تجزیه و تحلیل عمیق روند توسعه دست های ماهر

دست های ماهر یک حامل مهم برای "دماغ کوچک" ربات های انسان نما برای دستیابی به عملیات ماهر و تعامل انسان-ماشین هستند، در حال توسعه به سمت یکپارچگی و هوش بالا.دست های ماهر بسیار انعطاف پذیر و پیچیده هستند که نقش کلیدی در تعامل بین روبات ها و محیط زیست دارندبه دلیل توانایی آنها در تقلید از دستگیری های مختلف و توانایی های عملیاتی پیچیده دست های انسان، آنها به طور گسترده ای در زمینه هایی مانند هوافضا، مراقبت های پزشکی،و تولید هوشمندبر اساس داده های استاتیستا، اندازه بازار جهانی دست های دستکاری رباتیک در سال 2021 حدود 1.16 میلیارد دلار بود و انتظار می رود تا سال 2030 به 3.035 میلیارد دلار برسد.با CAGR 10.9 درصد از سال 2022 تا 2030

دست های دست ساز ارزان قیمت در سال های اخیر به تمرکز بازار تبدیل شده اند

به عنوان یک نوع جدید اثرگذار، دست های هوشمند رباتیک نقش مهمی در تعامل بین ربات ها و محیط زیست دارند.دانشگاه های داخلی و بین المللی و موسسات تحقیقاتی تحقیقات گسترده ای را در مورد واحدهای دست دست دست انجام داده انداز دستهای سه انگشت به دست های پنج انگشت، کاربردها در سناریوهای صنعتی و عمومی گسترش می یابد.مهارت دست های ماهر از گرفتن ساده به کارهای پیچیده تر مانند جمع کردن لباس و پیچ زدن پیچ ها تکامل یافته استاز طریق دقت بالا و سنجش لمسی، آنها نیازهای عملیاتی در سناریوهای دنیای واقعی را برآورده می کنند.

محصولات اولیه نشان دهنده دست های ماهر

از دهه ی ۱۹۷۰، واحدهای دست رباتیک از چنگال های ساده به دست های مهارت دار بیونیکی برای پاسخگویی به نیازهای عملیاتی متنوع تغییر کرده اند.محصولات نماینده از این دوره عبارتند از اوکادا دست دست از ژاپن "الکترونولوژیک آزمایشگاه،" دست دستان استنفورد / JPL از دانشگاه استنفورد در ایالات متحده و دست دستان یوتا / MIT که به طور مشترک توسط MIT و دانشگاه یوتا توسعه یافته است.اگرچه دست هاي پيشين دستي ها انعطاف پذير نبودند، اکتشافات تئوریک آنها پایه ای برای تحقیقات در مورد دست های دستشویی چند انگشت مانند انسان،ارائه تجربه نظری و عملی ارزشمند برای طراحی بعدی دست های چند انگشت.

در اواخر قرن بیستم، دست های هوشمند رباتیک وارد مرحله ای از توسعه سریع شدند. با پیشرفت سخت افزار جاسازی شده،دست های چند انگشت و مهارت شروع به تکامل به سمت قابلیت های یکپارچه سازی و حس کردن بالا کردند.محصولات معمولی از این دوره شامل دست های دستکاری DLR-I و DLR-II از مرکز هوافضا آلمان است که 25 سنسور از جمله سنسورهای لمسی شبیه پوست مصنوعی را در خود جای داده است.حسگرهای گشتاور مشترکاما دست های چند انگشت با چالش هایی مانند هزینه های تولید بالا مواجه بودند.قابلیت اطمینان ضعیفبنابراین، در سال های اخیر، دست های سبک وزن، قوی، ماژولار و کم هزینه تبدیل به تمرکز بازار شده اند.

تجزیه و تحلیل طراحی، رانندگی و ساختارهای انتقال چند انگشت دست

از نظر طراحی محصول، ساختارهای دست دست به طور عمده به طرح های داخلی، خارجی و ترکیبی تقسیم می شوند.دست های زودرس معمولا از طرح های خارجی استفاده می کنندبا توسعه موتورهای مشترک یکپارچه، اندازه درایورها و دقت انتقال به طور قابل توجهی بهبود یافته است.و طرح های داخلی به مسیر اصلی تکنولوژی تبدیل شده اند.، با دست های ماهر که به سمت کوچک شدن حرکت می کنند.

مقایسه روش های رانندگی دستی (بر اساس روش رانندگی طبقه بندی شده)

دست های ماهر عمدتا توسط موتورهای الکتریکی، سیستم های پنوماتیک یا آلیاژ های حافظه شکل هدایت می شوند. دست های الکتریکی در حال حاضر شکل اصلی هستند،ارائه مزایای مانند قدرت رانندگی بالادر سال های اخیر، تکنولوژی سرو موتور برای دست های کوچک و ماهر به سرعت تکامل یافته است.و چند شرکت روباتیک برجسته در بازار ظاهر شده اندسیستم های محرک پنوماتیک، اگرچه هزینه کمتری دارند، معایب مانند سفتی پایین و عملکرد بد پویایی دارند.محرک های پنوماتیک اولیه از ژاپن سرچشمه گرفته اند و می توانند به گیرنده های انگشت شکل Y و شکل صاف تقسیم شوندانگشتان پنوماتیک SMC ژاپنی در حال حاضر به طور گسترده ای در سناریوهای صنعتی استفاده می شود.سیستم های الگو محرک حافظه شکل عمدتا در مرحله آزمایشی هستنددر حالی که آنها سرعت رانندگی سریع را ارائه می دهند، دوام کمتری دارند و برای استفاده طولانی مدت با بار زیاد مناسب نیستند.

طبقه بندی دست های چند انگشت

از نظر روش های انتقال، دست های دستشویی به انواع رانده شده توسط تاندون، رانده شده توسط دنده و رانده شده توسط پیوند طبقه بندی می شوند.دست های رانده شده توسط تاندون ها دارای ساختار ساده و کنترل انعطاف پذیر هستند اما فاقد دقت کنترل و قدرت گرفتن هستنددست های چرخ دار دارای دقت کنترل بالا هستند اما پیچیده و گران هستند. دست های چرخ دار می توانند اشیاء بزرگ را بگیرند و دارای طرح های جمع و جور باشند.اما در کنترل از راه دور با مشکلاتی روبرو هستند و فضای محدود برای گرفتن دارند..

رشد سه برابر در دهه آینده: انتظار می رود بازار جهانی دست های هوشمند رباتیک تا سال 2030 بیش از 3.035 میلیارد دلار باشد

بر اساس آمار استاتیستا، بازار جهانی دست های هوشمند رباتیک در سال 2021 حدود 1.16 میلیارد دلار بود. تقاضا برای دست های هوشمند در بخش هایی مانند اتوماسیون صنعتی،هوافضااستاتیستا پیش بینی می کند که اندازه بازار از 1.16 میلیارد دلار در سال 2021 به 3.035 میلیارد دلار در سال 2030 افزایش یابد، با یک CAGR 10.9٪ از 2022 تا 2030.در عین حال، انتظار می رود حجم بازار جهانی برای دست های دستشویی رباتیک از 507،500 واحد در سال 2021 به 1.4121 میلیون واحد در سال 2030 افزایش یابد، با CAGR 11.7٪ از 2022 تا 2030.

پیش بینی بازار برای بازار جهانی روبات های دست راست (۲۰۲۱ تا ۲۰۳۰، در میلیون دلار)

در حال حاضر برخی از محصولات دست های ماهر در مراحل اولیه اکتشافی هستند، از جمله مأموریت های فضاپیما خارج از وسایل نقلیه، پروتز های بیونیک، جراحی از راه دور،و مونتاژ قطعات کوچک در خطوط تولید.

ربات روبونوات ناسا که با دست های ماهر خود ساخته شده است

در اکتشافات هوافضا، نمونه های موفق شامل دست ربونات ناسا و دست دست Robonaut2 و دست دست DLR-I و DLR-II از مرکز هوافضا آلمان است.انتظار می رود که DEXHAND برای گرفتن و استفاده از ابزار EVA مانند چنگال، قیچی، برش های کوچک، برس، چکش ها، شلاق ها، برش ها، کابل ها (متعدد) ، کلید های هکس و پیچک های خودکار دستی (که از مکانیسم های سوئیچ ماشه آنها پشتیبانی می کنند).

در زمینه توانبخشی پزشکی، تمرکز بر نیازهای پروتزی است.دست های مصنوعی بیونیک بسیار انعطاف پذیر به طور معمول از سیستم های کنترل مبتنی بر تشخیص الگو برای دستیابی به کنترل حرکت مفاصل چند درجه آزادی استفاده می کنندنمونه هایی از آن عبارتند از سرعت SensorHand Ottobock، دست های ماهر Bebionic و Michelangelo و بازوی قهرمان Open Bionics.