Roboty humanoidalne

Roboty humanoidalne to dwunożne urządzenia imitujące ludzką anatomię. Chociaż takie robotyczne humanoidy były, z mniejszymi lub większymi sukcesami, tworzone od dziesiątek lat, ostatnio stały się dużo popularniejsze i dostępne do użytku komercyjnego. Dzieje się tak za sprawą dużego postępu technologicznego w dziedzinie robotyki, sztucznej inteligencji czy uczenia maszynowego. Współczesne dwunożne roboty są stanie nie tylko wykonywać skomplikowane, zaprogramowane ruchy, ale też uczyć się ruchów człowieka i przykładowo powtarzać zaawansowane ruchy taneczne, czy kombinacje ciosów niczym mistrzowie sztuk walki.

Roboty humanoidalne swoje zastosowanie znajdują m.in. w edukacji i badaniach naukowych. Humanoidalne roboty edukacyjne to idealne narzędzia do nauki programowania algorytmów sztucznej inteligencji czy głębokiego uczenia. Roboty badawcze pomagają w testowaniu nowych technologii, ulepszaniu procesów automatyzacji, czy eksperymentach z AI. Humanoidy mogą być również wykorzystywane w logistyce i automatyzacji niektórych prac w fabrykach.

Za odwzorowanie ludzkich ruchów odpowiada w robotach humanoidalnych jednostka obliczeniowa, współpracująca z szeregiem sensorów monitorujących otoczenie (radary LiDAR, kamery głębi itp.) i komunikująca się z silnikami odpowiadającymi za ruchy kończyn i stawów.

Unitree G1

Robot humanoidalny Unitree G1 jest mniejszy (127 cm wysokości) i dwukrotnie lżejszy (35 kg) niż poprzedni humanoid tego producenta - Unitree H1. W niczym mu jednak nie ustępuje jeśli chodzi o możliwości. W połączeniu z robotycznymi dłońmi Dex3-1, G1 może mieć nawet 43 stopnie swobody. Jest też jednym z najtańszych humanoidów na rynku - wersja podstawowa kosztuje niewiele ponad 100 tys. złotych. Za skanowanie otoczenia odpowiada tutaj moduł LiDAR Livox- MID360 oraz kamera głębi Intel RealSense 435i, a podstawową jednostką obliczeniową jest 8-rdzeniowy procesor Arm® Cortex®-A78AE na bazie modelu Jetson Orin NX. Całość uzupełniają takie moduły jak Wi-Fi 6, Bluetooth 5.2, port Ethernet, głośnik czy mikrofon.

Wersja Unitree G1 EDU posiada otwartą architekturę i narzędzia dla programistów, otwierające drzwi do nieskończonych możliwości w zadaniach edukacyjnych i badawczych. Dostęp do danych z wszystkich komponentów i możliwość programowania w językach C/C++/Python, w połączeniu z dodatkowym modułem obliczeniowym do obsługi np. algorytmów AI, pozwala przykładowo na zastosowanie autorskich algorytmów SLAM, czy modeli uczenia maszynowego.

Oprogramowanie do robotów

Roboty kroczące i humanoidalne Unitree stanowią solidną podstawę sprzętową do bardziej skomplikowanych działań. Należy jednak mieć na uwadze, że poza podstawowymi, wstępnie zaprogramowanymi ruchami, roboty te niewiele więcej potrafią. Do wyciągnięcia z nich pełni potencjału wymagana jest wiedza programistyczna. Coraz popularniejsze w ostatnim czasie stają się niestandardowe instalacje do interakcji z robotami humanoidalnymi w ramach procesu komunikacji robot-człowiek (HRI – Human-Robot Interaction). Odpowiednio zaprogramowane humanoidy mogą witać gości, przekazywać informacje o firmie czy evencie, czy zwyczajnie prowadzić prostą konwersację. 

Przykładem takiego oprogramowania jest Kompan 1.0 - software do komunikacji głosowej w języku polskim. Kompan pozwala na interakcję z humanoidami Unitree wyposażonymi w dodatkowe jednostki obliczeniowe o mocy min. 100 TOPS, a jednym z jego najważniejszych atutów jest fakt, że jest gotowy do pracy praktycznie od razu po zainstalowaniu na robocie. Wystarczy sekwencja dwóch przycisków, aby go uruchomić - nie wymaga to żadnej dodatkowej wiedzy. Oprogramowanie nie wymaga połączenia z siecią, a praca w trybie offline wiąże się z brakiem dodatkowych opłat w postaci tokenów. Nie trzeba tu też żadnych dodatkowych urządzeń - cała praca odbywa się na dedykowanych modułach obliczeniowych. Do poprawy odbioru można zastosować natomiast mikrofon bezprzewodowy, np. DJI Mic.