สรุปที่สร้างโดย AI: คำขอ IPO ของ Unitree Technology บนตลาด科创板 ผ่านการอนุมัติ หุ่นยนต์แสดงการพลิกหลังและมวยจีนในงานฉลองปีใหม่แทนการหมุนผ้าเช็ดหน้า หุ่นยนต์จากผู้ผลิตโทรศัพท์ทำลายสถิติวิ่งครึ่งมาราธอนของมนุษย์ บทความวิเคราะห์ระบบฮาร์ดแวร์หลักสี่ระบบของหุ่นยนต์: โครงร่าง ข้อต่อ เซ็นเซอร์ และระบบไฟฟ้าและการประมวลผล วัสดุโครงร่างพัฒนาจากเหล็กเป็นอะลูมิเนียมอัลลอยด์ แมกนีเซียมอัลลอยด์ และไทเทเนียมอัลลอยด์ โดยต้องสมดุลระหว่างน้ำหนักเบาและความทนทานต่อแรงกระแทก; ตัวขับเคลื่อนเป็นชิ้นส่วนที่มีต้นทุนสูงที่สุดคิดเป็นประมาณ 51% แบ่งเป็นตัวขับเคลื่อนแบบหมุนและแบบเส้นตรง ประกอบด้วยชิ้นส่วนแม่นยำ เช่น ตัวลดความเร็ว มอเตอร์ สกรูเลื่อน และตัวเข้ารหัส; เซ็นเซอร์รวมถึง IMU กล้อง ลาสเซอร์เรดาร์ และระบบสัมผัส; ชิปใช้สถาปัตยกรรม “สมอง + สมองเล็ก” บทความชี้ว่าแม้ชิ้นส่วนจะมีความซ้ำซ้อนกับซัพพลายเชนของโทรศัพท์และรถยนต์มากกว่า 80% แต่ความท้าทายที่แท้จริงอยู่ที่การรวมระบบ การสมดุลทางวิศวกรรม และความสม่ำเสมอในการผลิตจำนวนมาก ความสุกงอมของซัพพลายเชนเป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนาหุ่นยนต์

ผู้เขียนบทความ ที่มา: 36氪

ข้อจำกัดทางร่างกายของหุ่นยนต์รูปคน

วันที่ 1 มิถุนายน บริษัท Yushu Technology ได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการตรวจสอบการจดทะเบียนของ Shanghai Stock Exchange สำหรับการยื่นขอเข้าจดทะเบียนในตลาด科创板 ขณะเดียวกัน เมื่อไม่นานมานี้ Yushu ยังเปิดตัวหุ่นยนต์เปลี่ยนรูปแบบแรกที่สามารถรองรับผู้โดยสารได้ เราอยู่ห่างจากหุ่นยนต์ที่สามารถใช้งานได้จริงแค่ไหน?

ปีที่แล้วในงานฉลองปีใหม่ของช่องทีวีกลาง หุ่นยนต์ยังคงหมุนผ้าเช็ดหน้าและเต้นย่างก๋อง แต่ปีนี้พวกมันก้าวขึ้นไปสู่การพลิกตัวและศิลปะการต่อสู้ที่ยากยิ่งขึ้น ขณะนี้ แม้แต่หุ่นยนต์ที่บริษัทผลิตโทรศัพท์มือถือสร้างขึ้น ก็สามารถทำลายสถิติของมนุษย์ได้บนหลังม้าครึ่งตัว ทำไมการพัฒนาของหุ่นยนต์ในช่วงสองปีที่ผ่านมาจึงเร็วขนาดนี้?

เพื่อทำความเข้าใจการวิวัฒนาการของหุ่นยนต์อย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น เราได้เยี่ยมชมบริษัทหุ่นยนต์ชั้นนำบางแห่ง และพูดคุยกับผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรม: อะไรคือความท้าทายหลักในการผลิตหุ่นยนต์? ขีดจำกัดในการผลิตหุ่นยนต์จริงๆ แล้วต่ำหรือไม่? รั้วป้องกันของบริษัทหุ่นยนต์คืออะไรกันแน่?

ในบทความนี้ เราจะแยกวิเคราะห์ชิ้นส่วนต่างๆ ของหุ่นยนต์อย่างละเอียด เชื่อว่าหลังจากอ่านจบอย่างสมบูรณ์ คุณจะสามารถประกอบหุ่นยนต์ของตัวเองได้

01 วัสดุโครงสร้าง: สมดุลระหว่างน้ำหนักเบาและความทนทานต่อแรงกระแทก

หุ่นยนต์มีอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์หลากหลายประเภท ซึ่งเราสามารถจัดแบ่งคร่าวๆ เป็น 4 ระบบ ได้แก่ โครงร่างที่รองรับโครงสร้างทั้งหมด ข้อต่อที่ขับเคลื่อนการเคลื่อนไหวของโครงร่าง เซนเซอร์ที่รับรู้สภาพแวดล้อม และระบบไฟฟ้ากับระบบประมวลผลที่ควบคุมร่างกาย เราจะเริ่มต้นจากโครงร่างก่อน

หากรถยนต์วิ่งด้วยความเร็ว 60 กิโลเมตรต่อชั่วโมงชนกับหุ่นจำลอง หุ่นจำลองจะถูกกระแทกจนบินไปไกลและแตกเป็นชิ้นๆ เนื่องจากแรงกระแทกอันมหาศาล แต่สำหรับหุ่นยนต์รูปคน การรับแรงกระแทกเช่นนี้กลับกลายเป็นเรื่องธรรมดา

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

เมื่อหุ่นยนต์ทำท่าพลิกคว่ำแต่ละครั้ง แรงเร่งที่ร่างกายต้องรับมีหลายสิบg อาจสูงกว่ารถยนต์และยานอวกาศเลยทีเดียว ใกล้เคียงกับแรงเร่งเมื่อรถยนต์ชนกำแพง

นี่จึงเป็นความท้าทายต่อวัสดุโครงสร้างของหุ่นยนต์: ต้องมีน้ำหนักเบาพอที่จะพลิกตัวได้ แต่ก็ต้องมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะรับแรงกระแทกขนาดใหญ่นี้ มิฉะนั้น การพลิกตัวเพียงครั้งเดียวอาจทำให้ชิ้นส่วนหลุดออกมา ดังนั้น ความท้าทายแรกของหุ่นยนต์คือการค้นหาวัสดุสำหรับโครงกระดูก

วัตถุหุ่นยนต์ขนาดเต็มรูปแบบชิ้นแรกของโลก WABOT-1 ทำจากเหล็กเป็นหลัก น้ำหนักประมาณ 160 กิโลกรัม อาจกระโดดเพียงครั้งเดียวก็ทำให้พื้นแตกเป็นหลุม ยิ่งแต่จะทำท่ากลิ้งได้แล้ว

ต่อมา ตั้งแต่ ASIMO ของฮอนด้า รุ่นไฮดรอลิกรุ่นแรกของ Boston Dynamics ไปจนถึง Tesla Optimus รุ่นแรก อลูมิเนียมอัลลอยด์ได้กลายเป็นวัสดุหลัก โดยมีความหนาแน่นน้อยกว่าเหล็กเพียงหนึ่งในสาม

อุตสาหกรรมตอนนี้เริ่มสำรวจวัสดุเพิ่มเติม เช่น แมกนีเซียมอัลลอยด์ ซึ่งมีความหนาแน่นต่ำกว่าอลูมิเนียมถึงหนึ่งในสาม และบางส่วนจะใช้ไทเทเนียมอัลลอยด์ที่มีความแข็งแรงสูงกว่า เช่น ข้อเข่าและข้อเท้าที่มักต้องรับแรงกระแทก

ที่น่าสนใจคือ โครงกระดูกที่แข็งแรงเหล่านี้รับแรงกระแทกให้กับหุ่นยนต์ แต่ผู้จัดจำหน่ายดูเหมือนจะได้รับเพียงค่าแรงที่เหนื่อยยาก

หัวหน้าฝ่ายจัดซื้อของบริษัทหุ่นยนต์แห่งหนึ่ง

ราคาขายสุดท้ายของโครงสร้าง หักค่าโลหะที่มีอยู่แล้ว แล้วหักค่าขยะที่ทิ้งไป ค่า ratio (อัตราส่วน) จริงๆ แล้วต่ำมาก โครงสร้างสุดท้ายยังคงขายในราคาค่าโลหะบวกค่าการแปรรูป ต้นทุนส่วนใหญ่ยังคงอยู่ที่โลหะภายใน ไม่สามารถลดราคาได้ ค่าการแปรรูปยังอยู่ในช่วงที่สมเหตุสมผล หากปริมาณเพิ่มขึ้น ค่าการแปรรูปจะลดลงใกล้เคียงกับศูนย์ เพราะไม่มีอุปสรรคทางเทคนิคที่ใหญ่โต

นอกเหนือจากโครงสร้างหลักเหล่านี้ ชิ้นส่วนภายนอกของหุ่นยนต์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท:

ประเภทหนึ่งคือชิ้นส่วนตกแต่งและป้องกัน ซึ่งใช้หลักๆ ที่หน้าอก หลัง และศีรษะ วัสดุหลากหลายตั้งแต่พลาสติก ผิวเทียม TPU ไปจนถึงผ้า ซึ่งมีจุดประสงค์หลักเพื่อลดการสึกหรอและทำให้สัมผัสนุ่มนวลกว่า แม้ว่าหุ่นยนต์บางตัวจะดูเหมือนมีตัวถังโลหะ แต่จริงๆ แล้วเป็นเปลือกพลาสติกที่เคลือบสีโลหะ

อีกประเภทหนึ่งคือผิวเทียมที่ทำให้หุ่นยนต์ดูเหมือนมนุษย์ ผิวเหล่านี้ไม่เพียงแต่ต้องสัมผัสแล้วรู้สึกเหมือนผิวคน แต่ยังต้องฝังเซนเซอร์สัมผัสไว้ใต้ผิว

นอกเหนือจากโครงกระดูกและผิวหนัง ส่วนที่ทำให้หุ่นยนต์สามารถทำท่าทางที่ยากเย็นต่างๆ ได้ คือข้อต่อ ซึ่งเป็นส่วนที่มีต้นทุนสูงที่สุด ใช้เทคโนโลยีเข้มข้นที่สุด และมีเรื่องราวมากที่สุดในฮาร์ดแวร์ของหุ่นยนต์ทั้งหมด

02 วิเคราะห์ตัวขับเคลื่อน: ข้อต่อเป็นส่วนที่แพงที่สุดและยากที่สุด

ทุกคนคงเคยดูวิดีโอหุ่นยนต์เต้นหรือกระโดดพลิกตัวมาแล้ว ซึ่งทำได้โดยการจับการเคลื่อนไหวของมนุษย์ก่อน แล้วฝึกโมเดลเพื่อแมปไปยังการเคลื่อนไหวของร่างกาย

เมื่อหลายปีก่อน เมื่อเราเห็น Atlas ของ Boston Dynamics ทำท่าหลังหงาย ยังรู้สึกประหลาดใจมาก แต่ตอนนี้อาจทุกคนรู้สึกว่าเป็นเรื่องธรรมดาแล้ว เหตุผลเบื้องหลังนี้คือ ข้อต่อของหุ่นยนต์ได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงจากระบบไฮดรอลิกเป็นมอเตอร์

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

ก่อนหน้านี้เราไม่สามารถผลิตข้อต่อที่ยอดเยี่ยมแบบนี้ได้ ข้อต่อในยุคนั้นประสิทธิภาพโดยรวมต่ำมาก การพลิกตัวกลางอากาศเป็นเรื่องยากมาก แต่ในช่วงสองปีที่ผ่านมานี้ เทคโนโลยีข้อต่อก้าวหน้าไปมากมาก

ข้อต่อในอุตสาหกรรมเรียกว่าแอคชูเอเตอร์ แบ่งออกเป็นสองประเภทหลักคือ แอคชูเอเตอร์แบบหมุนและแอคชูเอเตอร์แบบเส้นตรง เราจะยกตัวอย่างที่ไหล่ก่อน เพื่อดูว่ามันเคลื่อนไหวร่างกายอย่างไร

ไหล่มีสามอิสระในการเคลื่อนที่: สั่นไปข้างหน้าและข้างหลัง เคลื่อนขึ้นและลง และหมุนเข้าและออก ซึ่งเรียกว่า พิทช์ (pitch) โรล (roll) และเยาว์ (yaw) โดยพื้นฐานแล้ว การเคลื่อนไหวเหล่านี้ล้วนเป็นการหมุน ดังนั้นด้วยการรวมกันของตัวขับเคลื่อนการหมุนสามตัว แขนจึงสามารถเคลื่อนที่อย่างอิสระในทิศทาง X, Y และ Z

เมื่อถึงข้อเข่า โดยทั่วไปต้องการเพียงหนึ่งองศาอิสระ ดังนั้นจึงสามารถใช้เครื่องขับเคลื่อนแบบหมุนหรือแบบเส้นตรงก็ได้ เครื่องขับเคลื่อนแบบเส้นตรงคล้ายกล้ามเนื้อของร่างกายมนุษย์ ซึ่งเคลื่อนไหวร่างกายส่วนบนและล่างโดยการยืดออก

การเคลื่อนไหวสุดขั้วหนึ่งครั้งต้องอาศัยตัวขับเคลื่อนหลายสิบตัวบนร่างกายทำงานร่วมกันอย่างแม่นยำ หากส่วนใดส่วนหนึ่งตอบสนองไม่ทัน หรือแรงที่ใช้คลาดเคลื่อนแม้เพียงเล็กน้อย ผลลัพธ์ก็คือการล้ม

โครงสร้างภายในตัวขับเคลื่อนเหล่านี้คืออะไร? ตัวขับเคลื่อนแบบหมุนและตัวขับเคลื่อนแบบเส้นตรงต่างก็มีระบบเซอร์โวที่ประกอบด้วยมอเตอร์ เครื่องวัดตำแหน่ง ตัวขับ และเซนเซอร์ ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดระหว่างสองประเภทนี้คือ ตัวขับเคลื่อนแบบหมุนประกอบด้วยมอเตอร์เซอร์โวพร้อมเกียร์ลดความเร็ว ส่วนตัวขับเคลื่อนแบบเส้นตรงประกอบด้วยมอเตอร์เซอร์โวพร้อมสกรู

เรามาเริ่มจากตัวลดความเร็วกันก่อน

บางทีคุณอาจเคยได้ยินอุปกรณ์นี้ เมื่อเฟืองแรกหมุน 10 รอบ เฟืองที่สองจะหมุนเพียง 1 รอบ เฟืองที่สามจะหมุนเพียง 0.1 รอบ โดยมีเฟืองทั้งหมด 100 เฟือง และดำเนินต่อไปเช่นนี้ หากต้องการให้เฟืองสุดท้ายหมุนหนึ่งรอบ เฟืองแรกต้องหมุนจำนวนรอบเท่ากับโกอ็อกเกอล (Googol) ซึ่งคือ 1 ตามด้วยศูนย์ 100 ตัว พลังงานที่ต้องใช้จึงเกินกว่าพลังงานรวมทั้งหมดของจักรวาล

นี่คือตัวลดความเร็วขนาดใหญ่ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นคันเหยียบขนาดใหญ่ที่แลกความเร็วเพื่อแลกกับแรง ทำไมข้อต่อของหุ่นยนต์จึงต้องใช้ตัวลดความเร็วล่ะ?

เนื่องจากมอเตอร์มีลักษณะตามธรรมชาติว่า “ความเร็วสูง แรงบิดต่ำ”: ความเร็วสามารถเข้าถึงหลายพันรอบต่อนาทีได้อย่างง่ายดาย แต่แรงบิดที่ส่งออกกลับค่อนข้างน้อย ในขณะที่ข้อต่อของหุ่นยนต์ต้องการการควบคุมอย่างแม่นยำ เราจึงยากที่จะทำให้มอเตอร์หมุนเพียงไม่กี่องศาในขณะที่ยังสามารถยกของหนักๆ ได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้การลดความเร็วเพื่อลดจำนวนรอบและเพิ่มแรงบิด อัตราการลดความเร็ว (หรืออัตราส่วนเกียร์) ยิ่งมากเท่าใด ความเร็วจะลดลงมากเท่านั้น และแรงบิดที่ส่งออกก็จะยิ่งสูงขึ้น

มีตัวลดความเร็วสามประเภทที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม: ตัวลดความเร็วแบบดาวเคราะห์ ตัวลดความเร็วแบบฮาร์มอนิก และตัวลดความเร็วแบบ RV เราจะใช้แบบจำลองมาอธิบายให้คุณฟัง

ก่อนอื่นคือเกียร์ลดความเร็วแบบดาวเคราะห์ ชื่อของมันมีความหมายตรงไปตรงมา: มอเตอร์เชื่อมต่อกับเกียร์กลาง ซึ่งขับเคลื่อนเกียร์ดาวสามตัว จากนั้นเกียร์ดาวจะขับเคลื่อนเกียร์วงนอกขนาดใหญ่ให้หมุน คล้ายกับดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์ มันมีโครงสร้างเล็กและต้นทุนต่ำ แต่การลดความเร็วค่อนข้างน้อย ดังนั้นในรอบหมุนของมอเตอร์เดียวกัน แรงบิดที่ออกจึงต่ำกว่า จึงมักใช้ในข้อต่อของมือ

เมื่อต้องการแรงออกที่มากขึ้น จะใช้ตัวลดความเร็วแบบฮาร์มอนิก ซึ่งมีตัวสร้างคลื่นอยู่ตรงกลาง ทำให้เฟืองยืดหยุ่นที่อยู่ระหว่างชั้นกลายเป็นรูปวงรี โดยทั่วไปเฟืองยืดหยุ่นจะต่างจากเฟืองเหล็กภายนอกที่คงที่เพียง 2 ฟัน เฟืองยืดหยุ่นมีเพียงสองพื้นที่ที่สมมาตรเท่านั้นที่จับกับเฟืองเหล็ก เมื่อตัวสร้างคลื่นตรงกลางหมุนหนึ่งรอบ เฟืองยืดหยุ่นจะหมุนเพียง 2 ฟัน ดังนั้นอัตราการลดความเร็วสามารถทำได้สูงมาก

แรงบิดเอาต์พุตของตัวลดความเร็วแบบฮาร์โมนิกมีความแข็งแรงและแม่นยำสูง มักใช้ในข้อศอกและข้อไหล่ของหุ่นยนต์ เพื่อควบคุมแขนอย่างแม่นยำ

ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ขณะหุ่นยนต์ทำท่าหลังหงายตัว แรงที่รับ承受เทียบเท่ากับการชนของรถยนต์ ซึ่งสร้างความท้าทายอย่างมากต่อตัวลดความเร็วในส่วนเฉพาะ แต่โครงสร้างยืดหยุ่นของตัวลดความเร็วแบบฮาร์มอนิกก็หมายความว่ามีความต้านทานต่อแรงกระแทกต่ำ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้ตัวลดความเร็วแบบ RV

RV เรดิวเซอร์ประกอบด้วยเกียร์ดาวเทียมระดับแรกและล้อเข็มแบบไซคลอยด์ระดับที่สอง หลังจากลดความเร็วในระดับแรก ลูกเบี้ยวแบบเอียงจะขับเคลื่อนจานไซคลอยด์ให้เคลื่อนที่แบบเอียง จานไซคลอยด์จะจับกับเข็มที่อยู่บนเปลือก ผลักให้เปลือกหมุน

ดังนั้นไม่เพียงแต่อัตราการลดความเร็วจะสูง แต่เนื่องจากจานไซคลอยด์มีฟันหลายซี่ที่กินกันพร้อมกัน จึงมีความแข็งแรงสูงและทนต่อแรงกระแทกได้ดี มักใช้ในข้อต่อสะโพก ข้อเข่า และเอวของหุ่นยนต์ที่ต้องทนต่อแรงกระแทก

ตัวลดความเร็วเป็นชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูง การผลิตมีความยาก และเมื่อเผชิญกับการสึกหรอในระยะยาว ก็ยากที่จะรับประกันความเสถียร นี่คือส่วนที่ยากที่สุดในข้อต่อทั้งหมด

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

เมื่อผลิตและใช้งานในปริมาณมาก ความแม่นยำของเกียร์และความเสถียรในการทำงานระยะยาวจึงต้องสูงมาก ตัวอย่างเช่น หากใช้งานไปแล้ว 1,000 ชั่วโมง แล้วเกิดเสียงผิดปกติหลากหลายชนิด หรือประสิทธิภาพลดลง ขณะนั้นอัลกอริทึมการควบคุมการเคลื่อนไหวอาจยากที่จะปรับแต่งได้ ซึ่งจะแสดงออกมาบนหุ่นยนต์ว่าการเดินอาจไม่ดีเหมือนเดิม หรือแม้แต่เริ่มเดินเบี้ยวไปเรื่อยๆ

หุ่นยนต์อาจต้องทำท่าทางสุดขั้วหลายอย่างและตัวมันเองก็อาจล้มได้ การกระแทกเหล่านี้อาจทำให้เกิดความเสียหายต่อเกียร์เล็กๆ ด้านใน เราจะสามารถสร้างเกียร์ที่มีประสิทธิภาพสูง ต้นทุนต่ำ ใช้งานได้นานโดยไม่มีปัญหา และยังทนต่อแรงกระแทกเมื่อหุ่นยนต์ล้มโดยไม่เสียหายง่ายๆ ได้อย่างไร นี่คือสามเหลี่ยมที่ท้าทายซึ่งดูเหมือนเป็นไปไม่ได้

พูดอีกแบบคือ การผลิตตัวลดความเร็วหนึ่งตัวไม่ยาก แต่ความยากอยู่ที่การผลิตตัวลดความเร็วหนึ่งหมื่นตัวที่มีประสิทธิภาพเท่ากันและทนทาน

ต่อไปเรามาดูตัวขับเชิงเส้นและส่วนประกอบหลักของมัน ได้แก่ สกรูนำทาง

ตัวขับเคลื่อนแบบเส้นตรงสามารถพูดได้ว่าคล้ายกับกล้ามเนื้อของร่างกายมนุษย์มากที่สุด เมื่อแขนของเราเคลื่อนไหวเช่นนี้ ไม่ใช่ข้อต่อที่หมุนอย่างแข็งแรง แต่เป็นกล้ามเนื้อที่เชื่อมระหว่างกระดูกสองชิ้นที่หดตัว ดังนั้นตัวขับเคลื่อนแบบเส้นตรงจึงทำเพียงการเคลื่อนไหวเดียวเท่านั้น นั่นคือการดันและดึง

ข้อเข่าของหุ่นยนต์บางตัวใช้ตัวขับเชิงเส้นเพื่อเลียนแบบการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อเข่าของมนุษย์ผ่านการดันและดึง เมื่อมีตัวขับเชิงเส้นหลายตัวรวมกันด้วยโครงสร้างเฉพาะ สามารถสร้างการหมุนที่ข้อต่อได้ การเคลื่อนไหวแบบนี้จะถูกนำไปใช้ที่ข้อมือ ข้อเท้า และบริเวณอื่นๆ

การสร้างตัวขับเคลื่อนแบบเส้นตรงง่ายที่สุดคือระบบไฮดรอลิก ซึ่งแอตลาสรุ่นเก่าของบอสตันไดนามิกส์ใช้กระบอกสูบไฮดรอลิกแบบเส้นตรงเป็นหลัก โดยมีข้อดีเช่น แรงระเบิดสูง ทนต่อแรงกระแทก และมีความหนาแน่นของกำลังสูง ทำไมถึงเป็นรุ่นเก่า? เพราะรุ่นใหม่พวกเขาได้เปลี่ยนไปใช้มอเตอร์ไฟฟ้าแทน เนื่องจากระบบไฮดรอลิกมีความซับซ้อน ส่วนใหญ่รั่วไหลของน้ำมัน และความแม่นยำในการควบคุมต่ำกว่ามอเตอร์ไฟฟ้า

แต่มอเตอร์สามารถหมุนได้เท่านั้น เพื่อสร้างการเคลื่อนที่แบบเส้นตรง จำเป็นต้องใช้ “ตัวแปลง” ซึ่งก็คือสกรูนำ

แกนสกรูมีเกลียว เมื่อหมุนจะดันน็อตให้เคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง กระบวนการนี้คล้ายกับการขันสกรู เพื่อลดแรงเสียดทาน ภายในสกรูจะมีลูกกลิ้งใส่เข้าไป ซึ่งเรียกว่าสกรูลูกกลิ้ง บางชนิดจะเปลี่ยนลูกกลิ้งเป็นลูกบาศก์ ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น รับน้ำหนักได้มากขึ้น และมีความแข็งแรงสูงขึ้น นี่คือสกรูลูกบาศก์ดาวเคราะห์ นอกจากนี้ยังมีการใช้สกรูรูปตัวทีด้วย

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

ในปัจจุบันที่ใช้กันมากที่สุดคือลูกกลิ้งสกรู ซึ่งต้องการความแม่นยำในการผลิตสูงมาก และในช่วงการเคลื่อนที่ที่ยาวมาก คุณต้องมีความสม่ำเสมอสูง หากมีจุดใดจุดหนึ่งไม่ดี จะเป็นความท้าทายใหญ่สำหรับอัลกอริธึมการควบคุมระหว่างเครื่องจักรต่างๆ

ในบางตัวขับเคลื่อนแบบเส้นตรง จะมีการใช้งานร่วมกับตัวลดความเร็วเพื่อให้มอเตอร์ส่งแรงบิดที่สูงขึ้น แต่ในปัจจุบัน การใช้งานตัวขับเคลื่อนแบบเส้นตรงในอุตสาหกรรมยังค่อนข้างน้อย โดยมีเหตุผลหลักสามประการ: ประสิทธิภาพเชิงไดนามิกต่ำ ผลิตยาก และต้นทุนสูง

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

ในขณะนี้ อุตสาหกรรมทั้งหมดผลิตจำนวนมากที่สุดคือข้อต่อหมุน ตัวขับเคลื่อนแบบเส้นตรงก็มีการใช้งานในอุตสาหกรรมเช่นกัน โดยจุดเด่นคือสามารถรับน้ำหนักได้มากกว่า และในบางสภาวะ หากไม่มีการจ่ายไฟ ก็ยังสามารถรักษาท่าทางที่มั่นคงได้ ซึ่งสามารถล็อกตัวเองได้ แต่เราคิดว่าข้อเสียของมันคือประสิทธิภาพเชิงไดนามิกอาจต่ำกว่าเล็กน้อย เนื่องจากมีน้ำหนักโหลดสูงและอัตราการลดความเร็วสูง แต่ประสิทธิภาพเชิงไดนามิกต่ำ จึงไม่สามารถเคลื่อนไหวได้คล่องตัวเท่าที่ควร อีกประเด็นที่ท้าทายมากคือการผลิตในปริมาณมากและในต้นทุนต่ำนั้นยากมาก ดังนั้นในปัจจุบัน เราคิดว่ายังไม่เหมาะสำหรับการพาณิชย์ในระดับใหญ่ เพราะปัจจุบันผู้ใช้งานยังมีน้อย ปริมาณการจัดส่งต่ำ และยังมีการทดสอบในสถานการณ์ของลูกค้าน้อย ทำให้ต้นทุนโดยรวมยังคงอยู่ในระดับสูง

หลังจากพูดถึงการส่งกำลังแล้ว ตอนนี้เรามาพูดถึงกำลังขับเคลื่อนเอง นั่นคือมอเตอร์และระบบเซอร์โว

มอเตอร์ที่ใช้บ่อยในร่างกายหุ่นยนต์คือมอเตอร์แรงบิดแบบไร้กรอบ ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์แบบดั้งเดิม จะไม่มีเปลือกและแบริ่ง แต่เก็บเฉพาะส่วนที่สำคัญที่สุดไว้เท่านั้น เพื่อให้สามารถลดขนาดให้เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และสามารถฝังเข้าไปภายในข้อต่อได้โดยตรง

มือที่คล่องแคล่วมีความพิเศษโดยใช้มอเตอร์ชนิดคอปเปอร์ฮอลโลว์ที่มีขนาดเล็กกว่า ดังนั้นกำลังขาออกจึงไม่สูงเท่ากัน ความยากของมือที่คล่องแคล่วยังสูงกว่าตัวหุ่นยนต์ทั้งหมดอีก

จุดที่ท้าทายของมอเตอร์แบบตัวกายภาพอยู่ที่สามด้านหลัก: ประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการระบายความร้อน ขนาด และความเสถียรของประสิทธิภาพ มาพูดถึงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการระบายความร้อนกันก่อน

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิดจะผลิตความร้อนโดยหลีกเลี่ยงไม่ได้ เมื่อความร้อนสะสมมากเกินไปและเกินช่วงการทำงานปกติ ประสิทธิภาพจะลดลง ดังนั้นประสิทธิภาพของมอเตอร์ หรือปริมาณพลังงานที่ใช้ในการทำงานจริง จึงมีความสำคัญเป็นพิเศษ หากเกิดความร้อนสูงเกินไป ระบบควบคุมจะต้องลดกำลังไฟ เช่น เมื่อทำท่าฟลิปกลางอากาศ แต่ขาอ่อนแรงอย่างกะทันหัน ก็จะล้มลงพื้นทันที

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

ตัวอย่างรุ่นแรกที่เราเคยทำมาก่อนหน้านี้ อาจใช้เวลาไม่เกิน 10 นาทีในการทำกิจกรรมสุดขีดเหล่านี้เพียงครั้งเดียว หลังจากทำการวัดเส้นโค้งประสิทธิภาพ เช่น ความเร็วรอบและแรงบิดเพียงครั้งเดียว ค่าต่างๆ ก็จะเปลี่ยนไปทันที อาจเกิดจากความร้อนภายใน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องให้ระบบพักและลดอุณหภูมิก่อนจึงจะสามารถดำเนินการต่อได้ อีกปัญหาใหญ่คือประสิทธิภาพการใช้พลังงาน คือพลังงานที่ป้อนเข้าไปมีกี่เปอร์เซ็นต์ถูกเปลี่ยนเป็นความร้อน เช่น หากอยู่ที่ 5% จะมีความแตกต่างอย่างมากเมื่อเทียบกับ 3% สิ่งเหล่านี้ล้วนจำกัดประสิทธิภาพ แม้ว่าความสามารถด้านฮาร์ดแวร์ของฉันจะแข็งแกร่งเพียงใด ฉันก็ยังไม่กล้าเพิ่มประสิทธิภาพขึ้นอีก

ดูเหมือนว่าความแตกต่างระหว่าง 3% และ 5% จะไม่มากนัก แต่ควรสังเกตว่าความร้อนของมอเตอร์ไม่ได้เป็นเชิงเส้น

เมื่อข้อต่อต้องทำท่าทางสุดขั้ว กระแสทันทีอาจสูงถึง 3 ถึง 5 เท่าของค่าปกติ ปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นจึงอาจสูงถึง 9 ถึง 25 เท่าของค่าที่กำหนดไว้ ซึ่งหมายความว่าอัตราการสะสมความร้อนเร็วกว่าขีดจำกัดการระบายความร้อนแบบพาสซีฟของข้อต่ออย่างมาก การทำท่าฟลิปอากาศเพียงครั้งเดียว อาจทำให้อุณหภูมิข้อต่อพุ่งจากเพิ่มขึ้น 10 องศา เป็น 50 องศาทันที ดังนั้นหลังจากทำท่าเสร็จ มอเตอร์จึงต้องได้รับการระบายความร้อนก่อนที่หุ่นยนต์จะสามารถทำท่าถัดไปได้

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของมอเตอร์ ต้องเริ่มจากวัสดุมอเตอร์ กระบวนการพันลวด และการออกแบบโครงสร้าง ซึ่งเราจะไม่อธิบายรายละเอียดที่นี่

ปัจจุบันการระบายความร้อนของข้อต่อส่วนใหญ่ใช้วิธีแบบพาสซีฟ เนื่องจากตัวเครื่องใช้วัสดุโลหะจำนวนมาก ซึ่งสามารถนึกภาพเหมือนแผ่นระบายความร้อนขนาดใหญ่ โดยจะมีการเพิ่มระบบระบายความร้อนด้วยพัดลมหรือของเหลวเฉพาะในข้อต่อที่มีกำลังสูงมาก เช่น ขา

นอกจากนี้ การเพิ่มมาตรการระบายความร้อนยังสร้างความท้าทายที่สอง นั่นคือข้อจำกัดด้านขนาด

วิศวกรกำลังพยายามลดขนาดของมอเตอร์ข้อต่อให้เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยมีเป้าหมายเพื่อลดน้ำหนักและลดต้นทุน แต่สิ่งสำคัญยิ่งกว่านั้นคือ ยิ่งขนาดใหญ่เท่าใด โมเมนต์ความเฉื่อยก็ยิ่งมากขึ้น ทำให้เปลี่ยนสถานะการเคลื่อนไหวได้ยากขึ้น

ตัวอย่างเช่น เมื่อคุณหมุนเชือก ยิ่งเชือกสั้นเท่าใด ความเร็วในการหมุนก็จะยิ่งเร็วขึ้น หากเชือกยาวขึ้น ความเร็วในการหมุนจะช้าลง และเมื่อคุณต้องการหยุด ระยะเวลาในการลดความเร็วจะยาวนานขึ้น

ความท้าทายข้อที่สามคือความเสถียรของประสิทธิภาพ กล่าวคือ เมื่อมอเตอร์รับกระแสไฟฟ้าเท่าใด จะหมุนด้วยความเร็วเท่าใด และสามารถสร้างแรงบิดได้เท่าใด ซึ่งในอุตสาหกรรมเรียกว่าเส้นโค้ง TN ซึ่งจะส่งผลต่ออัลกอริทึมการควบคุมหุ่นยนต์

ตัวอย่างเช่น เมื่อเดินผ่านพื้นทางที่ไม่เรียบ ตัวรับแรงบิดแบบหกมิติที่ข้อเท้าจะรับรู้ถึงการสั่นสะเทือน เพื่อรักษาสมดุล จำเป็นต้องปรับกระแสไฟฟ้าแบบไดนามิกเพื่อควบคุมแรงบิดของมอเตอร์ หากเส้นโค้ง TN ไม่มั่นคง ระบบควบคุมอาจสั่งการเดียวกันอยู่ แต่แรงบิดที่มอเตอร์ส่งออกกลับเกิดความคลาดเคลื่อน ผลลัพธ์คือการล้ม

นอกจากนี้ เส้นโค้ง TN ยังมีผลกระทบอย่างมากต่อการฝึกอบรมอัลกอริธึม เพราะอัลกอริธึมหุ่นยนต์จะถูกฝึกอบรมในระบบจำลองก่อน หากเส้นโค้ง TN ในระบบจำลองแตกต่างจากความเป็นจริงมากเกินไป ผลลัพธ์ในโลกจริงก็จะเกิดความคลาดเคลื่อน

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

ฉันจะป้อนเส้นโค้งให้กับระบบจำลอง ซึ่งในทางปฏิบัติ มอเตอร์นี้สามารถบรรลุหรือแม้แต่เกินกว่าเส้นโค้งนี้ได้ ดังนั้นจึงสามารถทำตามประสิทธิภาพที่ต้องการและเคลื่อนไหวที่ต้องการได้ หากในทางกลับกัน มันทำงานได้ดีที่ความเร็วต่ำ แต่เมื่อความเร็วสูงขึ้น ประสิทธิภาพกลับลดลง แบบนี้จะไม่สามารถทำเคลื่อนไหวที่ยากที่สุดบางอย่างได้ เพราะเคลื่อนไหวที่ยากที่สุดบางอย่างต้องการความเร็วสูงมากพร้อมกับแรงระเบิดสูงมาก

เพื่อควบคุมจำนวนรอบของมอเตอร์อย่างแม่นยำ จำเป็นต้องใช้ระบบเซอร์โว ซึ่งประกอบด้วยเอนโค้ดเดอร์ ไดรเวอร์ และเซนเซอร์

ตัวเข้ารหัสใช้วัดมุม ความเร็ว และตำแหน่งของโรเตอร์ของมอเตอร์ เพื่อให้ระบบทราบว่ามอเตอร์อยู่ในสถานะใดขณะนี้

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

ตัวเข้ารหัสมีความสำคัญมาก เพราะในหุ่นยนต์มีตัวลดความเร็ว จึงจำเป็นต้องใช้ตัวเข้ารหัสคู่เพื่อทราบตำแหน่งของด้านอินพุตและด้านเอาต์พุต จึงจะสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น

ไดรเวอร์จะปรับแรงดันและกระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้มอเตอร์ตามข้อมูลย้อนกลับจากตัวแปลงสัญญาณ รวมถึงคำสั่งควบคุมจาก “สมองน้อย”

มีเซนเซอร์หลายประเภท เช่น เซนเซอร์แรงบิดวัดแรงบิดเอาต์พุต เซนเซอร์อุณหภูมิวัดอุณหภูมิของมอเตอร์ เพื่อป้องกันไม่ให้ร้อนเกินไป เป็นต้น

นี่คือชิ้นส่วนหลักในตัวขับเคลื่อน ต่อไปเรามาพูดถึงตัวขับเคลื่อนโดยรวมว่าทำไมมันจึงเป็นกุญแจสำคัญในการลดต้นทุน ความแตกต่างระหว่างการพัฒนาด้วยตนเองกับการซื้อมาใช้มีมากน้อยเพียงใด

ตามการคำนวณของธนาคารอเมริกา ตัวขับเคลื่อนเป็นชิ้นส่วนที่มีต้นทุนสูงที่สุดบนหุ่นยนต์ คิดเป็นประมาณ 51%

หัวหน้าฝ่ายจัดซื้อของบริษัทหุ่นยนต์แห่งหนึ่ง

ไม่ว่าจะเป็นมือหรือมอเตอร์ มอเตอร์และคอนโทรลเลอร์ นั่นคือกล้ามเนื้อของคุณ (แอคตูเอเตอร์) นั้นมีราคาแพงกว่ากระดูกของคุณ ดวงตาของคุณ (เซนเซอร์) สมองของคุณ (ชิป) รวมถึงหัวใจของคุณ (แบตเตอรี่)

ดังนั้นผู้ปฏิบัติงานจึงเป็นกุญแจสำคัญในการลดต้นทุนสำหรับการผลิตในปริมาณมากในอนาคต โดยปัจจัยหลักคือซัพพลายเชนของจีนแข่งขันกันอย่างรุนแรงมาก โดยก่อนหน้านี้ชิ้นส่วนหลายอย่างที่ต้องพึ่งพาโรงงานในประเทศอื่นในการแปรรูปอย่างละเอียด ตอนนี้สามารถหาตัวแทนภายในประเทศได้ทั้งหมด

ตัวอย่างเช่น วูลงไดรฟ์ที่ผลิตมอเตอร์ ลู่เต๋อฮาร์โมนิกและซานฮวนถ่ายทอดแรงบิดที่ผลิตตัวลดความเร็ว ซงจื้อเด๋อ ฯลฯ แม้แต่บริษัทบางแห่งที่สามารถจัดหาอุปกรณ์ขับเคลื่อนแบบสมบูรณ์ เช่น ซานฮวาซีคอนและตั้วปู้

เนื่องจากสามารถซื้อเครื่องมืออัตโนมัติสำเร็จรูปได้บนตลาด ทำไมบริษัทหุ่นยนต์จึงต้องใช้เวลาและแรงงานในการพัฒนาเองล่ะ? เรามาเปรียบเทียบรูปแบบทั้งสองนี้

หากซื้อผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป สามารถลดต้นทุนการวิจัยและพัฒนาและเพิ่มประสิทธิภาพในการพัฒนา แต่ต้นทุนวัสดุที่เกี่ยวข้องจะสูงขึ้น ยากต่อการปรับแต่งตามความต้องการของตนเอง และประสิทธิภาพอาจไม่เพียงพอ

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

บริษัทส่วนใหญ่ (ผู้ผลิต) จะไม่ได้ออกแบบสิ่งที่คุณต้องการโดยเฉพาะ แต่จะขายสินค้ามาตรฐานให้คุณ ซึ่งต้นทุนค่อนข้างสูง หากบริษัทหนึ่งมีทีมภายในน้อยและมีประสบการณ์สะสมไม่เพียงพอ การซื้อจากผู้อื่นจะดีกว่าและสามารถสร้างสิ่งนี้ได้เร็วกว่า

หากพัฒนาด้วยตนเอง จะสามารถจับคู่กับความต้องการและอัลกอริทึมได้ดีกว่า และมีประสิทธิภาพสูงกว่า แต่จะต้องใช้แรงงานการวิจัยและพัฒนาจำนวนมาก

การเลือกเส้นทางใดเส้นทางหนึ่งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับขนาดของบริษัทและต้นทุน ตามการสำรวจของเรา ปัจจุบันบริษัทหุ่นยนต์ชั้นนำส่วนใหญ่ยังคงเน้นการพัฒนาด้วยตนเอง แม้แต่บางรายยังเข้าไปมีส่วนร่วมในการออกแบบที่ผู้จัดจำหน่าย

ดังนั้น ข้อต่อของหุ่นยนต์ไม่ได้แค่ประกอบชิ้นส่วนเข้าด้วยกัน แต่ต้องสามารถสมดุลระหว่างแรง ความแม่นยำ ความทนทาน ต้นทุน และน้ำหนักภายในพื้นที่ขนาดเล็กมาก ถือเป็นส่วนที่ยากที่สุดของร่างกายทั้งหมด เนื่องจากเป็นอุตสาหกรรมใหม่ที่ยังไม่มีซัพพลายเชนที่พัฒนาเต็มที่ ทุกคนยังอยู่ในขั้นตอนการค้นหา

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

(ในระยะเริ่มต้น) อุปกรณ์บนสายการผลิตจำนวนมากไม่มีอยู่ในอุตสาหกรรม เราต้องออกแบบ (ผลิต) อุปกรณ์เอง

ข้อต่อที่แข็งแรงเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ หุ่นยนต์จะรู้ได้อย่างไรว่าจะยืนมั่นคงได้อย่างไร? จะรับรู้โลกได้อย่างไร? ต่อไปเรามาพูดถึงเซนเซอร์กัน

หุ่นยนต์ในปัจจุบันมีความมั่นคงสูงมาก และแทบไม่ล้มแม้จะมีการแทรกแซงจากมนุษย์ ในแง่ฮาร์ดแวร์ ความสมดุลนี้ขึ้นอยู่กับเซนเซอร์ต่างๆ ที่อยู่ในร่างกาย

ในทางหนึ่งคือระบบขับเคลื่อนและเซอร์โวมอเตอร์ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ ซึ่งใช้เครื่องวัดตำแหน่งและเซนเซอร์แรงบิดภายในข้อต่อ เพื่อรับรู้ตำแหน่งปัจจุบันและแรงที่กระทำต่อข้อต่อแต่ละข้อแบบเรียลไทม์ จากนั้นปรับการส่งออกด้วยความถี่หลายพันครั้งต่อวินาที

ในทางกลับกัน การมีเพียง “ความรู้สึกของแขนขา” ยังไม่เพียงพอ เช่นเดียวกับที่มนุษย์ต้องพึ่งระบบเวสติบูลาร์ในหูชั้นในเพื่อรับรู้การเอียงและการหมุนของร่างกาย บนหุ่นยนต์ ส่วนนี้คือหน่วยวัดอินเซอร์ชัน (IMU)

IMU พบได้ทั่วไป เช่น เมื่อคุณหมุนโทรศัพท์มือถือ หน้าจอจะหมุนตาม ซึ่งทำงานด้วย IMU

IMU เป็นการรวมกันของเซนเซอร์หลายตัว โดยมีสองสิ่งที่สำคัญที่สุดคือ เซนเซอร์วัดความเร่ง ซึ่งวัดความเร่งตามแกน XYZ และเซนเซอร์กิโรสโคป ซึ่งวัดความเร็วเชิงมุมตามแกนพิทช์ ยอว์ และรอลล์ นอกจากนี้ IMU ยังรวมเซนเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้าเข้าไปด้วย ซึ่งทำหน้าที่เหมือนเข็มทิศอิเล็กทรอนิกส์เพื่อใช้ในการปรับค่า

การรวมข้อมูลเหล่านี้เข้าด้วยกัน ทำให้ IMU สามารถรับรู้สถานะการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์แบบเรียลไทม์ เมื่อเราเตะมัน ตัวหุ่นยนต์จะได้รับแรงเร่งทันที และอาจล้มไปข้างหน้า หลัง ซ้าย หรือขวา เมื่อ IMU ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงนี้ จะส่งข้อมูลไปยัง “สมองน้อย” เพื่อคำนวณว่าควรเพิ่มหรือลดทอร์กที่ข้อต่อใดบ้าง จากนั้นจึงดึงตัวหุ่นยนต์กลับสู่ตำแหน่งเดิม อุปกรณ์นี้ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในโทรศัพท์มือถือ รถยนต์ และที่อื่นๆ จึงมีเทคโนโลยีและการประยุกต์ใช้งานที่ค่อนข้างสุกงอม

การป้องกันการล้มขึ้นอยู่กับ IMU แต่สำหรับการเคลื่อนไหวประจำวัน การป้องกันการชนและการหลีกเลี่ยงอุปสรรคขึ้นอยู่กับระบบภาพมากที่สุด

“ตา”ของหุ่นยนต์คล้ายกับระบบขับขี่อัตโนมัติของรถยนต์ แต่ไม่เหมือนกันทั้งหมด วิธีที่พบบ่อยคือการรวมข้อมูลจากหลายเซนเซอร์ เช่น กล้อง ลาสเซอร์เรดาร์ และเรดาร์คลื่นมิลลิเมตร ข้อยกเว้นคือ Tesla Optimus ซึ่ง众所周知ว่า Musk เป็นผู้สนับสนุนแนวทางการมองเห็นเพียงอย่างเดียว โดยใช้กล้องเพียงอย่างเดียว

ในการใช้งานเซนเซอร์ หุ่นยนต์มีความคล้ายคลึงกับรถยนต์อย่างมาก และผู้ผลิตหลายรายก็ย้ายมาจากซัพพลายเชนของรถยนต์ อย่างไรก็ตาม แม้จะเป็นเซนเซอร์ชนิดเดียวกัน แต่ข้อกำหนดจริงๆ นั้นต่างกันอย่างมาก เราจะยกตัวอย่างเลเซอร์เรดาร์ที่มีราคาสูงกว่า

ข้อกำหนดด้านระยะการวัดแตกต่างกันก่อน รถยนต์ต้องขับบนทางด่วน ดังนั้นเลเซอร์เรดาร์ต้องสามารถตรวจจับสิ่งกีดขวางที่ระยะ 150-200 เมตร ขณะที่หุ่นยนต์ส่วนใหญ่ทำงานในอาคาร ระยะ 10-20 เมตรก็เพียงพอแล้ว ระยะการวัดที่สั้นกว่าหมายความว่าเลเซอร์เรดาร์สามารถมีพลังงาน ขนาด และต้นทุนที่ต่ำกว่าได้

ข้อที่สองคือความหนาแน่นของจุดและวิธีการสแกนที่แตกต่างกัน รถยนต์ระบุวัตถุขนาดใหญ่ เช่น รถยนต์ มนุษย์ และสิ่งกีดขวาง ดังนั้นความหนาแน่นของจุดสามารถต่ำได้ แต่หุ่นยนต์ต้องหยิบไขควงจากบนโต๊ะหรือเก็บเหรียญจากพื้น ซึ่งเป็นวัตถุขนาดเล็ก จึงต้องการความหนาแน่นของจุดที่สูงกว่า

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

เราต้องการให้จุดคลาวด์หนาแน่นมาก โดยปัจจุบันเราใช้การสแกนแบบไม่ซ้ำกัน ซึ่งหมายความว่าเมื่อคุณยืนอยู่กับที่สักครู่ จุดคลาวด์จะหนาแน่นขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งที่ดีมากสำหรับเรา เพราะหุ่นยนต์ของเรามักไม่ได้ทำการดำเนินการอย่างรุนแรง แต่ทำงานช้าๆ เหมือนมนุษย์ที่ทำกิจกรรมต่างๆ อย่างค่อยเป็นค่อยไป ในขณะที่รถยนต์ต้องการความเสถียร ความเรียลไทม์ และความซ้ำซ้อนในระดับสูงมาก

ثالثคือตำแหน่งการติดตั้งและขนาดที่ต่างกัน รถยนต์สามารถติดตั้งเลเซอร์เรดาร์บนหลังคารถหรือกันชน ขนาดที่ใหญ่กว่าก็ยังยอมรับได้ แต่หุ่นยนต์มีขนาดตัวเล็ก จึงต้องใช้โมดูลที่เล็กกว่า

ข้อที่สี่คือความต้องการด้านความน่าเชื่อถือที่แตกต่างกัน เช่น รถยนต์ที่ใช้งานกลางแจ้งตลอดปีต้องการช่วงอุณหภูมิในการทำงานที่สูงกว่า ในขณะที่หุ่นยนต์ต้องรับแรงกระแทกที่มากกว่า จึงต้องการความต้านทานต่อการสั่นสะเทือนที่สูงกว่า

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

ก่อนหน้านี้เมื่อฉันทำงานด้านอุปกรณ์สำหรับยานยนต์ ข้อกำหนดขั้นต่ำของเลเซอร์เรดาร์คือ -40 ถึง 85 องศาเซลเซียส แต่ในหุ่นยนต์ อย่างน้อยในตอนนี้ไม่จำเป็นเลย ดังนั้นยานยนต์จึงมีการออกแบบหลายอย่างที่เน้นความน่าเชื่อถือโดยเฉพาะ ซึ่งในมุมมองของหุ่นยนต์ถือว่าซ้ำซ้อน เมื่อเกิดอุบัติเหตุทางรถยนต์ แรงเร่งอาจสูงถึงระดับที่หุ่นยนต์ใช้ในการพลิกตัวกลางอากาศเพียงครั้งเดียว ดังนั้นเราจึงมีความต้องการสูงมากในเรื่องความมั่นคงภายใต้สภาวะการสั่นสะเทือน

แม้ว่าเลเซอร์เรดาร์บนรถยนต์จะพัฒนาอย่างมากแล้ว แต่เลเซอร์เรดาร์บนหุ่นยนต์ยังอยู่ในระยะเริ่มต้นของอุตสาหกรรม

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

เราต้องการให้ขนาดเล็กลง จุดคลาวด์หนาแน่นขึ้น ระยะการมองเห็นสั้นลงแต่มุมมอง (FOV) ใหญ่ขึ้น ความต้องการเหล่านี้ยังไม่ได้รับการตอบสนอง

บนกล้องวงจรปิด ตามการเปิดเผยจากหัวหน้าฮาร์ดแวร์ปัญญาประดิษฐ์ของเทสล่ารายก่อนหน้า พวกเขาเลือกกล้องรถยนต์ แต่เส้นทางการพัฒนาภายในก็เปลี่ยนแปลงหลายครั้ง

หลิวเซียงเคอ (เคอร์รี)

หัวหน้าฮาร์ดแวร์ปัญญาประดิษฐ์ของเทสลาก่อนหน้านี้

แผนปัจจุบันน่าจะใช้กล้องบนรถที่มีความละเอียด 5 ล้านพิกเซล แผนเริ่มต้นในช่วงแรกใช้กล้องจำนวนมากหลายตัว โดยความละเอียดของแต่ละตัวแตกต่างกัน โดยลดอัตราเฟรมแต่เพิ่มความละเอียด ทำไมต้องทำแบบนี้? เพราะตอนนั้นเอลอนได้เสนอข้อกำหนดว่า หุ่นยนต์ควรสามารถเย็บด้ายผ่านเข็มได้ เราคำนวณแล้วพบว่า เพื่อให้บรรลุข้อกำหนดนี้ จำเป็นต้องมีความละเอียดมากกว่า 15 ล้านพิกเซลจึงจะมองเห็นสิ่งนี้ได้

เนื่องจากทีมซอฟต์แวร์ระบุว่า หากต้องเปลี่ยนทั้งพิกเซลและกล้อง การฝึกโมเดลใหม่จะต้องใช้เวลาและปริมาณงานมากเกินไป ถ้าทำไม่ได้จะทำอย่างไร? จึงพิจารณาติดตั้งการโฟกัสอัตโนมัติบนกล้อง แต่ต่อมาดูเหมือนจะมีการกล่าวว่า未必จำเป็นต้องทำเช่นนั้น ดังนั้นจึงยังคงมีการเปลี่ยนแปลงอยู่เรื่อยๆ

ต่อไปเรามาพูดถึงการสัมผัส เพื่อให้เกิดการสัมผัส มีวิธีหลักๆ 4 วิธี:

ที่พบบ่อยที่สุดคือแบบแรงต้านทาน ซึ่งแปลงแรงดันเป็นความต้านทานเพื่อเปลี่ยนสัญญาณกระแสไฟฟ้า เช่น ใช้ในเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์

第二种是电容式，使用弹性介质隔开上下两层，当施加压力时，电极间距变小，电容值随之变化。

ประเภทที่สามคือแบบผลึกกดไฟฟ้า ซึ่งเมื่อวัสดุได้รับแรง จะสร้างแรงดันไฟฟ้าโดยตรง เช่น อุปกรณ์ปล่อยประจุในไฟแช็ก

ประเภทที่สี่คือแบบออปติคัล ซึ่งมีวัสดุยืดหยุ่นบนพื้นผิว เมื่อได้รับแรงจะเกิดการเปลี่ยนรูป โดยกล้องถ่ายภาพจะจับภาพนี้ ซึ่งเป็นวิธีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบัน

การสัมผัสควรเป็นแบบสามมิติ ไม่เพียงแต่รับรู้แรงกด แต่ยังรับรู้แรงเสียดทานบนพื้นผิวได้ เช่น เมื่อเราหยิบโค้ก มือจะบีบขวดแล้วยกขึ้น หากนิ้วรู้สึกถึงแรงเสียดทานที่ทำให้ขวดลื่นลง จะเพิ่มแรงบีบเพื่อป้องกันไม่ให้หลุด

แต่สิ่งนี้ก็สร้างความท้าทายอย่างมากต่อวัสดุและอัลกอริทึม

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

ก่อนอื่น ในระดับตัวเซนเซอร์เอง เพราะในแก่นแท้แล้วมันเป็นวัสดุทั้งหมด วัสดุใดๆ ก็ตามจะแยกแยะได้ยากมากในสามทิศทาง (XYZ) ดังนั้นความแม่นยำจึงยากกว่าแรงแบบหนึ่งมิติมาก แล้วจะทำให้มันแม่นยำได้อย่างไร? ต่อมา ข้อมูลสัมผัสสามมิติที่ซับซ้อนเช่นนี้ จะเชื่อมโยงกับโมเดลการควบคุมได้อย่างไร ก็เป็นเรื่องยากมากเช่นกัน เพราะในปัจจุบันปริมาณข้อมูลโดยรวมยังมีน้อยมาก

ภายใต้ความท้าทายเหล่านี้ หุ่นยนต์ที่ผลิตจำนวนมากในอุตสาหกรรมก่อนหน้านี้แทบไม่ได้ติดตั้งระบบสัมผัสเลย

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

ในผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจำนวนมากทั้งหมดในปี 2025 การใช้งานการสัมผัสนั้นน้อยมาก แทบจะไม่มีเลย ไม่ใช่แค่เราเท่านั้น แต่ทั้งอุตสาหกรรมก็ใช้น้อยเช่นกัน เนื่องจากสิ่งนี้ไม่มีความเสถียร

ต้องพิจารณาว่าเมื่อใช้งานในระยะยาว จะทำอย่างไรให้ไม่เกิดการบิดเบี้ยว เพราะแม้แต่การบิดเบี้ยวเล็กน้อยก็อาจทำให้สัญญาณที่ส่งออกแตกต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง นอกจากนี้ยังต้องไม่ให้เกิดการเลื่อนของประสิทธิภาพ รูปร่างและตำแหน่งต้องไม่เสียหาย วัสดุต้องนุ่มพอเหมาะแต่ยังต้องทนต่อการสึกหรออย่างมาก ซึ่งเป็นเรื่องที่ขัดแย้งกันเอง

แต่มาถึงปีนี้ ดูเหมือนว่าสถานการณ์จะมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย ผู้เข้าร่วมสัมภาษณ์ของเราแสดงว่า ถึงปี 2026 จะเห็นความหวังในการผลิตเชิงพาณิชย์ในปริมาณมาก ต่อจากนั้นคือการพัฒนาวิธีการผสานระบบสัมผัสให้ดียิ่งขึ้นในการรวบรวมข้อมูลและการฝึกอบรม โดยรวมแล้ว อุตสาหกรรมสัมผัสยังอยู่ในระยะเริ่มต้นมาก และเรายังรอคอยการก้าวหน้าเพิ่มเติมในอนาคต

นอกจากเซนเซอร์ที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว หุ่นยนต์ยังต้องการเซนเซอร์วัดอุณหภูมิ ความชื้น เซนเซอร์แรงบิดหกมิติ UWB เป็นต้น เซนเซอร์เหล่านี้มีความเป็นผู้เชี่ยวชาญค่อนข้างสูง เราจึงไม่ขออธิบายเพิ่มเติม

เซนเซอร์ช่วยให้หุ่นยนต์รับรู้โลกได้ ข้อต่อให้หุ่นยนต์มีความสามารถในการเคลื่อนไหว แต่เพื่อผสานสองสิ่งนี้เข้าด้วยกัน จำเป็นต้องมี “ศูนย์กลาง” ต่อไปนี้เรามาพูดถึงศูนย์กลางนี้—สถาปัตยกรรมไฟฟ้า

ในบทความก่อนหน้าเกี่ยวกับอัลกอริธึมหุ่นยนต์ เราได้กล่าวถึงสถาปัตยกรรมระบบคู่แบบ “System 1 + System 2” ซึ่ง System 1 รับผิดชอบการควบคุมแขนขา ส่วน System 2 ทำหน้าที่คิดอย่างซับซ้อน โดยบนชิปก็ใช้การรวมกันแบบ “สมองน้อย + สมองใหญ่”

ทำไมไม่ใช้ชิปเดียวทำทุกอย่างล่ะ? เพราะความต้องการตรงข้ามกันอย่างสิ้นเชิง

ชิปสมองต้องคิดว่า “จะทำอะไรให้ถูกต้อง” ต้องการพลังการประมวลผลสูงและหน่วยความจำขนาดใหญ่ ควรสามารถรันโมเดลขนาดใหญ่ได้ที่ขอบเครือข่าย โดยความล่าช้าไม่กี่วินาทีก็ไม่มีผลอะไร

ปัจจุบัน ชิป Orin ของ NVIDIA เป็นชิปที่ใช้ในสมองของหุ่นยนต์ส่วนใหญ่ ปี 2025 NVIDIA ได้เปิดตัวชิป Thor ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าและออกแบบมาเฉพาะสำหรับหุ่นยนต์และ AI ทางกายภาพ ซึ่งคาดว่าจะกลายเป็นมาตรฐานหลักในอนาคต

นอกเหนือจาก Tesla Optimus ซึ่งใช้ชิปที่พัฒนาขึ้นเอง และยังใช้ชิปคู่

หลิวเซียงเคอ (เคอร์รี)

หัวหน้าฮาร์ดแวร์ปัญญาประดิษฐ์ของเทสลาก่อนหน้านี้

หุ่นยนต์ไม่ได้ขับเคลื่อนด้วยตนเอง จึงไม่มีข้อพิจารณาด้านความปลอดภัยแบบนี้ เอลอนเองก็คิดว่า เขาพูดว่า: “ไม่จำเป็นต้องมีความปลอดภัยสำรองแบบนี้ อันเดียวเพียงพอแล้ว” หลังจากสร้างระบบชิปเดียวเสร็จ เขาก็คิดอีกทีว่าผิด โมเดลโลกของหุ่นยนต์ต้องการพลังการประมวลผลสูงกว่าการขับขี่อัตโนมัติมาก แม้แต่การขับขี่อัตโนมัติก็ยังยากอยู่แล้ว หุ่นยนต์จะใช้แค่อันเดียวได้อย่างไร? เขาก็ตระหนักขึ้นมาอีกครั้งและพูดว่า: “ไม่ใช่ ไม่ใช่ กลับไปใช้สองชิปดีกว่า”

นอกจากนี้ยังในงาน CES ช่วงต้นปีนี้ ควอลคอมม์ยังได้เปิดตัวชิปสมองหุ่นยนต์ Dragonwing IQ10 และได้ประกาศความร่วมมือกับ Figure

แต่ชิปสมองน้อยต้อง “ควบคุมร่างกาย” ไม่จำเป็นต้องใช้กำลังการประมวลผลสูงมาก แต่ต้องมีความเร็วในการตอบสนอง ความเสถียร และความแม่นยำตามเวลาจริง หากมีความล่าช้าเพียงไม่กี่มิลลิวินาทีก็อาจล้มได้

ตัวอย่างเช่น เมื่อหุ่นยนต์ทำท่าหลังหงายหรือเต้น มักจะใช้การเคลื่อนไหวที่บันทึกไว้ล่วงหน้า แต่เราพบว่าเท้าของมันยังมีการก้าวเล็กๆ ซึ่งเป็นผลจากการปรับสมดุลแบบไดนามิกโดยสมองน้อย คล้ายกับ “ปฏิกิริยาตามสัญชาตญาณ” ของมนุษย์

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

สมองน้อยต้องการความเร็วสูงมาก ดังนั้นความถี่ภายในสมองน้อยอาจอยู่ที่ 1 กิโลเฮิรตซ์

ในปัจจุบันชิปสมองน้อยมักเป็น MCU ตัวเลือกหลักได้แก่ ซีรีส์ STM32 ของ STMicroelectronics, ซีรีส์ i.MX RT ของ NXP และซีรีส์ RZ ของ Renesas เป็นต้น

ตอนนี้เรายังเห็นแนวโน้มใหม่ที่อุตสาหกรรมกำลังพยายามรวมชิปสมองและชิปน้องสมองเข้าด้วยกัน ทีสลาเป็นผู้นำในด้านนี้และเริ่มต้นจากเส้นทางนี้ตั้งแต่แรก

หลิวเซียงเคอ (เคอร์รี)

หัวหน้าฮาร์ดแวร์ปัญญาประดิษฐ์ของเทสลาก่อนหน้านี้

เราสมมติว่าในเวลานั้นใช้ชิปที่พัฒนาขึ้นเองของคอมพิวเตอร์ Hardware 4 สมองและไขสันหลังของเทสล่าถูกรวมอยู่บนชิปเดียวกัน แล้วจะใช้สถาปัตยกรรมการสื่อสารแบบใดเพื่อควบคุมการเคลื่อนไหวทั้งหมดของร่างกายผ่านชิปเดียว? ในเวลานั้นเราใช้เวลาศึกษาแนวทางนี้อยู่พอสมควร โดยใน SOC หนึ่งตัวมี ASIC สำหรับการประมวลผล และยังมี CPU หลายแกนที่สามารถใช้จัดการสิ่งต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับไขสันหลัง ซึ่ง CPU ที่มีความถี่สูงนี้มีความล่าช้าต่ำมาก

นอกจาก特斯拉แล้ว ยังมีบริษัทอื่นๆ ที่กำลังวิจัยโซลูชันแบบบูรณาการ

ตัวอย่างเช่น Lingjing Zhiyuan ได้เปิดตัวสถาปัตยกรรม Dvořák ในเดือนมีนาคมปีนี้ โดยรวมฟังก์ชัน “สมอง-สมองน้อย-เปลือกสมอง” ไว้บนชิปเดียว การรวมเป็นชิปเดียวกันจะ带来ประโยชน์อะไรบ้าง?

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

ก่อนอื่น ผมคิดว่าข้อได้เปรียบใหญ่ที่สุดคือตอนนี้ถูกออกแบบเป็นแผ่นเดียว ทำให้ปริมาตรของช่องอกและเส้นทางการเดินสายเรียบง่ายขึ้นมาก จากนั้นคือสมองและสมองน้อย ยิ่งไปข้างหน้า ความร่วมมือระหว่างสองส่วนนี้ยิ่งมีความสำคัญมากขึ้น ตัวอย่างเช่น ถ้ามีคนขว้างลูกดอกมาหาคุณ การมองเห็นและคาดการณ์เส้นทางของลูกดอกอาจใช้สมอง แต่การยื่นมือออกไปจับมันนั้นเป็นหน้าที่ของสมองน้อย การสื่อสารระหว่างสองส่วนนี้ยิ่งเร็วเท่าใด ก็ยิ่งช่วยให้สามารถทำท่าทางที่ยากลำบากมากขึ้นได้ หากสมองและสมองน้อยถูกออกแบบให้อยู่ด้วยกัน การสื่อสารระหว่างชิปจะเร็วมากจริงๆ สมองอาจสามารถควบคุมสมองน้อยให้เคลื่อนไหวแบบเรียลไทม์ และให้ข้อมูลย้อนกลับด้วยความเร็วสูงมาก

อย่างไรก็ตาม ตามมุมมองของอุตสาหกรรม ชิปขนาดใหญ่และขนาดเล็กที่เป็นมาตรฐานเดียวกันยังอยู่ในระยะเริ่มต้นอย่างมาก และจะต้องรอจนกระทั่งหุ่นยนต์ถูกส่งออกในปริมาณที่เพียงพอและตลาดมีขนาดใหญ่พอ บริษัทหุ่นยนต์จึงจะค่อยๆ เปลี่ยนไปสู่การพัฒนาชิปแบบรวมศูนย์ของตนเอง ดังเช่นบริษัทรถยนต์อัจฉริยะในปัจจุบัน

สุดท้าย ยังต้องการแบตเตอรี่ที่ให้พลังงานกับร่างกายทั้งหมด เหมือนหัวใจของหุ่นยนต์ ความต้องการหลักคือการเพิ่มความจุให้สูงขึ้นในความหนาแน่นที่น้อยลง ผู้จัดหาหลักได้แก่ CATL, LG, EVE Energy เป็นต้น

ยังมีสายเคเบิลกระจายทั่วทั้งตัวอุปกรณ์ คล้ายเส้นประสาทและหลอดเลือด ใช้สำหรับการสื่อสารและการจ่ายไฟระหว่างอุปกรณ์ ผู้จัดจำหน่ายหลักได้แก่ Luxshare Precision, TE Connectivity, Amphenol เป็นต้น

เกี่ยวกับซัพพลายเชนของหุ่นยนต์ที่มีความหลากหลายมากมาย เราจึงไม่ได้ยกมาอธิบายทีละรายการ ที่นี่เราวางภาพรวมไว้ให้ ผู้ที่สนใจสามารถซูมดูเพื่อศึกษาเพิ่มเติม

เมื่อคุณอ่านมาถึงตรงนี้ คุณน่าจะเรียนรู้วิธีการสร้างหุ่นยนต์แล้ว แต่อย่าเพิ่งรีบ เพราะถ้าคุณลองทำเองจริงๆ คุณจะพบว่ามีปัญหาเกิดขึ้นทุกที่ เนื่องจากความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดในการสร้างหุ่นยนต์ คือการรักษาสมดุลระหว่างวิศวกรรมต่างๆ

สุดท้ายนี้ เรามาพูดถึงความท้าทายในการประกอบและผลิตจำนวนมาก รวมถึงเหตุผลที่หุ่นยนต์ก้าวหน้าอย่างก้าวกระโดดในสองปีที่ผ่านมา

05 การประกอบและผลิตจำนวนมาก: การทำงานได้ไม่ได้หมายถึงใช้งานได้ดี

หากคุณเคยดูมาราธอนหุ่นยนต์เมื่อไม่นานมานี้ คุณจะเห็นว่ามีเรื่องน่าสนใจมากมายในงาน

บางคนนั่งลงแบบไม่เลือกที่ ทำให้หุ่นยนต์ข้างๆ ปรบมือชื่นชม; บางคนวิ่งไปแล้วข้อเท้าบิด ดื่มแอลกอฮอล์จนเมามาย แขนหลุด วิ่งขึ้นไปบนพื้นที่สีเขียว หรือสะดุดกับแท่งลดความเร็วจนร่างแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย

There are also outstanding performances, such as the Glory robot, which swept the top six positions and broke the human half-marathon record.

แต่สิ่งนี้ก็ได้ก่อให้เกิดการอภิปรายบางอย่าง: แม้แต่ผู้ผลิตโทรศัพท์มือถือที่ทำหุ่นยนต์ก็สามารถแสดงผลงานได้ดีเช่นนี้ หมายความว่าอุตสาหกรรมนี้ไม่มีอุปสรรคในการเข้าสู่ตลาดหรือไม่?

คำตอบจากผู้เชี่ยวชาญคือ: Yes, and, No. เรามาพูดถึงส่วน Yes ก่อน

ส่วนประกอบต่างๆ ผู้จัดจำหน่าย และอุตสาหกรรมโทรศัพท์มือถือและยานยนต์ที่กล่าวถึงในบทความก่อนหน้านี้มีความซ้ำซ้อนกันอย่างมาก ยิ่งไปกว่านั้น อัลกอริทึมบางส่วนยังสามารถใช้ร่วมกับระบบขับขี่อัตโนมัติได้ นี่คือเหตุผลที่ Honor, Xiaomi, Tesla และ XPeng ตัดสินใจเข้าสู่ตลาดหุ่นยนต์

หัวหน้าฝ่ายจัดซื้อของบริษัทหุ่นยนต์แห่งหนึ่ง

ซัพพลายเออร์ในส่วนระบบไฟฟ้าและพลังงาน (Electrical & Power system) มีความซ้ำซ้อนกันมากกว่า 90% แม้ว่าแม่พิมพ์ในส่วนระบบกลไก (mechanical system) จะแตกต่างกัน แต่ซัพพลายเออร์ก็ยังมีจำนวนมากที่คล้ายกัน ส่วนระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเป็นส่วนเดียวที่อาจมีความเกี่ยวข้องกับรถยนต์น้อยที่สุด เพราะในรถยนต์ไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่ให้แรงบิดจำนวนมากเช่นนี้ แต่ชิ้นส่วนอย่างเกียร์ลดความเร็วและเกียร์มีอยู่มากมายในรถยนต์ รวมถึงเซ็นเซอร์ (sensor) เช่นกัน ดังนั้น สิ่งของประมาณ 80% ขึ้นไปสามารถใช้ร่วมกันได้

ในทางทฤษฎี 只要你认识这些供应商，就能自己搓出一台机器人。但“能动”和“好用”之间，却隔着一道巨大的鸿沟，这就是No的部分。

ตัวอย่างเช่น หลังจากประกอบแล้วน้ำหนักกระจายไม่สม่ำเสมอ ศูนย์ถ่วงของหุ่นยนต์จะเอนไปข้างหนึ่ง ในการเดินเพื่อรักษาสมดุล ข้อต่อบางส่วนต้องใช้แรงเพิ่มเติม ทำให้การใช้พลังงานเพิ่มขึ้น ระยะการใช้งานลดลง และอาจส่งผลต่อความมั่นคงของรูปแบบการเดิน

หรืออาจวิ่งได้ดีในห้องแล็บเป็นเวลา 1 ชั่วโมง แต่เมื่อนำไปใช้งานในสภาพแวดล้อมจริงเป็นเวลา 100 ชั่วโมง ปัญหาต่างๆ ก็จะเริ่มปรากฏขึ้น: เช่น น็อตบางตัวหลวม สายบางเส้นสึกหรอ สารหล่อลื่นในข้อต่อบางจุดแห้ง หรือเซนเซอร์บางตัวเริ่มเบี่ยงเบนค่า ปัญหาเหล่านี้ต้องผ่านการปรับแต่งอย่างต่อเนื่องจึงจะสามารถหาจุดสมดุลได้

หัวหน้าฝ่ายจัดซื้อของบริษัทหุ่นยนต์แห่งหนึ่ง

แต่ละชิ้นส่วน ผมแยกออกเป็นแต่ละซัพพลายเออร์ ผมคิดว่าความยากของซัพพลายเออร์แต่ละรายไม่สูงนัก ผมคิดว่าสิ่งที่ยากจริงๆ คือการรวมระบบ。

สิ่งที่มากกว่านั้นคือคุณได้กำหนดข้อจำกัดให้มัน เช่น คุณต้องการลดน้ำหนักและทำให้มันเบาลงถึงระดับใด แต่เมื่อคุณบังคับให้มันมีรูปร่างเหมือนมนุษย์ แรงบิดและความแม่นยำของมันต้องเทียบเท่ากับมนุษย์ นี่คือจุดที่ยากที่สุด และเป็นเรื่องของการแลกเปลี่ยนทางวิศวกรรมมากกว่า

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

ผลิตภัณฑ์มาตรฐานที่ขายอยู่ทั่วไปมักไม่สามารถทำให้พึงพอใจได้ และยังห่างไกลจากความต้องการจริงในการประยุกต์ใช้อัลกอริทึมของเรา ดังนั้นสิ่งเหล่านี้จึงเป็นชิ้นส่วนหลักที่เราต้องลงมือทำเอง

การสร้างหุ่นยนต์ที่สามารถเชิงพาณิชย์และผลิตเป็นจำนวนมาก จะยังคงเผชิญกับปัญหาความสม่ำเสมอ

เนื่องจากช่องว่างข้อต่อ จุดศูนย์ของเซนเซอร์ และพารามิเตอร์ของมอเตอร์แต่ละตัวไม่เหมือนกัน จึงจำเป็นต้องปรับแต่งรายละเอียดแต่ละจุดเพื่อให้แอลกอริธึมชุดเดียวกันสามารถใช้งานได้อย่างมั่นคงบนตัวเครื่องรุ่นต่างๆ

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

คุณวางหุ่นยนต์ 10 ตัวไว้ที่นั่น สั่งให้พวกมันรับค่าพารามิเตอร์เดียวกัน ตำแหน่งที่มือของมันยื่นออกไปจะไม่เหมือนกัน

หากทำการดำเนินการ ความแตกต่างเพียงไม่กี่มิลลิเมตรก็อาจเปลี่ยนจากสามารถจับมันได้ เป็นการชนมันล้มลง ดังนั้นการปรับเทียบระบบเซนเซอร์และอุปกรณ์ขับเคลื่อนของหุ่นยนต์ทั้งหมดให้เหมาะสมจึงเป็นเรื่องยากมาก นอกจากนี้ หลังจากปรับเทียบเสร็จแล้ว ยังต้องรับประกันได้ว่าหลังจากใช้งานไปหนึ่งปี เมื่อส่วนต่างๆ เสื่อมสภาพและเซนเซอร์เกิดการบิดเบี้ยว ระบบยังคงสามารถคงความเสถียรได้ ซึ่งในกรณีนี้อาจจำเป็นต้องมีการปรับเทียบแบบออนไลน์ ที่สามารถวิเคราะห์ข้อผิดพลาดด้วยตัวเองได้ สิ่งเหล่านี้เป็นงานที่มองไม่เห็น แต่หากไม่ทำ จะไม่สามารถแก้ไขปัญหาต่างๆ ที่ตามมาได้

ดังนั้นความท้าทายที่แท้จริงไม่ใช่การ "ประกอบเข้าด้วยกัน" แต่คือการบูรณาการในระดับระบบ

เรามาดูมาราธอนหุ่นยนต์อีกครั้ง ปีนี้ไม่เพียงแต่ความเร็วจะดีขึ้นมาก แต่ความสมบูรณ์โดยรวมก็สูงขึ้นเช่นกัน พิจารณาการพัฒนาการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ในสองปีที่ผ่านมา ตั้งแต่การเดิน ไปจนถึงการหมุนผ้าเช็ดหน้า แล้วมาถึงการเต้นและมวยจีน ทำไมการพัฒนาการในสองปีที่ผ่านมาถึงเร็วมากนัก? เหตุผลสำคัญที่สุดคือซัพพลายเชนที่สุกงอม

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

ในช่วงสองปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมหุ่นยนต์ยังไม่ได้รับการมองว่ามีศักยภาพเหมือนตอนนี้ ตอนนั้นคนไม่ได้ทำเลเซอร์เรดาร์สำหรับหุ่นยนต์ แต่จะพูดว่า “นี่คือสำหรับรถขนส่งสินค้า คุณเอามาใช้ได้เลย” ในเวลานั้นเราต้องขอร้องผู้อื่น และทุกคนล้วนมีข้อสงสัยเกี่ยวกับหุ่นยนต์

เช่นเดียวกับที่เราได้กล่าวไปก่อนหน้านี้ 产业链ของหุ่นยนต์มีหลายขั้นตอนที่ทับซ้อนกับอุตสาหกรรมยานยนต์ สำหรับซัพพลายเออร์ในอดีต ยังมีปัญหาการแข่งขันภายในทรัพยากร: ในกรณีที่ปริมาณการผลิตมีจำกัด ควรจัดสรรให้กับอุตสาหกรรมที่มีการพาณิชย์เสร็จสิ้นก่อน หรือควรปรับสายการผลิตเพื่อลงทุนกับตลาดหุ่นยนต์ที่ยังไม่สุกงอมทางการค้า?

หัวหน้าฝ่ายจัดซื้อของบริษัทหุ่นยนต์แห่งหนึ่ง

ก่อนหน้านี้ ฉันคิดว่าตลาดยังไม่ถึงระดับนี้ ยังอาจห่างจากผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณการใช้งานจริง เช่น โทรศัพท์มือถือหรือรถยนต์ อยู่หนึ่งถึงสองระดับขนาด ดังนั้นผู้จัดจำหน่ายก็กำลังเล่นเกมการต่อรอง เพราะทรัพยากรภายในของพวกเขาก็มีจำกัด

ขณะนี้ ตามที่ตลาดหุ่นยนต์กำลังได้รับความนิยมมากขึ้น ผู้จัดจำหน่ายเริ่มยินดีสร้างแม่พิมพ์เฉพาะสำหรับหุ่นยนต์และผลิตสินค้าตามคำสั่งเฉพาะ เชื่อว่าเมื่อความต้องการเพิ่มขึ้นและเส้นทางการพาณิชย์ชัดเจนยิ่งขึ้น ห่วงโซ่อุปทานจะเติบโตเหมือนลูกหิมะที่กลิ้งไปเรื่อยๆ

แล้วขั้นตอนถัดไปของ里程碑จะเป็นอะไร?

06 ขั้นต่อไป: จากการพลิกตัวกลางอากาศไปสู่การจับใบไม้ที่ร่วงหล่น

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

ฉันไปที่เมืองละครสัตว์เซี่ยงไฮ้เมื่อไม่กี่วันก่อน หลังจากดูการแสดงหนึ่งครั้ง ฉันรู้สึกว่ายังมีสิ่งที่หุ่นยนต์ต้องพัฒนาอีกมากมาย

นักแสดงที่เดินบนเส้นเชือกสูงหลายสิบเมตรด้วยตาปิด ผู้วิเศษที่ใช้ตะเกียบหนึ่งอันทำให้ชามหลายสิบใบหมุนพร้อมกัน พวกเขาแสดงให้เห็นสิ่งที่มนุษย์พัฒนาขึ้นตลอดกว่าล้านปี: การรับรู้อย่างยอดเยี่ยม ความสมดุลในระดับสัญชาตญาณ และการตอบสนองทางสัมผัสที่แม่นยำถึงระดับเส้นผม

แม้ว่าหุ่นยนต์ในปัจจุบันจะสามารถทำท่าหลังหงายและศิลปะการต่อสู้ได้ แต่มันยังห่างไกลจากมนุษย์

ฉันถามหวังฉวงว่าเขารอคอยระยะทางสำคัญถัดไปของหุ่นยนต์คืออะไร คำตอบของเขาทำให้ฉันประหลาดใจเล็กน้อย คำตอบของเขาไม่ใช่การเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนหรือทันสมัยกว่านั้น แต่เป็นการ “จับใบไม้ที่ร่วงหล่น” ซึ่งเป็นสิ่งพื้นฐานมาก ๆ ที่สอดคล้องกับสัญชาตญาณของมนุษย์ในการรวมการรับรู้และการควบคุม

หวังฉวน

หุ้นส่วนของ Zhì Yuán / รองประธานอาวุโส / ประธานฝ่ายธุรกิจทั่วไป

มีใบไม้ใบหนึ่ง ฉันสามารถเดินไปหาได้ และยื่นมือขึ้นไปก็จับใบไม้นั้นได้พอดี

เพียงแค่สายลมพัดผ่าน ผ่านป่าไม้ และ “มัน” เดินไป ยื่นมือออก และ “บังเอิญ” จับใบไม้ที่ร่วงลงมา เมื่อวันนี้มาถึง หุ่นยนต์ก็ใกล้เข้ามาสู่ชีวิตของเราอีกขั้นหนึ่ง