الرياح تأتي! ما هي المواد التي تستخدمها الروبوتات المادية حقًا؟

（المصدر: جمعية دراسة المواد الجديدة）

في 2 أبريل، أصدرت شركة داون القابضة إعلانًا، حيث ردّت على المستثمرين قائلةً: إن فريق تطوير الإلاستومرات لدى الشركة قد حقق تقدمًا بحثيًا مهمًا في عدة مجالات للمواد الوظيفية المتقدمة، كما نجح—بالاستناد إلى اتجاهات مثل العضلات الاصطناعية فائقة الليونة TPE والجلد الاصطناعي Si-TPV والـTPE الملوّن لتأثيرات التوصيل والحرارة والإحساس بالضوء—في تحقيق اختراقات تقنية رئيسية. وستوفر هذه النتائج دعمًا ماديًا للتفاعل المرن والابتكار الهيكلي في الروبوتات البشرية الشكل.

في الواقع، ليس داون وحده؛ إذ تركز حاليًا الشركات الرائدة في مجال المواد داخل الصين وخارجها على المسار الناشئ للروبوتات المجسدة (المرتكزة على الجسد):

تخطّط شركة جانفا للتكنولوجيا لروبوتات الهياكل والمواد المرنة، وتمتلك طاقة إنتاج تبلغ 500 طن/سنة من راتنج PEEK + 2000 طن/سنة من قدرة تعديل PEEK؛ وتخطط شركة إنون القابضة لطاقات إنتاج من فئة الألف طن من PEEK، مع التركيز على تطبيقات تقليل وزن الروبوتات، وتعمل مع شركة تشانغ هونغ للتكنولوجيا (المرتبطة بمسار الإلاستومرات الحرارية المرنة) على الدفع في مشاهد الروبوتات الخاصة بالإلاستومرات المرنة؛ وتحقق شركة Runyang Technology وشركة Xiangyuan New Materials تطبيق مواد التغليف المرن للروبوتات، كما تدخل مواد الجلد الإلكتروني لدى شركة Xiangyuan New Materials مرحلة اختبار إرسال العينات لدى العملاء؛ وفازت شركة Folei New Materials بطلبات لمستشعرات اللمس تصل إلى 100 ألف مجموعة؛ وتواصل شركة داو/دو (Dow) وشركة كويس أي آر (KoesER) وشركة وينكر (Wacker) دفع أبحاث الجلد المُحاكي للبيولوجيا والإلاستومرات الموصلة؛ وبنت شركة Nanshan Zhishang قدرة إنتاج ألياف UHMWPE تبلغ 3600 طن/سنة، ويمكن استخدام منتجاتها في حبال وأوتار الأوتار الروبوتية (الأوتار/الكيبلات)، وهي تعمل بالتعاون على تطوير مواد نقل/تمرير الحركة للروبوتات؛ ويستخدم شياوبنغ روبوته IRON ذاتيًا (طورتها بنفسها) مع جلد إلكتروني مُحاكي e-skin، مدمجًا أكثر من 3000 مستشعر لمس.

مقدمة عن الروبوتات المجسدة

على عكس الروبوتات الصناعية التقليدية، تشير الروبوتات المجسدة إلى روبوتات ذكية تمتلك كيانات/أجسامًا مادية، ويمكنها—عبر التفاعل المباشر مع العالم الحقيقي—تنفيذ الاستشعار الذاتي والإدراك واتخاذ القرار والتنفيذ. تستطيع التحرك بحرية في البيئات المعقدة والتعامل بمرونة، بل ويمكنها حتى—مثل البشر—إجراء تفاعل مرن عبر “اللمس” و"العضلات". باختصار، تتمثل في تزويد الذكاء الاصطناعي بـ"جسم"، وتحقيق حلقة مغلقة لقدرة “تفكير الدماغ + تنفيذ الجسد”.

فكيف خرجت الروبوتات المجسدة من المختبر “خطوة بخطوة”؟ خلال الفترة 2022-2024 كانت في مرحلة نماذج أولية مختبرية، وظهرت منتجات مرجعية مثل Tesla Optimus ومنتجات مثل Walker التابعة لـ Unitree وغيرها، مما تحقق من جدوى التقنية؛ ثم في عام 2025، بدأت الشركات الرائدة في التسليم على نطاق صغير، ودخلت الصناعة مرحلة التطبيق الفعلي. وبذلك تدخل الروبوتات المجسدة رسمياً “عام بدء الإنتاج الكمي”.

يُنظر إلى هذا العام على أنه نقطة تحول مهمة للتجارة والاستخدام على نطاق واسع، كما شهدت التقنية الأساسية عدة اختراقات: إذ يصل زمن استجابة وحدات الدمج بين القيادة والتحكم إلى 0.25ms، وتُحقق مستشعرات اللمس تشغيلًا بالتحكم الأعمى، وتنخفض كتلة الجهاز الكامل إلى أقل من 35 كجم، وتزيد مدة التشغيل بنسبة 40% وغيرها.

تطبيقات مواد المكونات الرئيسية وتقدم الاستبدال

تُظهر مسار الروبوتات المجسدة ثلاث سمات بارزة: تنوع المواد، وتكامل التقنيات، وتقسيم المشاهد. فيما يلي مقدمة عن المواد المستخدمة في المكونات الرئيسية المختلفة على هيكل الروبوت:

يُستخدم PEEK (الكثافة 1.3g/cm³، كمية الاستخدام في جهاز واحد 1.2-2.5kg) لقطع المفاصل وناقلات الحركة/التنقل، حيث يقوم باستبدال الفولاذ واللدائن الهندسية العادية. وتبلغ نسبة الاستبدال لمواد النماذج الرأسية حوالي 30%-40%، بينما تصل في النماذج المتوسطة والمنخفضة إلى 20%-30%؛

يُستخدم TPE للعضلات الاصطناعية، ليحل محل السيليكون والمطاط التقليديين. وتبلغ نسبة استبداله في الطرازات المتوسطة والعالية أكثر من 55%؛

يُستخدم SiTPV لتكييف الجلد الاصطناعي، ليحل محل السيليكون التقليدي وTPU العادي. وتبلغ نسبة استبداله في مجال الروبوتات المُحاكية للبيولوجيا حوالي 25%-30%، حيث تدعم كل من هذه المواد الوظائف المرنة المُحاكية للبيولوجيا.

يُستخدم بوليمر موصل مرن (والأساس فيه PEDOT:PSS والبولي بيرول والبوليانيلين) لاستشعار اللمس في الجلد الإلكتروني، ليحل محل الأقطاب المعدنية والكسوة/المطاط الموصل التقليديين. وتبلغ نسبة استبداله في الطرازات الراقية أكثر من 70%، وتتحرك في الطرازات المتوسطة والمنخفضة بوتيرة تسارع إلى 40%؛

LCP مقاوم لدرجات حرارة مرتفعة، ويُستخدم لتكييف نقل عالي التردد ومكونات عازلة، ليحل محل المواد الإيبوكسية التقليدية وPOM. وتبلغ نسبة استبداله في الطرازات الراقية حوالي 30%-35%، مع استمرار التحسين.

تُستخدم DEA (تغير الشكل 300%، وزمن الاستجابة <10ms) لقيادة/تحريك مرن، وتُعدّ تجربة لاستبدال المحركات التقليدية وسبائك الذاكرة الشكلية. يُستخدم فقط في تجارب التطبيقات للروبوتات المُحاكية الراقية، وتكون نسبة الاستبدال أقل من 5%؛

يحلّ قالب/هيكل مطبوع ثلاثي الأبعاد مرن بالمعالجة الضوئية (الدقة 50μm، وزمن التصلب <10s) محل مكونات الإلاستومر المرن بالحقن التقليدية، وتبلغ نسبة الاستبدال في البحث والتطوير والإنتاج على دفعات صغيرة أكثر من 55%.

باختصار، تُعيد الروبوتات المجسدة تشكيل تفاعل الإنسان والآلة عبر حلقة “استشعار-اتخاذ قرار-تنفيذ”، وتُظهر خصائص تنسيق متعددة الأبعاد. كما تُسرّع المواد الجديدة مثل PEEK وTPE استبدال المكونات التقليدية، وتدعم الوظائف المرنة المُحاكية للبيولوجيا. إضافة إلى ذلك، تقول IDC إنها تمثل الشكل الأساسي للذكاء الاصطناعي المادي (Physical AI Core Form)، وتوقع أن تتجاوز حصتها في السوق العالمية للروبوتات 30% بحلول عام 2029، بينما ترى الصناعة أنه سيتم دخول المرحلة الأساسية للتجارة على نطاق واسع في عام 2026.

المعلومات الهائلة، وتفسير دقيق، متاح عبر تطبيق Sina Finance APP