Humanoidný robot Unitree G1 Edu Plus s umelými rukami (G1EDU-U2)

Humanoidný robot Unitree G1 Edu Plus s umelými rukami (G1EDU-U2)

V katalógoch distribútorov "EDU" zvyčajne označuje verzie balené pre výskum, univerzitné laboratóriá a vývojárov robotov - často vrátane príslušenstva, ako je napr.portál (bezpečnostný nosný rám), a manuálny ovládača softvérové zdroje pre sekundárny vývoj.

Fráza "falošné ruky" sa bežne používa v predajných ponukách na opis neohybné koncové efektory bez ovládania (kozmetické alebo pevné ruky) namiesto silou ovládaných, senzorových obratných rúk. V praxi to znamená, že robot môže predvádzať humanoidné manipulačné polohy na účely vzdelávania alebo demonštrácie, zatiaľ čo používatelia, ktorí potrebujú skutočné uchopenie a silové ovládanie, si zvyčajne vyberajú konfigurácie vyššej triedy, ktoré podporujú špecializované moduly pre obratné ruky.

Ako kompaktná humanoidná platforma je rodina G1 často určená na výskum humanoidnej lokomócie, vývoj simulácie na realitu, experimenty s vnímaním a navigácioua školenie softvéru robotov-so špecifikáciami a zahrnutými komponentmi, ktoré sa líšia podľa regionálneho distribútora a balíka.

Dizajn a funkcie

Modulárna humanoidná architektúra

Platforma G1 je navrhnutá na základe ľahký, kompaktný humanoidný podvozok s modulárnymi subsystémami (výpočtové, snímacie, napájacie a voliteľné manipulačné moduly). V balíkoch zameraných na vzdelávanie je zvyčajne cieľom poskytnúť použiteľný základný humanoid pre laboratóriá bez nákladov a zložitosti úplného hardvéru na manipuláciu.

"Falošné ruky" vs. šikovné ruky

V porovnaniach zostavy Unitree G1 EDU, ktoré zverejnili predajcovia, sa G1 EDU U2 úroveň je uvedená ako žiadny modul pre šikovné ruky (t. j. žiadne silou ovládané, viacprstové šikovné ruky).
To je v súlade s praktickým konceptom "falošných rúk": robot môže byť dodaný s jednoduché koncovky v tvare ruky na demonštráciu vzhľadu a základných póz, zatiaľ čo skutočná manipulácia si vyžaduje voliteľné ručné produkty alebo vylepšenú konfiguráciu. Vo vyšších úrovniach distribútori uvádzajú možnosti silou ovládaných obratných rúk (napr. moduly s viacerými prstami) ako zahrnuté alebo podporované v závislosti od verzie.

Prvky zväzku EDU (typické)

Distribútorské ponuky série G1 EDU bežne zdôrazňujú položky balíka, ktoré zlepšujú použiteľnosť laboratória:

• Manuálny ovládač (na testovanie a prevádzku v štýle teleoperácie).

• Portál / bezpečnostný rám v niektorých regiónoch je súčasťou balíkov série EDU (užitočné pre včasné nastavenie chôdze a zníženie rizika pádu).

• Podpora sekundárneho rozvoja (prístup k API/SDK a integračné háčiky, rôzne podľa balíka).

Technológia a špecifikácie

Stupne voľnosti a kinematika

Porovnanie údajov predajcov opisuje:

• G1 "Basic" na adrese ~23 DoFa G1 EDU U2 na adrese ~29 DoF v porovnávanej zostave.
  Táto trieda počtu DoF vo všeobecnosti podporuje pohyb celého tela humanoida (nohy, trup/pás a ruky), ktorý je vhodný na výskum chôdze, kontrolu rovnováhy a úlohy súvisiace s polohou hornej časti tela.

Zásobník vnímania a vnímania

V uverejnenej tabuľke s porovnaním jednotlivých modelov radu G1 je v konfiguráciách EDU uvedená súprava vnímania vrátane:

• 3D LiDAR (Livox MID-360) a

• Hĺbková kamera (Intel RealSense D435i)
  Táto kombinácia sa bežne používa v mobilnej robotike na mapovanie (SLAM), detekcia prekážok, lokalizáciaa vnímanie prostredia-obzvlášť užitočné pri navigácii vo vnútri laboratória a pri experimentoch s autonómiou.

Výpočtové a vývojové moduly

Porovnanie predajcov si všíma zabudované možnosti výpočtovej techniky v rade EDU vrátane NVIDIA Jetson Orin (v ich tabuľke sú uvedené ako "vstavané 100 TOPS") spolu s možnosťami procesora Intel pre lokomotívu a vývoj v závislosti od konfigurácie.
V praxi sa pri vývoji humanoidnej robotiky často rozdeľujú výpočtové úlohy na:

• Pohyb v reálnom čase a nízkoúrovňové riadenie (časovo kritické) a

• Pracovná záťaž AI na vysokej úrovni ako je vnímanie, plánovanie a učebné potrubia.

Napájací systém a čas prevádzky

Špecifikácie predajcu pre rodinu G1 EDU zahŕňajú systém lítiových batérií (napr. údaje o kapacite a ~2 hodiny v porovnávacej tabuľke, ktorá sa líši podľa verzie).
Skutočný čas prevádzky závisí od intenzity chôdze, užitočného zaťaženia, zaťaženia počítača a od toho, či sa platforma používa predovšetkým na státie, chôdzu alebo dynamické pohyby.

Aplikácie a prípady použitia

Výskum humanoidnej lokomócie

Trieda G1 EDU U2 sa zvyčajne používa na:

• Chôdza na dvojnožkách a kontrola rovnováhy (ZMP, riadenie celého tela alebo lokomócia založená na učení),

• Experimenty so schodiskom a svahom v kontrolovanom prostredí a

• Správanie pri zotavovaní a testovanie odmietania rušivých vplyvov.

Vnímanie, navigácia a autonómia

Vďaka zásobníku LiDAR + hĺbková kamera v špecifikáciách predajcu sú varianty EDU vhodné na:

• Ukážky mapovania a navigácie v interiéri,

• Autonómna chôdza po bode trasy v laboratóriu alebo štruktúrovanom zariadení a

• Výskum navigácie s ohľadom na človeka v kombinácii s ďalším softvérom na vnímanie.

Integrácia vzdelávania a učebných osnov

Univerzity a školiace programy bežne používajú na výučbu humanoidné platformy, ako je séria G1 EDU:

• Kinematika a dynamika robotov,

• Fúzia senzorov a SLAM,

• integrácia middlevéru pre robotiku (napr. zásobníky založené na ROS),

• Učenie posilňovaním a učenie napodobňovaním v simulácii s následným overením v reálnom prostredí.

Ukážky a bezkontaktné úlohy

Ak sú súčasťou "falošných rúk", robot sa dá stále efektívne používať na:

• Ukážky gest a póz (výskum HRI),

• Výskum v oblasti teleoperácie sú zamerané skôr na pohyb a držanie tela ako na uchopovanie,

• Kontrolné správanie založené na videní (napr. úlohy zamerané na hľadanie/ukázanie) a

• Prototypovanie mobilného manipulačného potrubia kde je uchopenie simulované alebo odložené na neskoršie aktualizácie.

Výhody / benefity

Nižšia vstupná bariéra pre humanoidný výskum a vývoj

Cieľom balíkov zameraných na vzdelávanie je znížiť integračné trenie prostredníctvom balenia kľúčových komponentov (radič, portál v niektorých balíkoch, podpora pre vývojárov).

Silná platforma pre vývoj humanoidov "v prvom rade softvér"

Pre mnohé laboratóriá má najvyššiu hodnotu vývoj:

• ovládače pohybu,

• vnímanie zásobníkov,

• autonómne správanie,

• sim-real pipelines-
  ktoré si na začiatku nevyžadujú šikovné ruky.

Škálovateľná cesta aktualizácie

Rad G1 sa bežne predáva s viacerými úrovňami; laboratóriá môžu začať s konfiguráciou, ktorá neumožňuje pohyb rukou, a neskôr prejsť na verzie umožňujúce pohyb rukou alebo pridať kompatibilné moduly pre ruky v závislosti od ponuky dodávateľa.

Sekcia často kladených otázok

Čo je humanoidný robot Unitree G1 EDU Plus s "falošnými rukami" (G1EDU-U2)?

Je to konfigurácia vzdelávania/rozvoja spoločnosti Unitree Humanoidná platforma G1. "Falošné ruky" zvyčajne znamenajú, že robot je dodávaný bez šikovných, silou ovládaných ručných modulov, pričom sa namiesto toho zameriava na lokomóciu a používanie vývojových zariadení.

Ako funguje G1EDU-U2?

Platforma kombinuje hardvér pre pohyb dvojnožcov, palubný počítač a zásobník vnímania (často uvádzaný s 3D LiDAR a hĺbková kamera) na podporu chôdze, navigácie a výskumných pracovných postupov. Používatelia vytvárajú správanie prostredníctvom podporovaných vývojových rozhraní a robotických softvérových balíkov.

Prečo je G1EDU-U2 dôležitý?

Poskytuje praktické testovacie zariadenie pre humanoidov pre univerzity a výskumné a vývojové tímy, ktoré pracujú na lokomócii, autonómii, vnímaní a interakcii človeka s robotom - bez toho, aby sa v počiatočnej fáze vyžadovali dodatočné náklady a zložitosť hardvéru pre šikovné ruky.

Aké sú výhody G1EDU-U2 v porovnaní so základnou konfiguráciou humanoidu?

Medzi najčastejšie uvádzané výhody patria vyššia konfigurovateľnosť, balenie zamerané na vývojárova (v niektorých balíkoch EDU) príslušenstvo pre bezpečnosť a použiteľnosť, ako napr. portál a manuálny ovládača jasnejšia podpora sekundárneho rozvoja.