چگونه چاپ سه‌بعدی کفش، ربات‌های انسان‌نما را واقعی کرد؟

به گزارش شبکه اطلاع رسانی راه دانا؛ یک شرکت چینی با بهره‌گیری از فناوری چاپ سه‌بعدی و فناوری‌های به کار رفته در کفش‌های کتانی موفق به ایجاد عضلات برای ربات انسان‌نمای منحصر به فرد خود شد.

هنگامی که شرکت «ایکس‌پنگ»(XPeng) در اوایل امسال از جدیدترین ربات انسان‌نمای خود رونمایی کرد، این نمایش به گونه‌ای طراحی شده بود که ناباوری را برانگیزد. حرکات ربات آنقدر واقعی به نظر می‌رسید که «هی شیائوپنگ»(He Xiaopeng) بنیان‌گذار آن، پارچه‌های کشیده شده روی پای ربات را روی صحنه قیچی کرد تا ثابت کند که این ربات، یک انسان در لباس مبدل نیست.

این لحظه به سرعت در فضای مجازی پخش شد، اما افشاگری مهم‌تر درون بدن این ربات نهفته بود. این ربات فراتر از نرم‌افزار و سیستم‌های الکترومکانیکی به اجزای ساختاری انعطاف‌پذیر و شبیه به پوست متکی بود که حرکت روان‌تر و حضور فیزیکی انسان‌مانندتری را ممکن می‌ساخت.

این اجزا توسط شرکتی به نام «پلی‌پلیمر»(PollyPolymer) که یک شرکت توسعه مواد مستقر در «سوژو» است، توسعه داده شده است که بی‌سروصدا به تأمین‌کننده بخش رباتیک انسان‌نمای رو به رشد چین تبدیل شده است. این شرکت که در سال ۲۰۱۷ توسط «وانگ ونبین»( Wang Wenbin)، دانشمند مواد تأسیس شد، در ابتدا بر روی کفش‌های چاپ سه‌بعدی تمرکز داشت و سپس فناوری خود را به رباتیک، مراقبت‌های بهداشتی و نمونه‌سازی صنعتی گسترش داد.

تلاقی تولید کفش با طراحی ربات انسان‌نما

گذار شرکت «PollyPolymer» از ساخت کفش به ربات، ریشه در همپوشانی نیازهای فنی دارد. اجزای کفش باید سبک، الاستیک، مقاوم در برابر فشار مکرر و ایمن برای تماس طولانی‌مدت با بدن انسان باشند. اینها الزاماتی هستند که به طور فزاینده‌ای ساختارهای خارجی و سیستم‌های مفصلی ربات‌های انسان‌نما را نیز که قرار است پیرامون انسان‌ها کار کنند، تعریف می‌کنند.

«وانگ» گفت که مواد مورد استفاده برای «عضلات بیونیک» ربات‌های انسان‌نما باید بین خاصیت ارتجاعی، اتلاف گرما، مقاومت در برابر سایش و دوام طولانی‌مدت تعادل برقرار کند و این شرکت، فرمولاسیون‌های پلیمری را که در ابتدا برای کفش توسعه داده شده بودند، برای ایجاد سیستم‌های بالشتک مفاصل و اجزای یکپارچه پا برای چندین توسعه‌دهنده رباتیک چینی از جمله «UBTech Robotics» و «EngineAI» تطبیق داده است.

در مورد ربات‌های انسان‌نمای شرکت «XPeng»، از مواد انعطاف‌پذیر برای پشتیبانی از حرکت واقعی و در عین حال محافظت از مکانیسم‌های داخلی استفاده شده است. اگرچه این فناوری چشمگیر است، اما مطمئناً رویکرد جدیدی نیست. در سال ۲۰۲۵، بسیاری از شرکت‌های توسعه ربات‌های انسان‌نما از طراحی‌های صنعتی و سفت و سخت به سمت سیستم‌های نرم‌تر و سازگارتر حرکت کردند.

در حالی که پیشرفت‌ها در هوش مصنوعی و حسگرها اغلب بر بحث‌های عمومی غالب هستند، مهندسان می‌گویند علم مواد نقش مهمی در تعیین اینکه آیا ربات‌ها می‌توانند با خیال راحت در محیط‌های مشترک انسانی عمل کنند یا نه، ایفا می‌کند.

سرعت به عنوان یک مزیت تولید

محور اصلی توسعه «PollyPolymer»، فرآیند اختصاصی فوتوپلیمریزاسیون پرسرعت آن است که به عنوان سنتز نور غیر همزمان با مانع یا HALS شناخته می‌شود. این شرکت می‌گوید که این تکنیک به آن اجازه می‌دهد قطعات انعطاف‌پذیر را بسیار سریع‌تر از روش‌های سنتی چاپ سه‌بعدی چاپ کند و امکان تکرار سریع طراحی و تولید در دسته‌های کوچک بدون قالب را فراهم کند.

این سرعت در تولید کفش‌ها ضروری بوده است، جایی که این شرکت در سال ۲۰۲۵ حدود دو میلیون جفت کفش چاپ کرد و قصد دارد ظرفیت خود را تا سال ۲۰۲۶ دو برابر کند. با وجود این حجم، چاپ سه‌بعدی هنوز سهم کمی از تولید جهانی کفش را تشکیل می‌دهد و در صورت ادامه کاهش هزینه‌ها، فضای قابل توجهی باقی می‌گذارد. شرکت «PollyPolymer» با برندهای بین‌المللی از جمله «Skechers»، «Cole Haan» و «Peak Sport Products» در چین همکاری می‌کند و هم قطعات جداگانه و هم کفش‌های کاملاً چاپ‌شده تولید می‌کند.

همین مدل تولید، فراتر از کفش نیز جذاب بوده است. در سال ۲۰۲۴، شرکت «والت دیزنی» در هفته مد شانگهای، لوازم جانبی و کفش‌های چاپ سه‌بعدی را به نمایش گذاشت و «PollyPolymer» تحقیقات مواد و پشتیبانی فنی آن را ارائه داد. طبق گزارش‌ها، نبود قالب‌گیری سنتی، زمان‌بندی توسعه را بیش از نصف کاهش داده است.

تلاش‌های مشابهی در خارج از چین در حال انجام است. شرکت‌های غربی مانند «Carbon» و «Stratasys» از فوتوپلیمریزاسیون پرسرعت برای کفش، دستگاه‌های پزشکی و قطعات صنعتی استفاده کرده‌اند، در حالی که شرکت‌های شیمیایی از جمله «BASF» و «Wacker Chemie» همچنان به توسعه الاستومرها برای رباتیک و سیستم‌های پوشیدنی ادامه می‌دهند.

گسترش فراتر از چین

علاوه بر کالاهای مصرفی، «PollyPolymer» خود را به عنوان یک شریک تولید سریع برای تحقیق و توسعه صنعتی معرفی کرده است.

این شرکت نمونه‌های اولیه چاپ سه‌بعدی را به شرکت‌های «سامسونگ» و «بوش» ارائه داده است که به کوتاه‌تر شدن چرخه‌های توسعه محصول به جای تحویل محصولات نهایی کمک می‌کند.

یک چهارم درآمد این شرکت اکنون از مشتریان خارج از این کشور حاصل می‌شود و فروش بین‌المللی سالانه آن بیش از ۴۰ درصد رشد دارد. شرکت «PollyPolymer» انتظار دارد که بازارهای خارجی ظرف سه سال بیش از نیمی از کل درآمد را به خود اختصاص دهند.

این شرکت برای پشتیبانی از این تلاش، اخیراً یک برند مصرفی به نام «PollyFab» را با هدف تولید کفش‌های کتانی سفارشی و محصولات سبک زندگی کوچک راه‌اندازی کرده است و قصد دارد  سال ۲۰۲۶ فروشگاه‌های فیزیکی خود را در ایالات متحده، فرانسه و ژاپن افتتاح کند.