Du 14 au 17 août, les premiers Jeux de robots humanoïdes au monde se sont tenus à Pékin, en Chine, avec plus de 500 robots provenant de 280 équipes de 16 pays en compétition sur la même scène. L’événement comprenait 26 catégories de compétition et 487 matchs, couvrant diverses épreuves telles que l’athlétisme, le football, la danse, etc.
Les robots humanoïdes sont en train de passer de la science-fiction à la réalité. Derrière ces machines hautement complexes se cache l’intégration précise d’une série de matériaux métalliques. Aujourd’hui, nous explorons les matériaux métalliques clés utilisés dans la fabrication des robots humanoïdes.
Cœur léger : Alliages de magnésium et d’aluminium
Les robots humanoïdes doivent imiter la flexibilité humaine, ce qui fait de la conception légère un objectif principal. Les alliages de magnésium et d’aluminium, avec leurs rapports résistance-poids élevés, sont des matériaux structurels idéaux. L’alliage de magnésium est le matériau structurel métallique le plus léger en usage pratique. Sa densité n’est que les deux tiers de celle de l’aluminium, mais il offre une excellente absorption des chocs et une résistance aux impacts. Par conséquent, les alliages de magnésium sont souvent utilisés dans les coques de robots, les composants articulaires et les supports internes pour réduire le poids global et améliorer l’efficacité énergétique. Par exemple, le robot Optimus de Tesla utilise largement l’alliage de magnésium pour optimiser le contrôle des mouvements. L’alliage d’aluminium, quant à lui, offre des avantages en termes de coût, est facile à usiner et à recycler, et est largement utilisé dans les cadres corporels et les articulations mobiles. Ces deux matériaux sont formés par des procédés de moulage sous pression ou d’extrusion, aidant les robots à réaliser des mouvements plus fluides et une autonomie de batterie plus longue.
Conduction et gestion thermique : Cuivre et argent
Le « système nerveux » des robots humanoïdes repose sur des matériaux efficaces de conduction électrique et thermique. Le cuivre est un matériau central pour les moteurs, les faisceaux de câblage et les circuits imprimés. Sa haute conductivité électrique et thermique assure une transmission efficace de l’énergie et une dissipation de la chaleur. Les moteurs articulaires et les capteurs des robots nécessitent de vastes bobines de cuivre pour réduire les pertes d’énergie et éviter la surchauffe. L’argent est utilisé dans les connecteurs et contacts haut de gamme ; malgré son coût plus élevé, ses propriétés supraconductrices sont irremplaçables dans la transmission de signaux de précision. À mesure que les robots humanoïdes progressent vers une intelligence plus élevée, la demande de cuivre et d’argent continuera de croître pour supporter des systèmes électroniques plus complexes et le traitement de données en temps réel.
Fondation de la résistance et de la durabilité : Acier
Bien que l’allègement soit essentiel, les parties porteuses telles que les cadres squelettiques, les engrenages et les roulements nécessitent une résistance et une résistance à l’usure extrêmement élevées. L’acier joue ici un rôle irremplaçable, en particulier l’acier inoxydable à haute résistance et l’acier allié. Grâce aux technologies de traitement thermique et de revêtement, ces matériaux offrent une excellente résistance à la fatigue et à la corrosion, assurant une stabilité lors de mouvements répétitifs à long terme. Par exemple, les articulations des jambes et les bras de préhension des robots humanoïdes utilisent souvent de l’acier pour résister aux charges dynamiques. De plus, la rentabilité et l’usinabilité de l’acier en font le choix préféré pour la production de masse, équilibrant performance et coût.
« Éléments magiques » : Matériaux de terres rares
Les éléments de terres rares, tels que le néodyme, le dysprosium et le terbium, sont les « moteurs invisibles » des systèmes d’alimentation des robots. Ils sont utilisés pour fabriquer des aimants au néodyme-fer-bore dans les moteurs à aimants permanents. Ces aimants possèdent des produits d’énergie magnétique extrêmement élevés, fournissant une puissance de sortie compacte et puissante qui entraîne directement les composants articulaires et de mouvement. Sans les éléments de terres rares, les moteurs modernes hautes performances ne pourraient pas réaliser la miniaturisation et la haute efficacité. Bien que les ressources en terres rares soient concentrées et posent des défis environnementaux lors de l’extraction, leur rôle dans l’amélioration de la densité de puissance et de la précision est irremplaçable. Alors que les robots humanoïdes demandent une mobilité accrue, l’approvisionnement en terres rares pourrait faire face à des pressions, stimulant l’innovation dans le recyclage et les technologies alternatives.
Valeur future des matériaux métalliques
La croissance explosive du marché des robots humanoïdes entraînera une demande structurelle pour ces matériaux métalliques. Les matériaux légers et conducteurs tels que le magnésium, l’aluminium et le cuivre bénéficieront directement de la production massive de robots. Les terres rares et l’acier haut de gamme pourraient devenir des ressources stratégiques dans la chaîne d’approvisionnement. Une attention peut être portée aux entreprises liées à l’extraction, à la transformation et au recyclage des métaux, ainsi qu’aux entreprises de R&D de nouveaux matériaux. Cependant, les risques doivent également être pris en compte. Actuellement, les perturbations géopolitiques de l’approvisionnement en terres rares, les fluctuations des prix et les itérations technologiques pourraient avoir un impact sur les tendances à long terme.
