竹子做机器人机身?四川竹材“玩出”新花样

2026-03-31 21:12:28来源:四川在线编辑:郭雨迪

四川在线记者 李菲菲 文/图

“有啥子可以帮你?”3月27日,记者在四川兴竹生物基新材料有限公司见到了“竹大”熊猫人形机器人。作为国内首款将竹原纤维复合材料用于承重结构的智能设备,它正用四川话配合调试,挥手、转身间,头部“竹耳机”与手脚关节处的竹纹部件格外醒目,“大竹制造”字样清晰可见。


“竹大”熊猫人形机器人。

“看着是竹子,却又不是普通竹子。”该公司应用研究负责人赵吉星介绍,大竹本地生产的竹原纤维,是在竹纤维的技术上进行了脱糖脱胶“提纯瘦身”,材质稳定性大幅提升。


“竹大”头部的竹耳机。

不过疑问也随之而来:竹材易吸潮发霉,如何保障机器人机身长期稳定不霉变?竹原纤维用于机器人研发又有哪些核心优势?带着这些问题,记者与技术团队、业界专家进行了深入对话。

竹原纤维可以用在机身哪些部位?

结构件与装饰件皆可适配

在“竹大”迈步、挥手时,关节处的竹材随之灵活扭动。“整个机器人的材料里,竹材占比约10%。”赵吉星介绍。

我们目之所及仅有竹关节,占比有这么高吗?面对疑问,赵吉星轻轻摸了摸“竹大”酷似宇航员造型的大熊猫头部,解释说,竹材在机身中的应用主要分为两大板块。

首先是保留竹子原生特性的结构件,应用于机器人的关节、四肢等部位,采用竹原纤维束重组特制而成。


竹原纤维。

不同于普通处理后分散的单根竹原纤维细丝,这类结构件用的竹原纤维束基复合材料,经过了一套精密工序:先将竹片精准去青去黄,保留均匀的纤维层;再通过专业设备碾压成均匀的竹纤维束片;随后进行脱糖脱胶处理,去除影响稳定性的杂质;最后以定制工艺重组成型,既保留了竹子的天然纹理外观,又让竹原纤维紧密压合成型。

这种结构如同“一捆难以折断的筷子”,从根本上提升了材料的硬度与韧性,足以支撑关节的频繁活动与力学承载需求。浙江农林大学纺织竹原纤维研究所所长、我国竹原纤维技术带头人姚文斌教授,从技术上肯定了竹原纤维制作结构件的可能性,“竹原纤维早已在纺织面料、汽车内饰等方面规模化应用,其天然具备的强可塑性,为跨界应用于机器人结构件提供了可能性。”


竹晶纤维。

其次是机身上的装饰件与覆盖件,也就是“竹大”通体的白色外壳及各类装饰部件,其核心材料是竹基塑料。这种复合材料以竹晶纤维为主要成分,占比高达60%,具有优良的热成形性,能够适配机器人外壳复杂的曲面设计与装配尺寸要求。

目前“竹大”仍处于1.0版本阶段,而竹原纤维的应用升级已在规划之中。赵吉星透露,最终要实现竹原纤维在“竹大”结构件中的用量达到85%,装饰件和覆盖件的竹原纤维占比不低于60%。

机身所用的竹原纤维会发霉吗?

中空结构宛若干燥海绵足够透气

应用在“竹大”机身上的竹原纤维,会不会像普通竹子一样容易发霉?

对此,研发团队给出了明确答案:通过独创的物理技术制成的竹原纤维,不会发霉。


“竹大”机身的竹纹理部件。

竹子本身易发霉,与其内部残留的糖分、蛋白质、脂肪、果胶等物质密切相关。“针对这一痛点,我们自主研发了‘机械-理化法’竹原纤维制备技术。”赵吉星介绍,该技术在高效脱糖脱胶的同时,尽可能完整地保留了竹纤维的天然中空结构、表面多孔纤维形态和“竹琨”成分,竹琨具有抗菌、抑菌、防螨功能。

“在脱糖脱胶处理后,确实可以大大降低发霉的可能性。”姚文斌表示。

那为何放着不易发霉的塑料不用,偏要执着于竹原纤维?这背后藏着“竹大”机器人的核心设计考量——减重增效,兼顾性能与环保。

对于电力驱动的人形机器人而言,零件重量直接影响电池续航能力:机身每减轻一分,续航就能多延长一截。“在体积相同的前提下,竹基塑料,比普通ABS塑料轻。”姚文斌表示。

能轻多少?赵吉星举例,目前所使用的竹原纤维晶须含量占比50%的竹晶ABS塑料,在实际应用中,一块巴掌大小、厚度10mm的机身部件,能比普通ABS塑料减重大约25g。“竹基塑料还有一个突出特点是韧性更优。”姚文斌表示,不过,将竹原纤维复合材料大规模应用于机器人机身在行业内尚无先例,建议以“年”为单位持续追踪材料的长期稳定性与老化性能。

“竹大”机器人能在哪些地方“上岗”?

广泛适用于文旅导览、公共接待等场景

今年2月,大竹县政府与成都人形机器人创新中心有限公司正式签订《成都人形机器人(达州)大竹竹原纤维熊猫机器人生产项目投资协议》,这意味着“竹大”机器人在完成技术验证后,将进入规模化生产阶段。

“竹大”以国宝大熊猫为设计原型,成都人形机器人创新中心依托自主研发的运动控制技术,与高速运控模型等硬核技术支撑,通过设置多模态交互、高速推理模型,让机器人可广泛适用于文旅导览、公共接待、教育陪伴等场景。

“‘竹大’已在大竹县部分文旅场景试点‘上岗’,我们正针对实际应用中暴露的问题持续优化迭代,为后续量产积累关键经验。”成都人形机器人创新中心相关负责人介绍。当前大竹县已建成30万吨竹原纤维生产线和30万吨竹缠绕管道管廊项目,此次大竹县与成都人形机器人创新中心合作,就是旨在把当地竹资源转化为“人工智能+”产业链中的一环。

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