть еще роботы мойщики окон. Они как раз и с вертикальных поверхностей могут.
Правда на этом рынке какая-то стагнация, и ничего особо нового уже много лет не появлялось, в отличие от робопылесосов.
Apxuej
Представьте робота в виде бочёнка на четырёх колёсиках, только сами колёса ещё на небольших раздвигающихся стрежнях с актуаторами на месте крепления к бочёнку, чтобы можно было немного приподниматься пропускать под собой предметы на полу или "шагать" по ступенькам. Из верхушки этого бочёнка торчит обычный промышленный манипулятор с несколькими степенями свободы - конец которого раздваивается на два манипулятора поменьше, а те в свою очередь имеют по 4 "пальца". Этот робот вообще не похож на гуманоида, но он быстрее и потенциально манёвреннее любых гуманоидных роботов, да и пожалуй человека - просто потому что у него вся масса сосредоточена внизу, а значит он может совершать стремительные и предельно точные движения своим манипулятором. И я не приму аргумент, что гуманоидный робот безопаснее - точно также сможет черепушку раздробить - если что-то пойдёт не так. Такой робот-бочёнок сможет выполнять 99%, если не все 100% работы по дому (даже лампочки будет менять быстрее), только нам не нужна хитрая система стабилизации для ног - в случае отказа питания туша робота не завалится с грохотом - только руки-манипуляторы стукнут по полу. Батареи у такого робота будет хватать на гораздо большее время из-за больших аккумуляторов, да и в целом передвижение на колёсах более энергоэффективно.
Да, забыл добавить, что форма в виде бочёнка для того чтобы аккумуляторы внутри могли поворачиваться компенсируя, если нужно наклон и вылет манипулятора далеко от оси масс робота. Ну и изменение вылета стержней колёс тоже с этим поможет - гуманоидный робот никогда не сможет с места так далеко дотягиваться.
У людей есть суперспособность - мы лучшие стайеры на планете среди млекопитающих и это достигается в том числе из-за того что мы двуногие, но роботу дома не нужно бегать или шагать на марафонские дистанции, ему не нужно управлять автомобилем как в каком-нибудь sci-fi фильме 50х годов - теперь понятно, что машина будет делать это сама. У нас в домах и квартирах нет никакой работы, которую мы выполняем ногами - поэтому двуногие роботы в будущем будут разве что в виде секс-игрушек, но опять же ходить им особо никуда не нужно.
HardWrMan
А ещё лучше не бочёнок а кега! И непременно с охлаждением чтобы.
xSVPx
С насколько меньшим ? Вообще обычно там используются всякие гармонические редукторы итп. Они легко 1к100 дают. Какой шаг винта у вас будет ? 0.01мм :)?
cheburen
винт-гайка - трение скольжения, планетарный винт - трение качения, кпд заметно больше, хотя вопрос, насколько планетарный винт лучше шарико-винтовой пары остаётся открытым.
3ton
Интересно на сколько разница в износе от трении винта в данном устройстве и от трения сальника в гидравлике?
Тот же роторный двигатель в мазде показал довольно хорошие показатели мощности на единицу объема, да вот только более низкий ресурс из-за большего износа не позволил "взлететь".
EugeneH
В ролико-винтовом приводе тоже есть сальник и направляющая втулка, прямо как в гидроцилиндре. Потому что внутри либо пластичная смазка, либо - для высокоскоростных приводов - циркулирует масло.
Я разбирал приводы, проработавшие в тяжелых условиях 12 лет (но хорошо обслуживаемые). Если не было значительной радиальной нагрузки на шток, то изнашивается "стакан" в котором катаются ролики. Привод начинает давать едва заметный люфт, следящая система начинает колебаться около точки уставки, и привод заменяют.
В целом, в промышленности, это дорогая замена гидроприводу. Там, где раньше была насосно-аккумуляторная станция и гироцилиндры, появляется шкаф с частотными преобразователями и электроприводы. Чище, точнее, дороже.
Но в плане кпд электропривод конечно выигрывает, т. к. нет двойного преобразования энергии.
AVX
А какие электроприводы в этих актуаторах? Наверное без щëток, и какие-нибудь шаговые двигатели? Но тогда там магниты наверное должны быть, что тоже даëт кучку ограничений и минусов.
EugeneH
В тех что я видел - бесщеточные электромоторы с неодиевыми магнитами.
programania
Судя по видео в статье винты крутятся и катятся по центральному и толкают его.
Таким образом нет трения скольжения и износа как в винт-гайке. Есть перекатывание как в зубчатой передаче.
Т.е. это как бы развёрнутая зубчатая передача и одновременно планетарный редуктор.