Boston Dynamics,Passage de l’hydraulique à l’électrique – Une nouvelle ère pour la robotique

Récemment, Boston Dynamics a annoncé la mise à la retraite de son robot humanoïde bipède à actionnement hydraulique, Atlas. Cependant, moins de 24 heures plus tard, ils ont dévoilé le robot Atlas entièrement électrique. En tant que pionnier et leader dans l'industrie mondiale de la robotique, cette initiative de Boston Dynamics a suscité une attention considérable.

La mise à la retraite du robot Atlas hydraulique est probablement due aux limites des systèmes hydrauliques pour répondre aux exigences évolutives de l’IA. Bien que l’actionnement hydraulique offre des performances puissantes, il reste rigide et coûteux. En revanche, l’actionnement électrique est plus économique, et les progrès récents en densité de puissance et de couple le rendent de plus en plus viable. De nombreux robots humanoïdes de nouvelle génération utilisent désormais l’actionnement électrique. Les experts du secteur considèrent le passage de Boston Dynamics de « hydraulique » à « électrique » comme une décision stratégique visant à réduire les coûts et à élargir les capacités dans diverses applications.

Avantages et inconvénients de l’actionnement hydraulique et électrique

1. Actionnement hydraulique

   
   Les systèmes hydrauliques génèrent un fluide à haute pression via une pompe, convertissant l’énergie hydraulique en énergie mécanique pour actionner les actionneurs. Les principaux avantages des systèmes hydrauliques par rapport à d’autres méthodes de transmission (notamment l’électrique) incluent :

• Haute densité de couple : les systèmes hydrauliques fournissent un couple élevé, adapté aux applications lourdes.

• Forte puissance de sortie : capables de générer une force importante dans un volume compact, répondant aux besoins des opérations à forte charge.

Cependant, les systèmes hydrauliques présentent des inconvénients notables pour les applications robotiques :

• Faible efficacité énergétique globale : les systèmes hydrauliques sont généralement moins efficaces énergétiquement.

• Complexité et coûts de maintenance élevés : le grand nombre de composants augmente le risque de panne et complique l’entretien.

• Vitesse de réponse limitée : en raison de la complexité des pompes, valves et servomoteurs mécaniques, la vitesse de réponse globale peut être plus lente.

• Coûts de production élevés : la fabrication et l’entretien des actionneurs hydrauliques très intégrés sont coûteux.

• Défis de maintenance : les systèmes hydrauliques sont complexes et sujets à des problèmes tels que les fuites, nécessitant des équipes spécialisées.

2. Actionnement électrique

   
   

L’actionnement électrique consiste à entraîner directement la charge avec un moteur électrique, sans transmission hydraulique. Les principaux avantages des systèmes électriques incluent :

• Silencieux et réponse rapide : les systèmes électriques sont généralement plus silencieux et réagissent plus rapidement.

• Contrôle précis : adapté aux actions finement réglées, essentiel pour les tâches nécessitant précision et agilité.

• Efficacité énergétique : l’actionnement électrique est plus économe en énergie, réduisant les coûts opérationnels et l’impact environnemental.

• Flexibilité : les systèmes électriques offrent une grande flexibilité de conception, permettant un prototypage rapide et un déploiement facile.

Bien que l’actionnement électrique ait traditionnellement une densité de couple et de puissance inférieure à celle des systèmes hydrauliques, les avancées récentes, notamment dans les technologies à entraînement direct et quasi-direct (QDD), ont considérablement atténué ces limites. Ces innovations suggèrent que, sous de nouveaux cadres technologiques, les inconvénients de l’actionnement électrique seront progressivement surmontés.

Le virage stratégique de Boston Dynamics

Boston Dynamics a toujours poursuivi la commercialisation au fil des années. Bien que les robots hydrauliques soient puissants, leur complexité et leurs coûts élevés freinent leur adoption à grande échelle. En revanche, les solutions à actionnement électrique ont été mises en œuvre avec succès par de nombreuses entreprises robotiques, démontrant d’excellentes performances et un contrôle précis. D’un point de vue technique, l’abandon par Boston Dynamics de l’actionnement hydraulique au profit de l’électrique suscite de nouvelles discussions et ouvre de nouvelles perspectives pour l’industrie.

L’évolution de l’actionnement électrique

Les systèmes d’actionnement électrique, en tant que composants centraux permettant le mouvement des articulations robotiques, ont été un point central de la recherche sur le matériel robotique. L’évolution de l’actionnement électrique est passée de transmissions rigides à haute réduction à des actionneurs élastiques en série (SEA), puis aux systèmes à quasi-direct drive (QDD). La technologie QDD est largement utilisée dans l’industrie robotique, permettant aux robots de percevoir les forces d’interaction externes via un contrôle de force en boucle fermée. En combinant des moteurs à couple élevé et basse vitesse avec des boîtes de vitesses à faible rapport, les systèmes QDD offrent une grande bande passante de contrôle de force et une résistance aux impacts tout en conservant haute précision et efficacité, réunissant les avantages des systèmes à entraînement direct et des moteurs traditionnels.

L’immense potentiel du marché de l’actionnement électrique

Le passage de Boston Dynamics de l’hydraulique à l’électrique souligne l’immense potentiel du marché de l’actionnement électrique. La flexibilité, la fiabilité et l’efficacité de l’actionnement électrique en font une tendance future de la technologie robotique. On s’attend à ce que tous les robots humanoïdes et autres types de robots adoptent de plus en plus des systèmes d’actionnement électrique pour répondre aux demandes du marché et aux avancées technologiques en rapide évolution.

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