Analisis mendalam tentang tren pengembangan tangan yang terampil

Tangan terampil adalah pembawa penting untuk "cerebellum" robot humanoid untuk mencapai operasi terampil dan interaksi manusia-mesin, berkembang menuju integrasi dan kecerdasan yang tinggi.Tangan yang terampil adalah efektor akhir yang sangat fleksibel dan kompleks yang memainkan peran kunci dalam interaksi antara robot dan lingkunganKarena kemampuannya untuk meniru berbagai cengkeraman terampil dan kemampuan operasional yang kompleks dari tangan manusia, mereka banyak digunakan di bidang seperti aerospace, perawatan medis,dan manufaktur cerdasMenurut data dari Statista, ukuran pasar global untuk tangan robot yang tangkas adalah sekitar USD 1,16 miliar pada tahun 2021, dan diperkirakan akan tumbuh menjadi USD 3,035 miliar pada tahun 2030,dengan CAGR 100,9% dari tahun 2022 sampai 2030.

Harga murah, tangan pintar modular telah menjadi fokus pasar dalam beberapa tahun terakhir

Sebagai jenis efektor akhir baru, tangan robot yang terampil memainkan peran penting dalam interaksi antara robot dan lingkungan.universitas domestik dan internasional dan lembaga penelitian telah melakukan penelitian ekstensif pada unit ujung tangan dexterousDari tiga jari tangan dexterous untuk lima jari bionic tangan dexterous, aplikasi mencakup skenario industri dan umum.Keterampilan tangan yang terampil telah berkembang dari merebut sederhana untuk tugas yang lebih kompleks seperti melipat pakaian dan menggeliat bautMelalui sensing taktil dan presisi tinggi, mereka memenuhi persyaratan operasional dalam skenario dunia nyata.

Produk-produk representatif awal dari tangan yang terampil

Sejak tahun 1970-an, unit tangan robot telah beralih dari pegangan sederhana ke tangan pintar bionik untuk memenuhi berbagai persyaratan operasional.Produk perwakilan dari periode ini termasuk tangan tangan Okada dari "Electrotechnical Laboratory" Jepang, " tangan pintar Stanford / JPL dari Universitas Stanford di AS, dan tangan pintar Utah / MIT yang dikembangkan bersama oleh MIT dan Universitas Utah.Meskipun tangan yang cepat awalnya tidak terlihat fleksibel, eksplorasi teoritis mereka meletakkan dasar untuk penelitian pada manusia seperti multi-jari tangan dexterous,memberikan pengalaman teoritis dan praktis yang berharga untuk desain berikutnya dari tangan multi-jari dexterous.

Pada akhir abad ke-20, tangan robot yang terampil memasuki fase perkembangan yang cepat.tangan multi-jari dexterous mulai berevolusi ke arah integrasi tinggi dan kemampuan sensingProduk-produk khas dari periode ini termasuk DLR-I dan DLR-II tangan tangkas dari Pusat Aerospace Jerman yang mengintegrasikan 25 sensor, termasuk sensor taktil mirip kulit buatan,sensor torsi gabungan, sensor posisi, dan sensor suhu, sehingga meningkatkan fleksibilitas dan kemampuan sensing.Keandalan yang burukOleh karena itu, dalam beberapa tahun terakhir, tangan yang ringan, kuat, modular, dan murah menjadi fokus pasar.

Analisis desain tangan multi-jari, pengemudi, dan struktur transmisi

Dalam hal desain produk, struktur tangan yang terampil terutama dibagi menjadi desain yang didorong secara internal, didorong secara eksternal, dan didorong hibrida.Tangan yang lebih cepat biasanya menggunakan desain yang didorong secara eksternalDengan pengembangan motor gabungan terintegrasi, ukuran penggerak dan akurasi transmisi telah meningkat secara signifikan,dan desain yang didorong secara internal telah menjadi rute teknologi arus utama, dengan tangan yang terampil cenderung menuju miniaturisasi.

Perbandingan metode mengemudi tangan yang terampil (dikategorikan menurut metode mengemudi)

Tangan yang terampil didorong terutama oleh motor listrik, sistem pneumatik, atau paduan memori bentuk.menawarkan keuntungan seperti kekuatan pendorong yang tinggiDalam beberapa tahun terakhir, teknologi servo motor untuk tangan kecil yang terampil telah berkembang pesat,dan beberapa perusahaan tangan robot yang luar biasa telah muncul di pasarSistem penggerak pneumatik, meskipun lebih murah, memiliki kelemahan seperti kekakuan rendah dan kinerja dinamis yang buruk.Penggerak pneumatik awal berasal dari Jepang dan dapat dibagi menjadi pegangan jari berbentuk Y dan berbentuk datar, dengan diameter silinder 16mm, 20mm, 25mm, 32mm, dan 40mm. Jari pneumatik SMC Jepang saat ini banyak digunakan dalam skenario industri.Sistem yang didorong oleh paduan memori bentuk sebagian besar dalam fase eksperimentalMeskipun mereka menawarkan kecepatan berkendara yang cepat, mereka memiliki daya tahan yang rendah dan tidak cocok untuk penggunaan beban tinggi jangka panjang.

Klasifikasi tangan multi-jari

Dalam hal metode transmisi, tangan yang terampil dikategorikan menjadi jenis yang didorong tendon, gear-driven, dan linkage-driven.Tangan yang didorong tendon memiliki struktur sederhana dan kontrol yang fleksibel tetapi tidak memiliki presisi kontrol dan kekuatan pegangan. Tangan yang didorong gigi menawarkan presisi kontrol yang tinggi tetapi kompleks dan mahal. Tangan yang didorong linkage dapat memegang benda besar dan memiliki desain yang kompak,tapi mereka menghadapi kesulitan dalam kendali jarak jauh dan menawarkan ruang pegangan terbatas.

Pertumbuhan yang diproyeksikan tiga kali lipat dalam dekade berikutnya: Pasar tangan robot yang tangkas di seluruh dunia diperkirakan melebihi USD 3,035 miliar pada tahun 2030

Menurut Statista, pasar global robot tangan tangan kanan adalah sekitar USD 1,16 miliar pada tahun 2021. Permintaan untuk tangan tangan kanan kuat di berbagai sektor seperti otomatisasi industri,bidang kedirgantaraan, bahan berbahaya, dan perawatan kesehatan. Statista memprediksi bahwa ukuran pasar akan tumbuh dari USD 1,16 miliar pada tahun 2021 menjadi USD 3,035 miliar pada tahun 2030, dengan CAGR 10,9% dari tahun 2022 hingga 2030.Pada saat yang sama, volume pasar global untuk tangan robot dexterous diperkirakan akan meningkat dari 507.500 unit pada tahun 2021 menjadi 1.4121 juta unit pada tahun 2030, dengan CAGR 11,7% dari tahun 2022 hingga 2030.

Proyeksi pasar untuk pasar global robot tangan kanan (2021-2030, dalam juta USD)

Saat ini beberapa produk tangan yang terampil berada di tahap eksplorasi awal, termasuk misi luar kendaraan pesawat ruang angkasa, prostetik bionik, operasi jarak jauh,dan perakitan komponen kecil di jalur produksi.

Robot Robonaut NASA yang dilengkapi dengan tangan pintar yang dikembangkan sendiri

Dalam eksplorasi aerospace, contoh sukses termasuk tangan Robonaut NASA dan tangan dexter Robonaut2, dan tangan dexter DLR-I dan DLR-II dari Pusat Aerospace Jerman.DEXHAND diharapkan untuk memegang dan mengoperasikan alat EVA seperti tang, gunting, pemotong kecil, kuas, palu, sekop, pemotong, kabel (banyak), kunci hex, dan pemutar sekrup otomatis genggaman pistol (mendukung mekanisme pemutusnya).

Dalam bidang rehabilitasi medis, fokusnya adalah pada kebutuhan prostetik.tangan prostetik bionik yang sangat fleksibel biasanya menggunakan sistem kontrol berbasis pengenalan pola untuk mencapai kontrol gerakan sendi multi-degrees of freedomContoh termasuk SensorHand Speed Ottobock, tangan Bebionic dan Michelangelo yang terampil, dan Open Bionics' Hero Arm.