Phân tích chi tiết về xu hướng phát triển của bàn tay khéo

Bàn tay khéo léo là một người mang quan trọng cho "bộ não" của robot giống người để đạt được các hoạt động khéo léo và tương tác giữa con người và máy, phát triển hướng tới sự tích hợp và trí thông minh cao.Bàn tay khéo léo là những tác nhân cuối cùng rất linh hoạt và phức tạp đóng một vai trò quan trọng trong sự tương tác giữa robot và môi trườngDo khả năng bắt chước nhiều khả năng nắm bắt và khả năng hoạt động phức tạp của bàn tay con người, chúng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như hàng không vũ trụ, chăm sóc y tế,và sản xuất thông minhTheo dữ liệu từ Statista, quy mô thị trường toàn cầu cho bàn tay thuận tay robot là khoảng 1,16 tỷ USD vào năm 2021, và dự kiến sẽ tăng lên 3,035 tỷ USD vào năm 2030,với CAGR 100,9% từ năm 2022 đến năm 2030.

Chi phí thấp, mô-đun tay khéo đã trở thành một trọng tâm của thị trường trong những năm gần đây

Là một loại hiệu ứng cuối mới, bàn tay tay robot có khả năng chơi một vai trò quan trọng trong sự tương tác giữa robot và môi trường.các trường đại học trong nước và quốc tế và các tổ chức nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu rộng rãi về các đơn vị tay tay tayTừ bàn tay khéo léo ba ngón tay đến bàn tay khéo léo bionic năm ngón tay, các ứng dụng trải dài các kịch bản công nghiệp và chung.Kỹ năng của bàn tay khéo léo đã phát triển từ việc nắm bắt đơn giản đến các nhiệm vụ phức tạp hơn như gấp quần áo và vít cọcThông qua độ chính xác cao và cảm giác cảm giác, chúng đáp ứng các yêu cầu hoạt động trong các kịch bản thực tế.

Các sản phẩm đại diện đầu tiên của bàn tay khéo léo

Kể từ những năm 1970, các đơn vị tay robot đã chuyển từ các tay cầm đơn giản sang các bàn tay khéo léo sinh học để đáp ứng các yêu cầu hoạt động khác nhau.Các sản phẩm đại diện từ thời kỳ này bao gồm tay tay tay Okada từ Phòng thí nghiệm điện kỹ thuật của Nhật Bản, "bàn tay khéo léo Stanford / JPL từ Đại học Stanford ở Hoa Kỳ, và bàn tay khéo léo Utah / MIT được phát triển chung bởi MIT và Đại học Utah.Mặc dù những bàn tay nhanh tay đầu tiên không có vẻ linh hoạt, khám phá lý thuyết của họ đặt nền tảng cho nghiên cứu về bàn tay thuận tay giống như con người,cung cấp kinh nghiệm lý thuyết và thực tế có giá trị cho thiết kế sau đó của nhiều ngón tay tay.

Vào cuối thế kỷ 20, những bàn tay robot thông minh đã bước vào một giai đoạn phát triển nhanh chóng.nhiều ngón tay tay tay bắt đầu phát triển hướng tới khả năng tích hợp và cảm nhận caoCác sản phẩm điển hình từ thời kỳ này bao gồm DLR-I và DLR-II tay tay của Trung tâm Hàng không và Vũ trụ Đức, tích hợp 25 cảm biến, bao gồm cảm biến cảm giác tương tự như da nhân tạo,cảm biến mô-men xoắn kết hợp, cảm biến vị trí và cảm biến nhiệt độ, do đó nâng cao tính linh hoạt và khả năng cảm biến.độ tin cậy kémDo đó, trong những năm gần đây, bàn tay khéo léo, mạnh mẽ, mô-đun và chi phí thấp đã trở thành trọng tâm của thị trường.

Phân tích thiết kế, lái xe và cấu trúc truyền tải của bàn tay thuận tay nhiều ngón tay

Về thiết kế sản phẩm, các cấu trúc tay khéo léo chủ yếu được chia thành thiết kế điều khiển bên trong, điều khiển bên ngoài và điều khiển lai.bàn tay tay nhanh đầu tiên thường sử dụng thiết kế được điều khiển bên ngoàiVới sự phát triển của động cơ nối kết tích hợp, kích thước của các trình điều khiển và độ chính xác truyền đã được cải thiện đáng kể,và thiết kế nội bộ đã trở thành con đường công nghệ chính, với những bàn tay khéo léo hướng tới thu nhỏ.

So sánh các phương pháp lái xe tay tay (được phân loại theo phương pháp lái xe)

Các bàn tay khéo léo chủ yếu được điều khiển bởi động cơ điện, hệ thống khí nén hoặc hợp kim nhớ hình dạng.cung cấp những lợi thế như sức mạnh lái xe caoTrong những năm gần đây, công nghệ động cơ servo cho bàn tay nhỏ nhanh đã phát triển nhanh chóng.và một số công ty tay robot xuất sắc đã xuất hiện trên thị trườngCác hệ thống chạy bằng khí nén, mặc dù chi phí thấp hơn, có những nhược điểm như độ cứng thấp và hiệu suất động lực kém.Các ổ đĩa khí nén đầu tiên có nguồn gốc từ Nhật Bản và có thể được chia thành các cái nắm ngón tay hình Y và hình phẳng, với đường kính xi lanh 16mm, 20mm, 25mm, 32mm và 40mm.Các hệ thống hỗn hợp nhớ hình dạng chủ yếu đang trong giai đoạn thử nghiệmMặc dù chúng cung cấp tốc độ lái xe nhanh, nhưng chúng có độ bền thấp và không phù hợp với việc sử dụng tải trọng cao lâu dài.

Phân loại các bàn tay thuận tay nhiều ngón tay

Về phương pháp truyền tải, bàn tay khéo được phân loại thành các loại động cơ, bánh răng và liên kết.Tay được điều khiển bởi gân có cấu trúc đơn giản và điều khiển linh hoạt nhưng thiếu độ chính xác điều khiển và sức nắm bắtCác bàn tay được điều khiển bằng bánh răng cung cấp độ chính xác điều khiển cao nhưng phức tạp và tốn kém.nhưng chúng gặp khó khăn trong điều khiển từ xa và cung cấp không gian nắm bắt hạn chế.

Tăng gấp ba lần dự kiến trong thập kỷ tới: Thị trường tay khéo robot toàn cầu dự kiến sẽ vượt quá 3,035 tỷ USD vào năm 2030

Theo Statista, thị trường bàn tay tay robot toàn cầu khoảng 1,16 tỷ USD vào năm 2021. Nhu cầu về bàn tay tay tay tay rất mạnh trong các lĩnh vực như tự động hóa công nghiệp,hàng không vũ trụ, vật liệu nguy hiểm và chăm sóc sức khỏe. Statista dự đoán quy mô thị trường sẽ tăng từ 1,16 tỷ USD vào năm 2021 lên 3,035 tỷ USD vào năm 2030, với CAGR 10,9% từ năm 2022 đến 2030.Đồng thời, khối lượng thị trường toàn cầu cho bàn tay thuận tay robot dự kiến sẽ tăng từ 507.500 đơn vị vào năm 2021 lên 1.4121 triệu đơn vị vào năm 2030, với CAGR 11,7% từ năm 2022 đến 2030.

Dự báo thị trường cho thị trường tay tay tay robot toàn cầu (2021-2030, bằng triệu USD)

Hiện tại một số sản phẩm tay khéo léo đang trong giai đoạn khám phá ban đầu, bao gồm các nhiệm vụ ngoài tàu vũ trụ, bộ giả sinh học, phẫu thuật từ xa,và lắp ráp các thành phần nhỏ trên các dây chuyền sản xuất.

Robot Robonaut của NASA được trang bị với những bàn tay khéo léo tự phát triển

Trong thăm dò không gian, những ví dụ thành công bao gồm bàn tay Robonaut của NASA và bàn tay tay Robonaut2 và bàn tay tay DLR-I và DLR-II từ Trung tâm Không gian Đức.DEXHAND được dự kiến sẽ nắm và vận hành các công cụ EVA như kẹp, dao kéo, máy cắt nhỏ, bàn chải, búa, xẻo, máy cắt, cáp (nhiều loại), chìa khóa hex, và máy cuộn tự động cầm súng lục (hỗ trợ cơ chế bật cò).

Trong lĩnh vực phục hồi y tế, trọng tâm là nhu cầu giả.tay giả bionic linh hoạt cao thường sử dụng hệ thống điều khiển dựa trên nhận dạng mẫu để đạt được kiểm soát chuyển động khớp nhiều độ tự doCác ví dụ bao gồm SensorHand Speed của Ottobock, tay khéo léo Bebionic và Michelangelo, và Open Bionics' Hero Arm.