Unitree Robot humanoidalny G1 EDU-U4 Władysławowo

Unitree G1 EDU U4 – humanoidalna platforma R&D z dotykiem haptycznym i 43 DoF Unitree G1 EDU U4 to rozbudowana konfiguracja badawczo-rozwojowa robota humanoidalnego G1 EDU, przygotowana do projektów wymagających nie tylko ruchu i percepcji przestrzennej, ale również precyzyjnej manipulacji z wykorzystaniem informacji dotykowej. Wariant U4 oferuje 43 stopnie swobody oraz dwie trójpalczaste dłonie zręczne Dex3-1 z czujnikami dotykowymi. Platforma łączy napędy o maksymalnym momencie stawu kolanowego do 120 Nm, percepcję opartą na 3D LiDAR LIVOX MID360 i kamerze głębi D435i, możliwość Secondary Development oraz dodatkową moc obliczeniową konfiguracji U4 na poziomie 100 TOPS. Zobacz platformę Unitree G1 w ruchu Oficjalny materiał Unitree prezentuje szeroki zakres ruchu platformy G1, dynamiczną kontrolę całego ciała oraz możliwości dłoni zręcznych wykorzystywanych podczas manipulacji. Oficjalny materiał Unitree Robotics prezentujący platformę G1. Najważniejsze możliwości G1 EDU U4 U4 został skonfigurowany przede wszystkim z myślą o badaniach nad precyzyjnym chwytem, dotykiem, AI i sterowaniem humanoidalnym. 43 DoF Rozbudowana kinematyka całego ciała. 2 × Dex3-1 Trójpalczaste dłonie zręczne do manipulacji. Dotyk haptyczny Czujniki dotykowe dostarczające informacji o kontakcie. 100 TOPS Moc obliczeniowa konfiguracji U4 do zadań AI. 120 Nm Maksymalny moment stawu kolanowego. MID360 + D435i LiDAR 3D i kamera głębi. U4 – wersja zaprojektowana wokół zmysłu dotyku Najważniejszym elementem konfiguracji U4 sądwie trójpalczaste dłonie Dex3-1 wyposażone w percepcję dotykową.Wprowadzenie dodatkowego źródła informacji o kontakcie pozwala rozwijać znacznie bardziej zaawansowane strategie manipulacji niż w przypadku systemu bazującego wyłącznie na pozycji przegubów i obrazie z kamer. Dane dotykowe mogą być wykorzystywane do wykrywania kontaktu, regulowania siły chwytu,identyfikowania początku poślizgu przedmiotu i reagowania na zmianę jego położenia. U4 jest dzięki temu szczególnie interesującą platformą do badań naddexterous manipulation, sensor fusion, kontrolą siły i interakcją człowiek–robot. Kompaktowa konstrukcja humanoidalna Według oficjalnej dokumentacji Unitree platforma G1 EDU ma w pozycji stojącej około1320 × 450 × 200 mm.Po złożeniu wymiary zmniejszają się do około690 × 450 × 300 mm. Masa G1 EDU wraz z akumulatorem wynosi około35 kg lub więcej, zależnie od zastosowanej konfiguracji oraz dodatkowych elementów. Łączna długość uda i podudzia wynosi około0,6 m, natomiast parametr ramienia producent określa na około0,45 m. 43 stopnie swobody Unitree przewiduje dla rodziny G1 EDU konfiguracje obejmujące od23 do 43 napędzanych stopni swobody.U4 wykorzystuje górną część tego zakresu – 43 DoF. Każda noga ma 6 stopni swobody,a rozbudowana talia może pracować w trzech osiach.Każde podstawowe ramię G1 wykorzystuje 5 osi, a kolejne stopnie swobody zapewniająnadgarstki oraz dłonie Dex3-1. Sama dłoń Dex3-1 oferuje 7 aktywnych stopni swobody:3 dla kciuka oraz po 2 dla palca wskazującego i środkowego.Dodatkowo przewidziane są 2 stopnie swobody nadgarstka. Taka architektura umożliwia jednoczesną kontrolę pozycji nóg, talii, ramion,nadgarstków i palców podczas złożonych zadań manipulacyjnych. Dwie dłonie Dex3-1 – precyzyjna manipulacja zamiast prostego chwytania Dex3-1 jest trójpalczastą dłonią zręczną opracowaną przez Unitree do wykonywaniabardziej złożonych operacji na przedmiotach.Każda dłoń posiada 7 stopni swobody. Kciuk ma 3 niezależnie sterowane osie,natomiast palec wskazujący i środkowy po 2.Taki układ umożliwia tworzenie różnych konfiguracji chwytu i dopasowanieułożenia palców do kształtu przedmiotu. Napędy dłoni wykorzystują sterowanie siłowe,co wraz z informacją dotykową w wariancie U4 umożliwia rozwój algorytmównastawionych na bardziej świadome i kontrolowane obchodzenie się z przedmiotami. Sprzężenie dotykowe podczas chwytu Czujniki dotykowe zastosowane w dłoniach U4 pozwalają uzupełnić dane wizyjneo informację pochodzącą bezpośrednio z miejsca kontaktu robota z przedmiotem. Dzięki temu algorytm może reagować nie tylko na to,gdzie znajduje się obiekt, ale również na to,co dzieje się z nim podczas chwytu. Otwiera to drogę do badań nad automatyczną regulacją siły,wykrywaniem poślizgu, ponownym chwytaniem przedmiotu,manipulacją delikatnymi elementami oraz fuzją danych dotykowych i wizyjnych. To właśnie percepcja dotykowa stanowi główną różnicę pomiędzy konfiguracją U4a wariantami G1 EDU nastawionymi przede wszystkim na ruch lub manipulację bez sprzężenia haptycznego. Do 120 Nm w stawie kolanowym Napędy G1 wykorzystują wysokoobrotowe silniki PMSM z wewnętrznym wirnikiemi niską bezwładnością, zaprojektowane z myślą o szybkiej odpowiedzi układu sterowania. W G1 EDU maksymalny moment stawu kolanowego wynosi120 Nm.Dla podstawowego G1 producent podaje 90 Nm. Maksymalne deklarowane obciążenie pojedynczego ramienia wersji EDU wynosi około3 kg.Unitree zaznacza, że rzeczywista zdolność przenoszenia obciążeniazależy od pozycji i stopnia wyprostowania kończyny. Podwójne enkodery i wewnętrzne prowadzenie przewodów Każdy staw wykorzystuje podwójny enkoder,co pozwala systemowi precyzyjnie określać pozycję elementów układu ruchu. Instalacja elektryczna prowadzona jestwewnątrz pustych osi przegubów,ograniczając liczbę przewodów prowadzonych na zewnątrz ruchomych elementów. Za odprowadzanie ciepła z kluczowych elementów odpowiadalokalne chłodzenie powietrzem. Duży zakres ruchu kluczowych stawów Szeroki zakres ruchu pozwala G1 EDU przyjmować złożone pozycjei wykonywać dynamiczne sekwencje wymagające jednoczesnej pracy nóg i tułowia. ±155° obrót talii wokół osi Z 0–165° zakres pracy kolana P ±154° biodro – Pitch R −30° do +170° biodro – Roll Y ±158° biodro – Yaw ±92,5° zakres osi nadgarstka LIVOX MID360 i kamera głębi D435i Instrukcja producenta precyzuje, że system percepcji platformy wykorzystuje3D LiDAR LIVOX MID360 orazkamerę głębi D435i. LiDAR MID360 dostarcza przestrzenną chmurę punktów i oferuje360-stopniowe pole skanowania w poziomieoraz maksymalny pionowy zakres około 59°. Kamera D435i uzupełnia te dane o obraz i informację o głębi,co pozwala rozwijać algorytmy lokalizacji, wykrywania przeszkód,rozpoznawania otoczenia oraz planowania interakcji z przedmiotami. Wizja + LiDAR + dotyk U4 jest szczególnie ciekawy z punktu widzeniafuzji wielu źródeł informacji. LiDAR dostarcza przestrzennej reprezentacji otoczenia,kamera głębi pozwala analizować scenę i położenie obiektów,a sensory dotykowe w dłoniach dostarczają informacji o fizycznym kontakcie. Połączenie tych danych może być wykorzystywane w projektach,w których robot powinien nie tylko rozpoznać i odnaleźć przedmiot,ale również odpowiednio go złapać i kontrolować chwyt podczas manipulacji. 100 TOPS dla projektów AI Bazowa platforma G1 EDU korzysta z8-rdzeniowego wysokowydajnego procesoraodpowiedzialnego za podstawową pracę systemu. Konfiguracja U4 jest dodatkowo wyposażona w rozwiązanie obliczenioweo wydajności do 100 TOPS,przeznaczone do bardziej wymagających obciążeń związanych z AI i przetwarzaniem danych. Dodatkowa moc może być wykorzystywana między innymi do inferencji modeli,przetwarzania danych wizyjnych, fuzji sensorów,algorytmów autonomicznych oraz systemów manipulacyjnych. Secondary Development – platforma do własnych algorytmów Jedną z najważniejszych różnic pomiędzy standardowym G1 a G1 EDUjest obsługa Secondary Development. Platforma jest przygotowana zarówno dorozwoju wysokopoziomowego, jak i niskopoziomowego,co umożliwia pracę nad własnymi zachowaniami, sterowaniem,percepcją i integracją dodatkowych elementów. Dostęp do API, dokumentacji, przykładów i narzędzi deweloperskichpozwala wykorzystywać U4 jako rzeczywistą platformę badawczą,a nie wyłącznie robota demonstracyjnego. Komunikacja głosowa i łączność G1 EDU wykorzystuje matrycę czterech mikrofonówz redukcją szumów oraz eliminacją echa. Za odtwarzanie dźwięku odpowiadasystem stereo o mocy 5 W. Łączność bezprzewodową zapewniająWi-Fi 6 oraz Bluetooth 5.2,co ułatwia komunikację z urządzeniami zewnętrznymi i środowiskiem deweloperskim. Unitree Explore – konfiguracja i diagnostyka Platforma współpracuje z aplikacjąUnitree Explore.Możliwe jest połączenie z robotem bezpośrednio w trybie APlub za pośrednictwem sieci Wi-Fi. Aplikacja producenta pozwala między innymi kontrolować stan urządzenia,temperatury i alarmy oraz wspiera czynności związane z diagnostyką i kalibracją. Unitree udostępnia w niej również materiały szkoleniowe i dokumentacjędotyczącą użytkowania, rozwoju oraz obsługi platformy. Inteligentny akumulator Quick Release G1 EDU wykorzystuje 13-ogniwowy akumulator litowyw konstrukcji umożliwiającej szybki demontaż.Oficjalna karta produktu podaje pojemność9000 mAh. Orientacyjny czas pracy wynosi około2 godzin.Rzeczywisty wynik zależy między innymi od rodzaju ruchu,obciążenia robota, wysokości chodu oraz rodzaju podłoża. Ładowarka ma parametry54 V / 5 A. 9000 mAh pojemność akumulatora 13S układ zasilania ok. 2 h orientacyjny czas działania 54 V / 5 A parametry ładowarki Dynamiczny ruch – do około 2 m/s Instrukcja Unitree podaje, że podczas stabilnego sterowaniana płaskiej powierzchni prędkość biegu może osiągać około2 m/s. Robot może być wykorzystywany do rozwijania algorytmów chodzenia,biegu, dynamicznych zmian pozycji oraz ruchów całego ciała. Na nierównym lub pochyłym terenie producent zaleca zmniejszenie prędkościw celu ograniczenia ryzyka potknięcia i utraty stabilności. Do czego szczególnie nadaje się U4? Największy potencjał konfiguracji U4 pojawia się w projektach,w których ważna jest jednoczesna pracapercepcji, manipulacji i sztucznej inteligencji. Manipulacja delikatnymi obiektami Kontrola kontaktu i siły podczas chwytu. Badania nad haptyką Algorytmy wykorzystujące dane dotykowe. Embodied AI Modele AI działające bezpośrednio w fizycznym środowisku. Human-Robot Interaction Badania nad bezpieczną interakcją człowieka z robotem. Sensor fusion Łączenie danych z LiDAR-u, kamery i sensorów dotykowych. Algorytmy chwytu Detekcja kontaktu, poślizgu i ponowne chwytanie obiektu. Unitree G1 vs G1 EDU U4 – najważniejsze różnice Podstawowy G1 i G1 EDU wykorzystują tę samą rodzinę konstrukcyjną,ale U4 jest znacznie bardziej rozbudowany pod kątem manipulacji,dotyku i pracy badawczo-rozwojowej. Łączna liczba stopni swobodyG1 23 DoF G1 EDU U4 43 DoF Dłonie zręczneG1 brak w konfiguracji podstawowej G1 EDU U4 2 × Dex3-1, 3 palce Percepcja dotykowaG1 nie G1 EDU U4 tak – sensory w dłoniach Dex3-1 Maks. moment stawu kolanowegoG1 90 Nm G1 EDU U4 120 Nm Maks. obciążenie ramieniaG1 ok. 2 kg G1 EDU U4 ok. 3 kg Dodatkowa moc obliczeniowaG1 brak G1 EDU U4 100 TOPS Secondary DevelopmentG1 nie G1 EDU U4 tak – low-level i high-level Bezpieczeństwo i warunki użytkowania Instrukcja Unitree podaje zalecany zakres temperatury pracy0–40°C.Robot nie jest wodoodporny ani pyłoszczelny,dlatego nie powinien być używany podczas deszczu, śniegu, mgły,na mokrych powierzchniach ani w silnie zapylonym otoczeniu. Robot powinien pozostawać w polu widzenia operatora.Producent zaleca zachowanie co najmniej2 metrów bezpiecznej odległościod przeszkód, ludzi, wody i trudnego terenu. Podczas ruchu nie należy dotykać robota ani wkładać dłoniw okolice przegubów ze względu na ryzyko przycięcia. Na śliskich, miękkich i nierównych powierzchniach należy ograniczyć prędkośći szczególnie uważać na możliwość utraty stabilności. Unitree G1 EDU U4 – humanoid, który potrafi również „czuć” chwyt G1 EDU U4 łączy43 stopnie swobody, dwie dłonie Dex3-1 z percepcją dotykową,moment kolana do 120 Nm oraz system percepcji MID360 + D435i. Największą wartością tej konfiguracji jest możliwość połączeniawidzenia maszynowego i przestrzennej percepcji z informacją pochodzącąbezpośrednio z kontaktu dłoni z obiektem. Dzięki temu U4 jest szczególnie ciekawą platformą dla laboratoriów,uczelni i zespołów R&D prowadzących prace nad embodied AI,dexterous manipulation, sensor fusion, kontrolą siły chwytui zaawansowaną interakcją człowiek–robot.