انتقلت الروبوتات الشبيهة بالإنسان من المختبر إلى الإنتاج الضخم التجاري، وأصبح تحقيق التوازن بين خفة الوزن والقوة البنيوية تحديًا أساسيًا.

 
وباعتبارها مادة معدنية تجمع بين خفة الوزن والقوة العالية ومقاومة التآكل، يحقق الألومنيوم اختراقًا واسع النطاق في الأجزاء الرئيسية مثل المفاصل والهياكل وأنظمة النقل وأصداف الروبوتات البشرية.

 
اعتبارًا من نهاية عام 2024، سيبلغ الطلب العالمي علىسبائك الألومنيومشهدت صناعة الروبوتات ذات الشكل البشري نموًا بنسبة 62% على أساس سنوي، مما يجعلها مجالًا متفجرًا آخر لتطبيقات الألومنيوم بعد المركبات ذات الطاقة الجديدة.

 
الأداء الشامل لسبائك الألومنيوم يجعلها المادة المعدنية المفضلة للروبوتات الشبيهة بالبشر. كثافتها لا تتجاوز ثلث كثافة الفولاذ، إلا أنها قادرة على تحقيق قوة تضاهي قوة بعض أنواع الفولاذ بفضل نسبة السبائك وتحسين العمليات. على سبيل المثال، تصل القوة النوعية (نسبة القوة إلى الكثافة) لألومنيوم الطيران من السلسلة 7 (7075-T6) إلى 200 ميجا باسكال/(جم/سم³)، وهي تتفوق على معظم المواد البلاستيكية الهندسية، وتتميز بأداء ممتاز في تبديد الحرارة والحماية الكهرومغناطيسية.

 
في نسخة Tesla Optimus-Gen2، تم تقليل هيكل أطرافه بنسبة 15% باستخدام سبيكة ألمنيوم ومغنيسيوم، مع الحفاظ على صلابة هيكله من خلال تصميم مُحسّن للطوبولوجيا؛ ويستخدم روبوت أطلس من Boston Dynamics الألمنيوم عالي القوة لإنشاء مكونات نقل حركة لمفصل الركبة لمواجهة تأثير القفزات عالية التردد. بالإضافة إلى ذلك، يعتمد نظام التبريد في Ubiquitous Walker X على غلاف من الألمنيوم المصبوب، والذي يستخدم الموصلية الحرارية العالية للألمنيوم (حوالي 200 واط/م² · كلفن) لتحقيق كفاءة في إدارة الحرارة.
في الوقت الحالي، يستمر التكرار التكنولوجي للألمنيوم في مجال الروبوتات البشرية في التسارع، وقد ظهرت العديد من الاختراقات في روابط مختلفة من سلسلة الصناعة:

1. قفزة في الأداء عالية القوةسبائك الألومنيوممواد
بعد إصدار سبيكة السيليكون والألومنيوم بقوة شد تبلغ 450 ميجا باسكال في سبتمبر 2024، حصلت مجموعة ليزونغ (300428) على شهادة الجودة الفضائية لسبائك الألومنيوم من سلسلة 7xxx المصممة خصيصًا للروبوتات في يناير 2025. وقد زادت هذه المادة من قوة خضوعها إلى 580 ميجا باسكال من خلال تقنية السبائك الدقيقة مع الحفاظ على معدل استطالة بنسبة 5٪، وتم تطبيقها بنجاح على وحدة مفصل الركبة الحيوية من فورييه إنتليجنس، مما أدى إلى تقليل الوزن بنسبة 32٪ مقارنة بحلول سبائك التيتانيوم التقليدية. تعتمد مادة هيكل العمود المصنوعة بالكامل من الألومنيوم والتي طورتها شركة Mingtai Aluminum Industry (601677) على تقنية تشكيل الترسيب بالرش لزيادة الموصلية الحرارية لمادة الألومنيوم المبردة إلى 240 واط / (م · كلفن)، وتم توريدها بكميات كبيرة كنظام قيادة لروبوت H1 البشري من Yushu Technology.

 
2. اختراق على المستوى الصناعي في تكنولوجيا الصب المتكامل
تم تشغيل أول خط إنتاج صب فائق ثنائي الصفائح 9800T في العالم من قِبل شركة Wencan Corporation (603348) في مصنعها في تشونغتشينغ، مما أدى إلى خفض دورة تصنيع هياكل الروبوتات الشبيهة بالبشر من 72 ساعة إلى 18 ساعة. وقد تم تحسين مكون هيكل العمود الفقري المُحاكي للطبيعة الذي طورته الشركة من خلال تصميم طوبولوجيا، مما أدى إلى تقليل نقاط اللحام بنسبة 72%، وتحقيق قوة هيكلية تبلغ 800 ميجا باسكال، والحفاظ على معدل إنتاج يتجاوز 95%. وقد تلقت هذه التقنية طلبات من عملاء في أمريكا الشمالية، ويجري حاليًا إنشاء مصنع في المكسيك. وقد طورت شركة Guangdong Hongtu (002101) غلافًا رقيقًا من الألومنيوم المصبوب بالقالب، بسمك جدار يبلغ 1.2 مم فقط، ولكنه يتمتع بمقاومة للصدمات تبلغ 30 كيلو نيوتن، والذي يُستخدم في هيكل حماية الصدر لجهاز Uber Walker X.

3. الابتكار في التصنيع الدقيق والتكامل الوظيفي
ستطرح شركة نانشان لصناعة الألومنيوم (600219)، بالتعاون مع المركز الوطني للهندسة للسبائك الخفيفة بجامعة شنغهاي جياو تونغ، مواد مركبة قائمة على الألومنيوم المقوى بالنانو في فبراير 2025. تُعزز هذه المادة بتشتيت جسيمات نانوية من كربيد السيليكون، مما يُخفض معامل التمدد الحراري إلى 8 × 10 ⁻⁶/℃، مما يُسهم في حل مشكلة انحراف الدقة الناتجة عن عدم انتظام تبديد الحرارة لمحركات المؤازرة. وقد تم إدخالها في سلسلة توريد تيسلا أوبتيموس جين 3. تتميز طبقة الحماية الكهرومغناطيسية المصنوعة من مركب الجرافين والألومنيوم، والتي طورتها شركة ينبانج المحدودة (300337)، بكفاءة حماية تبلغ 70 ديسيبل في نطاق تردد 10 جيجاهرتز، وسمكها 0.25 مم فقط، وتُستخدم في مصفوفة مستشعرات الرأس من بوسطن ديناميكس أطلس.

 
4. اختراق منخفض الكربون في تكنولوجيا إعادة تدوير الألومنيوم
يُمكن لخط إنتاج تنقية الألمنيوم المُعاد تدويره إلكترونيًا، المُنشأ حديثًا لشركة الألومنيوم الصينية (601600)، التحكم في محتوى شوائب النحاس والحديد في نفايات الألمنيوم التي تقل عن 5 أجزاء في المليون، وتقليل البصمة الكربونية للألمنيوم المُعاد تدويره المُنتج بنسبة 78% مقارنةً بالألمنيوم الأولي. وقد حصلت هذه التقنية على اعتماد قانون المواد الخام الرئيسية للاتحاد الأوروبي، ومن المتوقع أن تُزوّد ​​روبوتات Zhiyuan بمواد ألمنيوم متوافقة مع دورة الحياة الكاملة (LCA) بدءًا من الربع الثاني من عام 2025.

5. تكامل التكنولوجيا وتطبيقها عبر التخصصات
في إطار توسع سيناريوهات الفضاء الجوي، اعتمد معهد هاربين للتكنولوجيا هيكل الألمنيوم المُحاكي للطبيعة على شكل قرص العسل، والذي طورته شركة بكين آيرون مان تكنولوجي، مما أدى إلى خفض وزن جذع الروبوت ثنائي الأرجل بنسبة 30% وزيادة صلابته عند الانحناء بنسبة 40%. يعتمد الهيكل على الألمنيوم المُخصص للطيران 7075-T6، ويحقق صلابة نوعية تبلغ 12 جيجاباسكال · م³/كجم من خلال تصميم مُحاكي للطبيعة. ومن المُخطط استخدامه في روبوت صيانة محطة الفضاء الذي سيُطلق في الربع الأخير من عام 2025.

 
وتدفع هذه الاختراقات التكنولوجية استخدام آلة واحدة من الألومنيوم في الروبوتات البشرية من 20 كجم/وحدة في عام 2024 إلى 28 كجم/وحدة في عام 2025، كما ارتفعت نسبة الألومنيوم عالي الجودة من 15% إلى 35%.

 
مع تطبيق وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات "الآراء التوجيهية حول التطوير المبتكر لصناعة الروبوتات الشبيهة بالبشر"، سيستمر تسارع ابتكار مواد الألومنيوم في مجالات خفة الوزن والتكامل الوظيفي. في يوليو 2024، أصدرت وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات "الآراء التوجيهية حول التطوير المبتكر لصناعة الروبوتات الشبيهة بالبشر"، والتي حددت بوضوح هدف "إحداث نقلة نوعية في المواد خفيفة الوزن وعمليات التصنيع الدقيقة"، وأدرجت تقنية التشكيل الدقيق لسبائك الألومنيوم ضمن قائمة البحث والتطوير الرئيسية.

 
وعلى المستوى المحلي، ستنشئ شنغهاي صندوقًا خاصًا بقيمة 2 مليار يوان في نوفمبر 2024 لدعم البحث والتصنيع للمواد الأساسية للروبوتات البشرية، بما في ذلك مواد الألومنيوم عالية الأداء.

 
في المجال الأكاديمي، تم التحقق من صحة "هيكل الألمنيوم المُحاكي للحيوية على شكل قرص العسل"، الذي طوره معهد هاربين للتكنولوجيا ومعهد أبحاث الألمنيوم الصيني، في يناير 2025. يتميز هذا الهيكل بقدرته على تقليل وزن جذع الروبوت بنسبة 30% مع تحسين صلابة الانحناء بنسبة 40%. وقد دخلت هذه الإنجازات مرحلة التصنيع ببراءات الاختراع.

وفقًا لمعهد GGII للروبوتات، سيبلغ الاستهلاك العالمي للألمنيوم المستخدم في الروبوتات الشبيهة بالبشر حوالي 12,000 طن في عام 2024، بحجم سوق يبلغ 1.8 مليار يوان. وبافتراض أن استهلاك روبوت بشري واحد من الألمنيوم يتراوح بين 20 و25 كجم (ما يمثل 30% إلى 40% من إجمالي وزن الآلة)، وبناءً على تقديرات الشحن العالمي بخمسة ملايين وحدة بحلول عام 2030، سيرتفع الطلب على الألمنيوم إلى ما بين 100,000 و125,000 طن، ما يعادل حجم سوق يتراوح بين 15 و18 مليار يوان تقريبًا، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 45%.

 
من حيث السعر، منذ النصف الثاني من عام 2024، ارتفعت أسعار مواد الألومنيوم عالية الجودة المستخدمة في الروبوتات (مثل ألواح الألومنيوم المخصصة للطيران والألومنيوم المصبوب عالي التوصيل الحراري) من 15% إلى 30%. يتجاوز سعر الوحدة لبعض المنتجات المخصصة 80,000 يوان/طن، وهو أعلى بكثير من متوسط ​​سعر مواد الألومنيوم الصناعية (22,000 يوان/طن).

 
مع ازدياد معدل تكرار الروبوتات البشرية بنسبة تزيد عن 60% سنويًا، ينتقل الألومنيوم، بفضل سلسلته الصناعية الناضجة وأدائه المُحسَّن باستمرار، من التصنيع التقليدي إلى مسار القيمة المضافة العالية. ووفقًا لمعهد توباو للأبحاث، ستستحوذ سوق الألومنيوم الصينية المخصصة للروبوتات على ما بين 40% و50% من حصة السوق العالمية بين عامي 2025 و2028، وستكون الإنجازات التكنولوجية التي حققتها الشركات المحلية في مجالات التشكيل الدقيق ومعالجة الأسطح وغيرها من المجالات من أهم الرابحين والخاسرين.