突圍進行時|稀土永磁為關節“加力” 讓人形機器人更“類人”
發布時間:2025-08-18 23:00 來源:自治區科技廳高新技術產業創新處
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編者按:
在自治區黨委、政府高位推動下,內蒙古以“起跑就領先”的魄力,按下科技“突圍”快進鍵,錨定稀土、儲能、氫能、乳業、空天計量等戰略領域,以“非常之舉”在重點點位上精準落子,讓科技創新成為高質量發展的“關鍵變量” 與“最大增量”。
這里既有“工業維生素”稀土的“精密蛻變”,也有綠電儲能的“綠色革命”,更有空天技術的“高度突破”……每一個點位“突圍”都在尋找高質量發展的“最優解”。為此,我們特開設“突圍進行時”專欄,將目光對準這些滾燙的創新現場,記錄“卡脖子”技術突破的艱辛,見證新質生產力破繭的喜悅,傾聽科研人員勇立潮頭的心聲,共同書寫北疆大地向新質生產力進軍的生動篇章。
在過去一年中,那些“頭腦”聰慧、“四肢”靈活,能走、能跳,還能干活的人形機器人,是否曾勾起你的好奇心???
對許多人而言,“未來產業”涵蓋的諸多概念尚顯新鮮,而今年春晚舞臺上,人形機器人的舞蹈表演,讓不少人第一次接觸到了“未來產業”的具象模樣。它們跟著音樂節奏精準卡點,做出旋轉、托舉等流暢動作,仿佛擁有了與人類相似的肢體協調性,瞬間拉近了大眾與“人形機器人”的距離。
人形機器人與普通的工業類、服務類機器人相比,在結構設計、硬件構成、控制算法、核心性能要求以及零部件選擇方面,都存在很大差異。金力永磁(包頭)科技有限公司相關人員介紹:“普通工業機器人的關節數量一般在6個左右,而一臺人形機器人的關節數量多達80-100個,關節電機占人形機器人核心零部件價值量的25%,是人形機器人實現類人運動的核心‘肌肉’。”由于人形機器人需在復雜動態環境中完成行走、抓取、跳躍等高精度動作,這對關節電機的功率密度、響應速度、體積效率、體積重量、精密程度以及環境適應性提出了更高要求。傳統電機因體積大、扭矩不足等問題難以滿足需求,而釹鐵硼永磁材料憑借高磁能積、高矯頑力及高頻率響應能力,成為實現關節驅動高效化、輕量化與精密化的關鍵。
2025年,自治區科技廳啟動實施“突圍”工程“稀土” 點位專項,由金力永磁(包頭)科技有限公司牽頭的“未來產業人形機器人領域用高端稀土永磁材料及其精密組件研發與應用”項目,針對人形機器人關節驅動電機用稀土永磁產品性能的新要求以及多目標化的應用場景,聚焦“高性能釹鐵硼永磁材料制備過程AI成分設計優化、磁偏角調控機理及組織性能強化機制相關性”“小磁偏角高耐蝕低重稀土釹鐵硼材料及其精密組件開發”等關鍵技術開展研究。該項目將構建基于AI設計的材料成分-工藝-性能智能預測模型,開發微納小磁體產品及其基材,這有助于揭示基于有限元模擬的永磁體小磁偏角控制機理,解析“壓力 + 電場”輔助調控晶界的低重稀土釹鐵硼性能強化機制,開發磁材組件自動化超精密加工與裝配技術,形成耐蝕高性能低重稀土釹鐵硼新產品“設計-制備-加工-裝配”成套關鍵技術的創新集成,并建成關節電機精密組件產業化示范線。
“釹鐵硼永磁材料在耐蝕性、磁性能及精密加工技術領域的持續攻堅,正成為推動關節電機技術實現突破性進展的核心動力。”相關人員表示,釹鐵硼永磁體及其組件耐蝕性是電機對抗外界環境的主要屏障,是人形機器人適應高溫、高濕、高腐蝕等多種極端環境服役場景的依靠;超小磁偏角的釹鐵硼永磁體是提供高精度磁場的關鍵,是特定領域用人形機器人實現高精準動作的重要保障,如手術機器人、特種作業機器人、電子裝配機器人、救援機器人、軍事機器人等;同時,釹鐵硼永磁體精密組件的加工與裝配精度更是直接關系到人形機器人的靈活性與可靠性。
目前,人形機器人驅動電機用高端稀土永磁材料及組件的研究已進入“材料組織性能優化+組件超精密加工與裝配”雙輪驅動階段。未來,AI設計與自動化技術融合將逐步深化,材料性能會穩步提升,加工精度向微米級持續攻關,助力人形機器人在部分極端場景嘗試穩定作業,為未來產業落地積累實踐經驗。