科技日報記者 魏依晨

近年來，隨著人工智能、傳感器技術、材料科學等領域的突破性進展，人形機器人正從科幻電影走進現(xiàn)實生活。2025年，全球多家科技巨頭相繼發(fā)布新一代人形機器人產(chǎn)品，其靈活度、環(huán)境適應性和任務執(zhí)行能力均實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

“釹鐵硼稀土永磁材料具有高的能量密度，可有效縮減電機尺寸，促進機器人小型化輕量化，降低電機能耗，還能避免傳統(tǒng)電機因扭矩不足引發(fā)活動范圍受限問題，令機器人簡單高效完成行走、跳躍等復雜動作，是人形機器人制備過程中不可或缺的材料。”4月24日，江西理工大學磁浮軌道交通研究院副院長、稀土磁性材料及器件研究所副所長、國家稀土功能材料創(chuàng)新中心項目部部長楊牧南告訴科技日報記者。

據(jù)媒體報道，特斯拉公司首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克4月22日表示，其“擎天柱”人形機器人的生產(chǎn)受到了中國對稀土磁體出口限制的影響。為此，他表示，特斯拉正在積極申請中國稀土永磁材料的出口許可。

人形機器人的生產(chǎn)為何急需稀土？

楊牧南介紹，在關節(jié)驅動上，稀土永磁材料是伺服電機的核心組件。特斯拉Optimus等機器人采用稀土永磁無框力矩電機和無刷電機，分別用于旋轉關節(jié)（高精度扭矩輸出）和線性關節(jié)（快速伸縮+精密位移）。例如釹鐵硼磁材具有出色的磁性能及高扭矩密度，能在電機保持小體積和輕重量的同時，輸出強大扭矩，為人形機器人完成行走、抓取、伸展等復雜動作提供穩(wěn)定動力。

公開資料顯示，單臺人形機器人通常需要40個以上伺服電機，每個電機需要50到100克釹鐵硼材料，總用量可達2至4千克。以特斯拉的“擎天柱”為例，單臺機器人需要約3.5千克高性能釹鐵硼，用量是一臺新能源車的1.75倍。到2025年，特斯拉機器人對高性能的鋁鐵硼永磁材料的需求量將會達到6150噸。

“在制動系統(tǒng)上，稀土永磁的高磁阻特性可降低電機能量損耗，緊急制動時快速響應，防止慣性失控；在控制系統(tǒng)上，高頻率響應特性使稀土永磁電機能精準執(zhí)行復雜指令，確保動作穩(wěn)定性和操作準確性。”楊牧南說，當機器人制動時，可快速將電機的動能轉化為熱能散發(fā)出去，達到快速制動的效果。此外，還可調(diào)節(jié)制動系統(tǒng)中稀土磁材部件的磁場強度來控制動力矩大小，確保機器人在不同運動狀態(tài)下均能平穩(wěn)、精準地完成制動。

“除此以外，這些材料還能用在其他關鍵部件。如在環(huán)境感知傳感器等高精度傳感器的制造方面，稀土材料的加入能提升機器人對外部信息的捕捉能力?！睏钅聊险f，因具備高頻率響應特性，釹鐵硼磁材可敏銳捕捉運動部件的空間位置、速度及加速度等信息，并及時反饋至控制系統(tǒng)，使其能精準調(diào)控電機運轉，有力保障了機器人操作的準確性和穩(wěn)定性。

根據(jù)金力永磁年度報告，2023—2028年，全球人形機器人對稀土永磁的消費量將以162.2%的年復合增長率飆升，2028年突破2887.5噸。