20%-ige Limit-Steigerungswelle. Kommt es nun an die Roboter als Jahresübergangs-Hauptthema?

Taktiles Sensoren werden zur "harten Schwelle"

Am 4. Dezember hat der Aktienkonzeptmarkt für humanoide Roboter den chinesischen A-Aktienmarkt erneut entfacht. Heng'erda erreichte eine 20%-ige Kurssteigerung (Limit-Up), Sanhua Intelligent Control stieg um über 7%, und Ampere, Haon Automotive Electronics, Zhejiang Rongtai und Wuzhou New Spring folgten der Aufwärtsbewegung.

Hinter dem starken Anstieg vieler Aktien liegt die Neubewertung des Prozesses "Einführung humanoider Roboter in die Produktionslinien" durch die Kapitalmärkte. Die Erzählung der Branche ändert sich auch stumm. Von den Vergangenjahren, als es darum ging, "wer besser stolpern kann" oder "wer das Modell reibungsloser laufen lassen kann", geht es nun hin zu der Frage, wer am besten den realen Umständen in der Fabrik standhält.

Während die Hersteller von Roboter-Gesamtgeräten in der Wahrnehmungsalgorithmen, Bewegungskontrollsystemen und Fähigkeiten großer Modelle in einem harten Wettlauf sind, ist es tatsächlich der lange Zeit vernachlässigte Teil - die elektronische Haut - der entscheidet, ob Roboter in der industriellen Umgebung Arbeiter ersetzen können.

Das ist keine Metapher. Die taktile Wahrnehmung der Hände bedeutet für Roboter "Urteilen" und "Entscheiden", nicht einfach nur "Ausführen". Ohne taktile Wahrnehmung ist ein Roboter nur ein "Roboterarm" mit voreingestellten Bewegungen. Erst mit einem präzisen und in der Praxis einsetzbaren taktilen System kann ein Roboter tatsächlich wie ein Mensch arbeiten.

In den letzten Jahren hat die Aufmerksamkeit der Branche für taktile Sensoren stetig zugenommen. Doch bis vor kurzem galt dieses Gebiet immer noch als die empfindlichste, schwierigste und am schwierigsten zu skalierende Schwachstelle bei der Industrialisierung humanoider Roboter. Aus diesem Grund hat das hochdichte textile taktile Wahrnehmungshandschuhprodukt, das von Jingzhi Sense, einer Tochtergesellschaft von Jinghua New Material, entwickelt wurde, zusätzliche Aufmerksamkeit aus der gesamten Branchenkette auf sich gezogen. Die Eigenschaften wie Wäschebeständigkeit, Kalibrierungsfreiheit, modularer Austausch und die zusätzliche Fähigkeit zur tangentialen Wahrnehmung lassen dieses Produkt den Sprung von einem "Laborprototyp" zu einem "Bauteil für die industrielle Produktion" möglich erscheinen.

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Der Gesamtgerätehersteller rückt vor, die Lieferkette bleibt zurück

Taktiles Sensoren werden zur "harten Schwelle"

Obwohl der Markt für humanoide Roboter auf den Kapitalmärkten weiterhin heiß ist, ist die Reife der Lieferkette deutlich hinterher, wenn die Hersteller von Gesamtgeräten tatsächlich in die Serienproduktion gehen.

Der Wettlauf zwischen den führenden Unternehmen hat sich von der Demonstration von beeindruckenden Bewegungen hin zur echten Einbindung in industrielle Szenarien verschoben. In Szenarien wie der Montage, Verpackung, Prüfung von Konsumelektronikprodukten und dem Transport zwischen Arbeitsplätzen gibt es immer noch viele Arbeitsplätze, die auf die menschliche Arbeitskraft angewiesen sind. Diese Arbeitsplätze zeichnen sich durch wiederholte Arbeitsabläufe, hohe Intensität und hohe Fluktuation aus. Unternehmen brauchen dringend Roboter, die "tatsächlich arbeiten können".

Die Realität ist jedoch, dass Roboter in der Demo-Umgebung problemlos "tanzen, auf dem Kopf stehen und klettern" können. Sobald sie jedoch in die reale Umgebung der Fabrik mit Ölverschmutzung, Staub, Feuchtigkeit und häufigen Stößen kommen, sinkt ihre Stabilität rapide.

Yao Maoqing, Partner von Zhiyuan Robotics, sagte direkt: "Das Stolpern zeigt den technologischen Fortschritt der gesamten Branche, aber bei der Massenproduktion interessiert man sich mehr für den Nutzen, den die Technologie bringt." Er gab auch bekannt, dass die Hersteller von Gesamtgeräten heutzutage in der Regel Forschungs- und Entwicklungsmitarbeiter an den Produktionslinien der Zulieferer stationieren müssen, um "Zeile für Zeile" die Zeichnungen zu erklären und den Code zu optimieren. Dies ist in der Branche keine Seltenheit.

Hinter diesem Phänomen verbirgt sich die realste Schwachstelle der Branche. Die Fähigkeit der Zulieferer von Komponenten in der industriellen Umsetzung ist unzureichend, insbesondere bei den taktilen Sensoren, die direkt mit der physischen Welt interagieren.

Taktile Systeme lassen sich nicht so einfach standardisieren wie Kameras oder Laserscanner. Sie sind direkt der Außenumgebung ausgesetzt und müssen ständig komplexen mechanischen Belastungen wie Abrieb, Druck, Gleiten und Torsion standhalten. Seit langem sind die leichte Beschädigung, die aufwändige Kalibrierung und die hohen Kosten der Sensoren allgemein anerkannte Probleme in der Branche. Wenn ein Teil der Finger abgenutzt oder ein Sensorelement defekt ist, muss oft die gesamte dexter Hand entsorgt werden, was teuer ist und den Produktionsablauf stark beeinträchtigt.

Ein tieferes Problem in der Branche besteht darin, dass Roboter schnell zwischen verschiedenen Materialien umschalten und die Greifkraft schnell anpassen müssen. Dies erfordert eine multimodale Urteilsfähigkeit, ähnlich dem Nervensystem der menschlichen Hand.

Luo Jun, CEO von Beijing Bay Area Silicon Valley Innovation Technology, meint, dass die echte Massenkommerzialisierung humanoider Roboter mindestens noch zehn Jahre dauern wird, weil das taktile System der Hände zu komplex ist. Ohne eine riesige Datenmenge und leistungsstarke Sensoren können Roboter keine Echtzeiturteile fällen, geschweige denn die unbewusste Kraftkontrolle eines Arbeitsplatzarbeiters ersetzen.

Aus diesem Grund sind taktile Sensoren derzeit der wichtigste und gleichzeitig schwächste Teil der Branche. Einerseits bestimmt es die Obergrenze der industriellen Umsetzung; andererseits ist es der "unreifste und am meisten fragmentierte" Teil der Lieferkette. Der Widerspruch zwischen diesen beiden Aspekten macht es zur Richtung, die am dringendsten zu überwinden ist.

Das kürzlich von Jingzhi Sense vorgestellte textile taktile Lösung zielt genau auf dieses Problem ab, um eine Lösung zu finden. Die Wäschebeständigkeit ermöglicht es, in der verschmutzten und feuchten Werkstattumgebung stabil zu funktionieren; die Kalibrierungsfreiheit verkürzt den Einstellungszeitraum erheblich und erhöht den Takt der Produktionslinie; der modulare Austausch reduziert die Entsorgungskosten; die tangentiale Wahrnehmungsfähigkeit ermöglicht es dem Roboter, das Gleiten zu erkennen und das Herunterfallen von Gegenständen zu vermeiden. Diese auf Massenproduktion und industrielle Umsetzung ausgerichtete Produktform ist die Fähigkeit, die die gesamte Branche am dringendsten benötigt.

In gewisser Weise ist der Wendepunkt für die elektronische Haut erreicht: von "kann man es herstellen" hin zu "kann man es in Serie produzieren, kann man es sich leisten und kann es die Belastungen aushalten".

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Die Technologierouten treffen aufeinander

Die globale Lieferkette wird neu geordnet

Seit langem hat sich die Entwicklung taktiler Sensoren nicht so lebhaft gestaltet wie es der Oberfläche der Branche nachzugehen scheint. Stattdessen gibt es mehrere parallele Technologierouten.

Eine Forschungsstudie von Shanxi Securities klassifiziert die Technologien für elektronische Haut in drei Schulen: piezoresistive, kapazitive und piezoelektrische/visuotaktile Technologien. Jede hat ihre Vorteile, aber auch unterschiedliche industrielle Herausforderungen.

Die visuotaktile Route ist in den technischen Parametern "widerlegbar". Durch Miniaturkameras in flexiblen Materialien werden Verformungen erfasst, und dann werden die Kraftinformationen durch Algorithmen entkoppelt. Es ist sogar möglich, zerbrechliche Gegenstände wie Tofu oder Chips zu greifen. Doch die hohen Kosten, die große Größe, die komplexe Technologie und die Schwierigkeit, es flächendeckend einzusetzen, machen diese Route eher zu einer "Demonstrationstechnologie" als zu einer Marktmainstream-Technologie.

Die magnetische Route basierend auf dem Hall-Effekt zeichnet sich durch eine hervorragende Ausgabe von Sechs-Kraft/Moment aus. Firmen wie Pacini setzen diese Route voran. Doch auch diese erfordert eine komplexe strukturelle Gestaltung, um eine hohe Genauigkeit zu erreichen. Daher eignet sie sich eher für komplexe Kraftkontrollszenarien wie Montage und Schleifen.

Im Vergleich dazu wird die piezoresistive Route aufgrund ihrer einfachen Struktur, kontrollierbaren Kosten, leichten Anordnung in Arrays, flächendeckenden Einsatzmöglichkeit und schnellen Reaktion als diejenige angesehen, die am nächsten an der industriellen Realität liegt.

Tesla's Optimus verwendet ein piezoresistives System, und Jingzhi Sense hat sich ebenfalls entschieden, auf dieser Basis textile Innovationen vorzunehmen. Ein Ingenieur in der Branche äußerte sich sehr direkt: "Die piezoresistive Technologie ist nicht die fortschrittlichste, aber diejenige, die am wahrscheinlichsten in Serie produziert werden kann."

Der "industrielle Realismus" der piezoresistiven Technologie wird zur Branchenkonvention. Dies ist keine technische Kompromisslösung, sondern eine notwendige Entwicklung, wenn die Branche von der Zeit der Technikaufführung in die Zeit der industriellen Umsetzung eintritt.

Die Konvergenz der Technologierouten ist nur der erste Wettlauf. Ein tieferer Wettlauf spielt sich auf der Seite der Lieferkette ab.

Die Hersteller aus Europa, den USA und Japan dominieren weiterhin den Markt für elektronische Haut. Die weltweit fünf größten Hersteller haben einen Marktanteil von 57,1%. Chinesische Hersteller sind gerade erst am Start. Jingzhi Sense hat nicht nur Produktionskapazitäten in Dongguan aufgebaut, sondern auch ein Forschungs- und Entwicklungszentrum im Silicon Valley gegründet und eine Partnerschaft mit dem amerikanischen Hersteller von dexteren Händen, TetherIA, eingegangen. Der Gründer dieser Firma war früher für das Projekt der dexteren Hände von Tesla's Optimus verantwortlich.

Diese Art der "systematischen Bindung von Material - Sensor - dexterer Hand" ist ein effektiver Weg für chinesische Hersteller, in die globale Lieferkette einzusteigen und stellt auch ein neues Modell für zukünftige Wettbewerbe dar.

Mit der Ausschreibung von Serienproduktionszeitplänen durch die Hersteller von Gesamtgeräten wandelt sich die Lieferkette für humanoide Roboter von einem "Technologiewettlauf" in einen "Wettlauf um die Lieferkette": Wer die Ausbeute erhöhen, die Kosten senken und die Lieferstabilität gewährleisten kann, wird in den nächsten Jahren einen größeren Anteil an der Versorgung der Hersteller von Gesamtgeräten erlangen. Dieser Wettbewerbsmodus ähnelt eher der Automobilindustrie als der Konsumelektronikindustrie.

Nach Vorhersagen von Shanxi Securities wird der weltweite Markt für elektronische Haut von humanoiden Robotern bis 2030 auf 756 Millionen US - Dollar anwachsen. Angesichts der Tatsache, dass die elektronische Haut einen geringen Anteil am Gesamtkostenaufbau (BOM) der Roboter hat, aber eine enorme Wirkung hat, wird sie wahrscheinlich zu einem der knappsten und preisstabilsten Schlüsselkomponenten der Zulieferindustrie werden.

Für die chinesische Lieferkette öffnet sich ein Zeitfenster. Ob die Technologie und die Lieferfähigkeit der Kapazitätsentwicklung der Hersteller von Gesamtgeräten folgen können, wird das Branchenbild in den nächsten fünf Jahren bestimmen.

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Fazit

Der Zeitpunkt für die Industrialisierung humanoider Roboter ist viel früher als erwartet erreicht. Die Hersteller von Gesamtgeräten haben vom "Muskelbeben" - Modus in den "Lieferungswettlauf" - Modus gewechselt. Ob humane Roboter tatsächlich zu einem industriellen Produktivitätstool werden können, hängt davon ab, ob sie ein zuverlässiges, kostengünstiges und in der Massenproduktion herstellbares taktiles System haben.

Eine elektronische Haut, die waschbar, kalibrierungsfrei, modular austauschbar und in der Lage ist, tangentiale Kräfte zu erfassen, mag nicht besonders aufsehenerregend sein. Doch was die Branche wirklich überzeugt, ist nicht die Technikaufführung, sondern die industrielle Fähigkeit.

Wenn die elektronische Haut aus dem Labor in die Fabrik kommt, ist die Branche erst dann wirklich am Rande der Kommerzialisierung.

In den nächsten fünf Jahren wird der Wettlauf für humanoide Roboter nicht nur auf der Ebene von Algorithmen und Modellen stattfinden, sondern auch bis in die Grundstruktur der globalen Lieferkette reichen. Wer das taktile System zuerst brauchbar, erschwinglich und haltbar macht, wird möglicherweise der eigentliche unsichtbare Sieger in der Ära der humanoiden Roboter sein.

Dieser Artikel stammt aus dem WeChat - Account "Songguo Finance" (ID: songguocaijing1), Autor: Songguo Finance. Veröffentlicht von 36Kr mit Genehmigung.