-
-
Whatsapp
-
telegram：
+56946274137
Игры человекоподобных роботов завершились: на арене соревновались алгоритмы, а за её пределами — материалы! От шарниров до аккумуляторов — рассмотрим, какие технологические решения DODGEN обладают потенциалом применения в робототехнике
2026-08-27
Аннотация: Всего за год результат улучшился с 21,50 до 9,32 секунды: робототехника развивается стремительными темпами, и технологии производства исходных материалов также должны идти в ногу с этим прогрессом!
8,86 секунды и 3,40 метра на спортивной арене: половина успеха — алгоритмы, вторая половина — материалы
На недавно завершившихся Всемирных играх человекоподобных роботов стометровую дистанцию преодолели за 8,86 секунды, а в прыжке в высоту взяли планку 3,40 метра — оба результата стали новыми рекордами и одновременно превысили пределы человеческих возможностей.
Зрители видят скорость и высоту, а инженеры — другой набор показателей: за каждой выигранной сотой секунды стоит оптимизация конструкции, снижающая массу машины на сотни граммов; каждый отрыв от земли и каждое приземление проверяют ударную вязкость и усталостную прочность материалов шарниров; в каждой гонке на выносливость решающими становятся удельная энергия и ресурс аккумулятора.
На арене соревнуются алгоритмы, за ее пределами — материалы.
Если рассматривать материалы глубже, мы попадаем в хорошо знакомую химикам область: чистота мономеров для шестерен из PEEK, содержание примесей в добавках к электролиту на уровне ppm, светопропускание прозрачной лицевой панели, рецептура полимерной электронной кожи. Во многих критических точках ограничением становится не сам материал, а технология его получения.
Предлагаем использовать эти соревнования как связующую нить, условно разобрать человекоподобного робота и поэлементно оценить, сколько химических материалов потребляет одна из самых востребованных машин нашего времени и в каких ключевых точках этой карты материалов находятся технологические решения Shanghai DODGEN.
Раздел 1
Каркас и шарниры: борьба за снижение массы дошла до уровня высокоэффективных полимеров
Первая задача при создании человекоподобного робота — снижение массы.
Каждый килограмм, снятый с корпуса, одновременно уменьшает требования к мощности приводов, емкости аккумулятора и крутящему моменту шарниров: снижение массы дает мультипликативный эффект для всех рабочих характеристик. Основное направление отрасли уже определилось — замена металлов высокоэффективными инженерными пластиками.
Самый заметный из них — полиэфирэфиркетон (PEEK). Этот специальный инженерный пластик по прочности приближается к металлам, но имеет плотность примерно в шесть раз ниже; он термостоек, обладает самосмазывающимися свойствами и высокой усталостной прочностью. В редукторных шестернях, сепараторах подшипников и элементах конструкции человекоподобных роботов PEEK быстро замещает алюминиевые сплавы и нержавеющую сталь. По распространенной отраслевой оценке, в одном высокотехнологичном человекоподобном роботе может использоваться несколько килограммов PEEK; по мере роста поставок многие аналитические организации относят его к материалам с одним из наиболее высоких потенциалов роста в робототехнике.
Другое, менее заметное, но столь же важное направление — арамидное волокно. Прочность пара-арамида в несколько раз выше прочности стали при той же массе. Наряду с сверхвысокомолекулярным полиэтиленом он служит основным материалом для сухожильных приводов ловких роботизированных кистей, армирования кабелей и гибких защитных конструкций. Чтобы «пальцы» робота двигались быстрее и точнее, прочность материала сухожилий должна отвечать жестким требованиям.
Однако узким местом локализации этих двух ключевых материалов остается не полимеризация, а более ранняя стадия — получение мономеров.
Полимеризация PEEK предъявляет исключительно жесткие требования к чистоте мономеров: даже следовые примеси снижают молекулярную массу и нарушают кристаллизацию, что в конечном итоге сокращает срок службы шестерен. Прочность арамидного волокна также в высокой степени зависит от качества мономеров: небольшое отклонение прочности волокна способно привести к существенному снижению надежности сухожильного привода. В конкуренции высокоэффективных материалов первое преимущество формируется на стадии очистки исходных мономеров.
Это одно из технологических направлений DODGEN. Компания располагает технологическими решениями для очистки мономеров PEEK и арамидных мономеров. Мы не производим смолы или волокна; наша задача — обеспечить downstream-предприятия полимеризации мономерами более высокой чистоты и тем самым содействовать развитию отечественного производства PEEK и арамидов.
Раздел 2
Автономность и мощность: за «выносливостью» робота стоит целая цепочка производства электролита
Самые наглядные дисциплины соревнований — гонка на выносливость и марафон. Сегодня одним из главных ограничений человекоподобных роботов остается автономность: большинство моделей работает на одной зарядке лишь несколько часов, а на соревнованиях для завершения дистанции иногда требуется эстафетная замена аккумуляторов.
Половина ответа на проблему автономности находится в аккумуляторе.
А примерно половина потенциала литий-ионного аккумулятора определяется электролитом. Внешне это всего лишь «жидкость» внутри элемента, но фактически электролит представляет собой точно сбалансированную рецептурную систему: растворитель формирует среду переноса ионов, добавки определяют качество межфазной границы, а литиевая соль задает предел проводимости. Каждый компонент влияет на то, сможет ли робот проработать еще десять минут.
Если рассмотреть ключевые компоненты электролита по отдельности, технологические решения DODGEN образуют практически полную производственную цепочку:
Растворители: очистка этиленкарбоната (EC) и диметилкарбоната (DMC). Это базовые растворители электролита, чистота которых непосредственно влияет на саморазряд и циклический ресурс аккумулятора.
Пленкообразующие добавки: производство и очистка виниленкарбоната (VC), а также одностадийный и двухстадийный процессы получения фторэтиленкарбоната (FEC). Эти компоненты формируют стабильную SEI-пленку на поверхности отрицательного электрода и незаметно обеспечивают длительный циклический ресурс.
Новая литиевая соль: технологический процесс производства бис(фторсульфонил)имида лития (LiFSI), рассматриваемого как одна из ключевых солей для аккумуляторов следующего поколения с высокой удельной энергией.
Перспективное направление: процесс производства ферроцианида натрия методом комплексообразования с железом. Это важный прекурсор катодных материалов типа берлинской лазури для натрий-ионных аккумуляторов, создающий сырьевую базу для более экономичных систем накопления энергии.
Каждое из этих направлений представлено в отрасли и отдельно, однако комплексные технологические компетенции, одновременно охватывающие всю цепочку «растворители — добавки — литиевые соли — прекурсоры для натрий-ионных аккумуляторов», встречаются значительно реже. На соревнованиях эстафетно передают аккумуляторные блоки; в аккумуляторной промышленности эстафета проходит по ступеням химической производственной цепочки. DODGEN стремится быть в этой цепи надежным участником.
Раздел 3
Внешний облик и «кожа»: чем больше робот похож на человека, тем значительнее роль химических материалов
После каркаса и «сердца» рассмотрим внешнюю оболочку робота. Именно здесь концентрация химических материалов особенно высока.
Сначала — «глаза». В лицевых панелях дисплеев, световодах глаз и прозрачных окнах датчиков человекоподобных роботов широко используется полиметилметакрилат (PMMA, акрил): его светопропускание превышает 92 %, он легок и хорошо формуется, поэтому является предпочтительным материалом для элементов, определяющих внешний вид робота. Технологический процесс производства метилметакрилата (MMA) от DODGEN основан на этанольном маршруте и использует биоэтанол, то есть изначально обладает экологическим преимуществом: сырье для «глаз» робота может поступать с полей, а не из нефтяной скважины.
Далее — «кожа». Электронная кожа сегодня является одним из наиболее активно развиваемых направлений робототехники: она позволяет поверхности робота воспринимать давление, температуру и деформацию. Отраслевые исследования показывают, что гибкие полиуретановые пленки стали одним из наиболее перспективных материалов основы электронной кожи, а полиуретаны на биологической основе, получаемые из изосорбида и других биомономеров, обеспечивают для этой области более устойчивый технологический маршрут.
Здесь следует отметить одно из наиболее показательных достижений DODGEN — технологию производства изосорбида (ISO) полимеризационного класса. Изосорбид — природный жесткий диол, получаемый из глюкозы, и один из наиболее перспективных платформенных мономеров на биологической основе. Производные материалы, включая сополиэфир PEIT и поликарбонаты на биологической основе, отличаются высокой прозрачностью, термостойкостью и устойчивостью к царапинам; они рассматриваются как кандидаты для прозрачных лицевых панелей, облегченных корпусов и гибких защитных элементов роботов. Комплексная технология производства изосорбида полимеризационного класса, предоставленная DODGEN компании Shengtong Juyuan, прошла отраслевую экспертизу и реализована в промышленной установке. Процесс без растворителя, с низким энергопотреблением и чистотой полимеризационного класса служит мостом между лабораторной разработкой и массовым выпуском материалов на биологической основе.
Наконец — участок прототипирования. Робототехнические разработки обновляются чрезвычайно быстро, поэтому корпуса прототипов, защитные детали шарниров и оснастка во многом изготавливаются методом быстрого 3D-прототипирования. Полимолочная кислота (PLA) является самым распространенным расходным материалом для FDM-печати, а поликапролактон (PCL) — типичным материалом для гибкой печати. Технологические решения DODGEN для производства PLA, PCL и лактонов обслуживают кратчайший путь от цифровой модели до физического изделия.
От «глаз» и «кожи» до участка прототипирования: чем больше робот становится похож на человека, тем более экологичными становятся используемые материалы. И каждое промышленное внедрение зеленого материала начинается с надежного пакета технологических решений.
Заключение
Мы не на спортивной арене — мы в ее технологическом основании
В итоге один человекоподобный робот объединяет более десятка технологических решений DODGEN:
PEEK и арамиды в шарнирах требуют высокоэффективной очистки мономеров.
Электролит аккумулятора связан с полной технологической цепочкой — от растворителей до литиевых солей.
PMMA лицевых деталей, полиуретан на биологической основе для электронной кожи, PLA и PCL на участке прототипирования ведут к целому комплексу технологий получения биооснованных и биоразлагаемых материалов.
DODGEN не производит роботов и даже не является непосредственным производителем материалов.
Мы работаем на том уровне, который обеспечивает локализацию, экологизацию и крупнотоннажное промышленное производство этих материалов: разрабатываем пакеты технологических решений, технологии очистки и инженерное масштабирование. Это наименее заметное, но незаменимое звено производственной цепочки — подобно фундаменту под ареной: зрители его не видят, однако на нем основан каждый рекорд.
Мы не знаем, где будет установлен рекорд на следующих играх, но знаем: путь к нему обязательно пройдет через одну из химических технологических линий.
