3Dプリントヒューマノイドロボットソリューションが登場、Boli Technologyが「進化」を推進

南極熊の紹介: 3D プリント + ヒューマノイドロボット、この 2 つの注目の新興技術の衝突によって、どのような火花が生まれるのでしょうか。

序文：現在、ヒューマノイドロボットは徐々に概念から現実へと移行しており、幅広い市場展望を示しています。2030年までに世界の販売台数は100万台を超え、10年以内に生産額は1000億人民元に達すると予想されています。世界的なデジタル化の進展に伴い、ロボット産業は重要な発展の機会に直面しています。マスク氏は最近、オプティマスが年末までに工場の作業を行えるようになり、2025年末までに一般販売する予定であると発表しており、これはヒューマノイドロボット技術の成熟と産業化の接近を示している。ヒューマノイドロボットは、特に軽量、高強度、柔軟性の面で、性能向上に対する要求が高まっています。新材料技術の革新と開発は、ヒューマノイドロボットの将来の発展に新たな活力を吹き込んでいます。革命的な付加製造技術として、3D プリント技術と高性能材料の組み合わせは、間違いなくヒューマノイドロボットに革命的な新時代をもたらすでしょう。

ヒューマノイドロボットは「バイオニックマン」とも呼ばれ、人間の外見と動作を模倣したバイオニック汎用ロボットです。複雑で多様なタスクの処理に優れており、人間の日常活動に簡単に統合できます。その設計機能目標は、工場や商業活動で人間に代わること、または日常生活で人間を支援し、サービスを提供することです。

ヒューマノイドロボットは、人工知能、ハイエンド製造、新素材などの先端技術を統合し、コンピューター、スマートフォン、新エネルギー車に続く破壊的製品になると期待されています。人間の生産とライフスタイルを大きく変え、世界の産業発展の風景を一新し、国のハイテク力と開発レベルの重要な象徴となります。他のロボットと比較して、ヒューマノイドロボットには、インテリジェントな認識、動作制御、インテリジェントな意思決定、人間とコンピューターの相互作用において、より高度な総合的な機能が求められます。

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ヒューマノイドロボットは、将来の産業革新の象徴的な製品です

『列子唐文』の「偃師造人」の物語では、優れた技術を持つ職人が、自由に歩くことができ、生きている人形と見分けがつかない人形を作ったとされている。古代人が作ったこの「ロボット」は、機械と人間の融合を実現するという私たちのロマンチックな想像力と大胆な試みです。

現在、ロボット技術は、単純な反復作業から複雑な精密操作へ、単一機能からマルチタスク統合へ、日々変化しており、よりインテリジェントで自律的、パーソナライズされた方向へと常に進化しています。 AIの究極の応用として、ヒューマノイドロボットは次なる破壊的な力になると考えられています。テスラは「具現化された知能」の波の先駆者です。テスラのCEOであるイーロン・マスクは、将来、地球上のロボットの数が最終的に人間の数を上回ると考えています。

データによれば、中国は世界最大のロボット消費市場および生産国となっている。報告書によると、2029年までにヒューマノイドロボットの市場規模は750億元に達し、2035年までにヒューマノイドロボットの市場規模は3000億元に達し、新たな科学技術革命と将来の産業変革を牽引する重要な原動力になると予想されています。

政策面では、2016年から国家政策によりヒューマノイドロボット産業の発展を支援してきました。工業情報化部は2023年11月に「ヒューマノイドロボットの革新と発展に関する指導意見」を発表し、2025年までに重要な技術革新を達成して産業チェーンを確立し、2027年までに国際先進レベルにアップグレードすることを計画している。 2024年1月、工業情報化部などの部門は、ヒューマノイドロボットなどのハイエンド設備製品の技術研究開発を加速することを提案し、産業チェーンの商業化プロセスの加速を予告した。工業情報化部は、2025年までにヒューマノイドロボットのイノベーションシステムを構築し、国際的に先進的な製品レベルと大規模生産を達成するという目標を掲げている。

応用レベル：（1）従来の産業用ロボットやサービスロボットと比較して、ヒューマノイドロボットは、特にToB製造業において複雑なタスクを実行する上で明らかな利点を持っています。例えば、自動車製造業界では、ヒューマノイドロボットが産業用ロボットアームに取って代わり、組み立て作業やその他の細かい作業を実行し始めており、テスラ、小鵬、BMW、ホンダ、トヨタ、BYDなどの世界的な自動車会社は、自動車製造におけるヒューマノイドロボットの応用を積極的に推進しています。その中で、新エネルギー車工場におけるUBTECHのWalker Sヒューマノイドロボットの訓練や、バッテリーパック組み立て訓練におけるテスラのOptimusの応用は、自動車製造分野におけるヒューマノイドロボットの産業化プロセスが加速していることを示している。（２）ヒューマノイドロボットは、高度な知覚システム、強化された自律的意思決定能力、強化された対話能力を備えており、ToC分野での応用の可能性が大きくなっています。 AI技術の進歩に伴い、ヒューマノイドロボットの汎用能力は向上し続けており、特に在宅介護や生活サービスなどの消費者分野では大きな応用の可能性を秘めています。

近年、ヒューマノイドロボットはどのくらい人気がありますか?低迷するプライマリー市場において、ヒューマノイドロボットは間違いなく最もホットな分野であり、さまざまな資本が驚異的な速度でAI分野に投資しています。 Crunchbaseのデータによると、2024年上半期だけでも、世界中で355億ドル以上がヒューマノイドロボット分野に流入することになるという。

スタートアップ企業 Figure AI は、わずか 2 年で 7 億 5,000 万ドルの資金調達を達成しました。最新の資金調達は今年 2 月に実施されたシリーズ B の資金調達で、調達額は約 6 億 7,500 万ドル (約 50 億人民元) です。この企業を支えている投資家には、Amazon、Microsoft、Nvidia、Intel、OpenAI などがあります。基本的にシリコンバレーの半分が追随しており、Figure AI の人気の高さと期待の大きさがよくわかります。

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「地上最強のヒューマノイドロボット」フィギュア02が登場！

柔軟な指、手首をひねって物をつかむ動作、工場で働く動作など、ロボットはあらゆる動きで人間に一歩近づいています。今年最も注目されているロボットメーカー「Figure AI」が発表した最新ロボット。その名は「Figure 02」で、「地球上で最もパワフルなロボット」とも呼ばれている。

新しい Figure-02 は、人工知能システム、コンピュータービジョン、バッテリーパック、電子デバイス、センサー、アクチュエーターのアップグレードを含む「ハードウェアとソフトウェアの完全な再設計」が行われています。合計で数千の部品と数百の独自部品が使用され、外観、統合された関節、アクチュエーター、バイオニックフット、器用な手、頭、全身の可動範囲が大幅に改善されています。外見上、フィギュア02は成人男性とほぼ同じ身長、約170cm、体重70kgです。人間の環境で動作するように設計されている。

Antarctic Bear Discovery の重要かつ斬新なデザインは、図 02 が 3D プリントで印刷された新しい複合材料を使用していることです。腕の膝関節や肘関節付近にハニカム状の圧縮組織を新たに追加しました。このソフトストップ装置は主に動きの緩衝材として機能し、軽量化と放熱性能の向上を実現し、ヒューマノイドロボットの柔軟性を高め、耐用年数を大幅に延ばします。

李教授は東呉大学機械電気工学部の教授であり、ロボット工学レビューの専門家です。彼は、高性能材料がヒューマノイドロボット産業全体の発展にとって非常に重要な意味を持つと考えています。 Figure AI が最新の Figure 02 ヒューマノイドロボットに使用した新しい 3D プリントハニカム複合材料は、ロボットの性能向上に不可欠です。ヒューマノイドロボットを真に「動かす」のは、この材料のおかげだと言えます。

1. 衝撃吸収システム：この新しい複合材料は、図02の肘関節と膝関節に取り付けられており、前腕と上腕、ふくらはぎ、大腿部の金属部品間の衝突を防ぐために必要な動きのクッションを提供します。この材料が使用される前は、ヒューマノイドロボットの関節は従来の金属材料で作られることが多かったため、衝突を避けるために関節を制限するリミッターを追加する必要があり、ロボットの柔軟性と使用シナリオが大幅に制限されていました。このハニカム構造により、ロボットの動作中に衝撃を吸収し、ロボット自体へのダメージを軽減し、ロボット内部の繊細な部品を振動から保護できるため、ロボットはリミッターの制約からある程度解放されます。

2. 軽量：ヒューマノイドロボットの重量は厳密に管理する必要があります。重すぎると、サーボモーターのトルク負担が増加し、ロボットの駆動要件を満たすことが難しくなります。 3Dプリント技術により製造されたハニカム構造により軽量な素材を実現。この構造により、ロボットのエネルギー効率と動作性能を向上させるために重要な強度と剛性を維持しながら、ロボットの重量が大幅に軽減されます。 3D プリント技術は、構造の統合とハニカム構造を実現できるため、ハニカム構造のテクスチャと多孔性を半径方向と軸方向に簡単に変更して、軽量設計を実現できます。

3. 放熱システム：新しい複合材料により放熱効果が向上します。ロボットの関節などの主要部分では、動きや電子部品によって発生する熱のため、効果的な放熱が特に重要になります。ハニカム構造により表面積が拡大し、熱の分散と伝導が促進され、ロボットの安定性と耐久性が向上します。

図 02 ヒューマノイドロボットに使用されている新しい 3D プリントハニカム複合材料は、動作性能の向上、重量の軽減、放熱性の強化、耐久性の向上に重要な役割を果たします。図 02 のこの革新的なアプリケーションは、ロボットのパフォーマンスを向上させるだけでなく、複雑な構造の製造における 3D 印刷技術の大きな可能性を示しています。この新素材の応用により、ヒューマノイドロボットの材料科学の発展が促進され、将来のロボット設計に新たなトレンドをもたらすことが期待されています。

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Boli Technology、3Dプリント多層構造ハニカム複合材料を発売

高性能クッション材や軽量素材といえば、まず思い浮かぶのは靴への 3D プリントの応用です。南極熊は以前、インターネット上で「本物の糞を踏んでいるような感覚」が味わえるとして人気を博した3Dプリントスリッパについて報じた。通気性、衝撃吸収性、履き心地の良さで消費者に好評を博し、たった一夏でDouyinで数万足が売れた。 ——つまり、この3Dプリント格子弾性材料はすでに量産化されているというわけですね。

エラストマー材料は3Dプリント材料の特殊なカテゴリであり、この分野に参入しているメーカーは多くありませんが、Boli Technologyは7年間この分野に取り組んでいます。従来の3Dプリント企業と比較して、Boliが採用した技術ルートは、コア材料から始めて、材料の特性に基づいて適切な設備を開発し、HALS超高速3Dプリント技術を開発して、高性能ポリマー材料の3Dプリントを実現することです。現在、ボリは靴、自転車のシート、ヘルメット、ランバーサポート、枕などの分野で大規模な量産を実現しています。

Boli はポリマー材料の分野で強力な研究開発能力を持っています。ボリは2023年までに、5,000セット以上の3Dプリントポリマー材料配合を開発しました。それ以来、Boli は毎年新しい材料 (歯科材料、エンジニアリング材料、帯電防止材料など) を発売し、複数の業界向けの 3D プリントソリューションを開発してきました。

Antarctic Bear は、Boli Technology がヒューマノイドロボットに使用できる 3D プリントされた多層構造のハニカム複合材料を発売したことを知りました。この複合材料は、高弾性、耐引裂性、極めて強い疲労性能を特徴とし、弾性係数と弾性限界が大きく、調整可能な強度、調整可能な硬度、調整可能な色、調整可能な靭性などの主要な技術指標を実現でき、100万回以上の曲げに耐えることができます。

△材料試験動画衝撃吸収性に関しては、衝撃力を効果的に吸収・分散することができます。この材料はヒューマノイドロボットの主要な動作ノードに統合されており、金属部品間の直接接触を減らし、摩耗や潜在的な損傷のリスクを軽減します。軽量化の点でも、Boli Technology の材料は優れた性能を発揮します。精密な 3D プリント技術により、ロボットのエネルギー効率が向上するだけでなく、動的応答能力も強化され、ロボットはタスクを実行する際に機敏かつ効率的になります。放熱の面では、多層構造のハニカム構造により、熱交換面積が拡大し、熱伝導と放熱が最適化されます。

データは、この複合材料がエネルギー吸収率を効果的に向上させ、構造が応力を受けているときのひずみ集中の問題を回避できることを示しています。 3D プリントされた多層構造のハニカム複合材は、従来のハニカム構造よりも 4 倍多くのエネルギーを吸収でき、強力な変形回復能力を備えています。この強力な変形回復能力により、周期的な荷重条件下でも非常に優れたエネルギー吸収性能を発揮します。

李教授は、ヒューマノイドロボットの部品に3Dプリントされた多層構造のハニカム構造を使用することには明らかな利点があると考えています。材料の観点から見ると、内部の超弾性体はエネルギーを蓄え、構造へのダメージを軽減することができます。構造的な観点から見ると、内部の柔軟な層が制約と横方向の拘束を提供し、それによって構造的な損傷を軽減します。これにより、クッション性と柔軟性を維持しながら、ユニット全体が間違いなく軽量化されます。

Boli Technology のこの革新的な素材は、ヒューマノイドロボットの性能向上に重要な役割を果たすだけでなく、複雑な構造物の製造における 3D 印刷技術の大きな可能性も実証しています。 Boli Technology の材料が広く応用されるにつれて、ヒューマノイドロボットの設計と製造は、効率、安全性、耐久性の向上という新しい時代へと進んでいます。

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将来に向けて

人間の筋肉からスマートセンサー、軽量クッション、衝撃吸収、構造部品に至るまで、Boli Technology の 3D プリントされた多層構造のハニカム複合材は、そのユニークな特性により、ヒューマノイドロボットの開発に新たな可能性をもたらします。材料科学とロボット工学技術の継続的な進歩により、高性能複合エラストマー材料のヒューマノイドロボットへの応用はより多様かつ深化していくものと考えています。

今後、ヒューマノイドロボット技術の継続的な進歩は、新素材市場に前例のない機会をもたらす一方で、材料性能をさらに向上させ、生産コストを削減し、持続可能な生産を実現する方法など、新たな課題も生み出すでしょう。今後、ヒューマノイドロボットの需要が急増する中、ヒューマノイドロボットと3Dプリント産業の協調的な発展により、ヒューマノイドロボットは新たな時代へと進み、革新と変化に満ちた新しい時代が到来するでしょう。

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