今年以来,中国人形机器人技术取得显著进展。从春晚舞台上的机器人表演,到社交媒体广泛传播的机器人完成高难度动作的视频,再到全球首次举办的人形机器人半程马拉松赛事,这一领域的热度持续攀升。
产业快速发展得益于两大驱动力:一方面,以ChatGPT为代表的AI大模型技术为人形机器人提供了更强大的"大脑";另一方面,材料科学的突破为机器人"身体"的轻量化创造了条件。目前,包括智元机器人、优必选等在内的国内外企业正加速推进人形机器人的产业化进程。
人形机器人作为具备类人外形和功能的智能设备,其性能优化面临多重挑战。以特斯拉 Optimus为例,第二代产品 Optimus Gen2通过采用轻量化材料实现显著改进:行走速度提升30%,整体重量减轻10公斤。国内企业同样取得突破,优必选Walker X较前代减重14公斤,宇树G1型号相比H1减重12公斤。
在材料选择方面,人形机器人行业呈现出多元化趋势:
金属材料:铝、镁合金等传统选择
工程塑料: PEEK、PPS等高性能材料表现突出
复合材料:热塑性复合材料成为新兴解决方案
当前主流人形机器人产品续航维持在 2-4小时,轻量化设计能显著提升能效表现。 材料创新是关键突破口:
高端方案: NAPO PEEK(聚醚醚酮)材料是金字塔尖的特种工程塑料,具有耐高温、耐磨、耐腐蚀、自润滑等特性,其绝缘性和耐化学性方面均优于普通金属。密度约为铝合金的一半,能够实现轻量化,同时保持高强度和刚性 ,为人形机器人关节、四肢、骨架等关键部位提供了强有力的材料选择,未来市场渗透率有望持续提升。
性价比方案: NAPO PPS集综合性能及高性价比优势于一体,在性能与成本间取得平衡。 PPS 塑料通常用在加工过于复杂,使用金属又太笨重的应用中,当 PEEK性能过剩时成为理想替代品 , PPS 塑料在机器人部件应用中具有出色承载能力和耐磨性能,并且在需要接触腐蚀性化学品和高温的应用中具有出色表现。
创新方案: 热塑性复合材料 具有优异 的 机械性能,优异的抗冲击性能 , 成型周期短, 环保可回收 等特性 ,以 NAPO研发的PPS/PEEK基热塑复材 为例,其完美平衡了轻量化与高强度的需求,在耐热性、阻燃性等方面表现突出,有望成为推动人形机器人轻量化发展的突破性材料。