UNITREE G1-U10 EDU Robô Humanoide

O Unitree G1-U10 EDU é um robô humanoide de investigação em escala real, concebido para aprendizagem por imitação com IA, investigação avançada em manipulação e desenvolvimento de agentes autónomos, apresentando 37 graus de liberdade, um torque articular de pico de 120 N·m, duas mãos destras Dex3-1 de três dedos com controlo de força e conjuntos de sensores tácteis, e um módulo de computação de alto desempenho NVIDIA Jetson Orin NX — tudo isto numa estrutura bípede de 35 kg+ capaz de uma velocidade de locomoção de 2 m/s.

O diagrama anotado abaixo mapeia todos os subsistemas de hardware do G1-U10 EDU — desde o LiDAR 3D LIVOX-MID360 e a câmara de profundidade Intel RealSense D435i integrados na unidade da cabeça, até à cablagem articular totalmente oca que encaminha todas as ligações elétricas através dos eixos das articulações, eliminando percursos de cabos externos em toda a estrutura de 35 kg+.

Análise Detalhada de Especialista: Por Dentro da Plataforma de Investigação G1-U10 EDU

Arquitetura Cinemática — 37 Graus de Liberdade

O G1-U10 EDU distribui os seus 37 graus de liberdade por uma cadeia cinemática cuidadosamente equilibrada: seis por perna (Anca 3 + Joelho 1 + Tornozelo 2), cinco por braço (Ombro 3 + Cotovelo 2), até três na cintura (uma fixa mais duas articulações paralelas opcionais), e sete por mão destra Dex3-1. Cada articulação é acionada por um PMSM de rotor interno de baixa inércia e alta velocidade — um motor síncrono de íman permanente selecionado pela sua resposta rápida de torque e dissipação eficiente de calor face às alternativas de rotor externo comuns em robôs de consumo.

A amplitude angular das articulações é genuinamente supra-humana em vários eixos. A cintura roda ±155° no eixo Z, com articulação adicional de X ±45° e Y ±30°. A anca alcança Pitch ±154°, Roll de −30° a +170°, e Yaw ±158°. Até o pulso oferece Pitch ±92,5° e Yaw ±92,5°. Esta amplitude de movimento extra-alargada não é meramente estética — é o pré-requisito mecânico que torna fisicamente viável a manipulação destra de corpo inteiro e as tarefas de locomoção ágil numa única plataforma de hardware.

Os estágios de saída utilizam rolamentos de rolos cruzados de grau industrial, escolhidos pela elevada capacidade de carga radial e folga inferior ao mili-radiano, aspetos críticos em experiências de manipulação que exigem posicionamento preciso do efetuador terminal. Encoders duplos por articulação fornecem retroação de posição e velocidade a uma frequência de malha fechada de 500 Hz, sustentando o controlo híbrido de força e posição que permite ao G1-U10 EDU realizar tarefas de contacto compatível.

Mãos Destras Dex3-1 com Detecção Táctil

O diferenciador mais significativo da configuração U10 EDU é a inclusão de duas mãos destras Dex3-1 com controlo de força, já pré-instaladas, cada uma com 7 graus de liberdade ativos. O polegar contribui com 3 GDL (ângulos articulares: 0°~+100°, −35°~+60°, −60°~+60°), enquanto o indicador e o médio contribuem com 2 GDL cada (0°~+90°, 0°~+100°). Este design assimétrico espelha a biomecânica de oposição do polegar da mão humana, permitindo preensões de precisão em pinça juntamente com preensões de força mais amplas.

A U10 EDU é fornecida com conjuntos de sensores tácteis instalados em cada ponta de dedo — 9 sensores de pressão por ponta de dedo numa matriz 3×4, distribuídos por seis superfícies de contacto por mão, com uma gama de deteção de 10 g a 2500 g. Controlada a uma tensão nominal de 24 V via RS485, a Dex3-1 publica dados de força e posição em tempo real no middleware DDS através do tópico rt/dex3/(left|right)/state, totalmente acessível a partir do PC de desenvolvimento (PC2, IP: 192.168.123.164). Os GDL opcionais do pulso (+2 por braço) podem alargar ainda mais o alcance de manipulação.

Perceção Ambiental a 360°: Fusão de LiDAR e Câmara de Profundidade

A cabeça do robô alberga dois sensores complementares. O LiDAR 3D LIVOX-MID360 oferece varrimento horizontal omnidirecional a 360° com um campo de visão vertical de 59°, publicando dados de nuvem de pontos de alta resolução a 10 Hz no tópico DDS rt/utlidar/cloud_livox_mid360. O seu varrimento omnidirecional de estado sólido elimina a rotação mecânica dos LiDAR rotativos tradicionais, melhorando a fiabilidade em ambientes de locomoção sujeitos a vibração intensa. A câmara de profundidade Intel RealSense D435i adiciona profundidade estéreo infravermelha binocular, um fluxo RGB de obturador global e uma IMU de 6 eixos — com fotogramas de profundidade e dados da IMU disponíveis de forma independente através do SDK librealsense2 ou do controlador ROS2.

Um conjunto de quatro microfones (com cancelamento de ruído e cancelamento de eco) associa-se a um altifalante estéreo de 5 W e a um assistente de voz integrado baseado em GPT (palavra de ativação: "Hello Robot") para interação natural em diálogo multi-turno. A tira de LED RGB integrada comunica o estado de funcionamento em tempo real: azul fixo para controlo de movimento, laranja para amortecimento, amarelo para modo de depuração e vermelho para condições de falha.

Arquitetura de Computação de Duplo Processador

A versão EDU é fornecida com duas unidades de computação independentes que partilham o mesmo chassis. O PC1 executa o serviço proprietário de controlo de movimento da Unitree e não está exposto aos desenvolvedores — trata-se do controlador em tempo real fechado que gere todos os estados articulares a 500 Hz. O PC2 é a plataforma de desenvolvimento completa: um módulo NVIDIA Jetson Orin NX com 8 núcleos Arm® Cortex®-A78AE a 2 GHz, uma GPU NVIDIA Ampere de 1024 núcleos com 32 Tensor Cores de quinta geração (pico de 918 MHz), memória unificada LPDDR5X de 16 GB e SSD de 2 TB. Este PC2 (IP: 192.168.123.164) é acessível via Ethernet Gigabit e suporta unitree_sdk2 (C++ e Python), ROS2 Foxy/Humble, publicação/subscrição DDS e serviços de navegação SLAM. As atualizações de firmware OTA são enviadas automaticamente via WiFi 6.

Para equipas que necessitem de inferência de modelos de grande dimensão na periferia, um módulo opcional Thor Backpack baseado no Jetson T5000 (2070 TFLOPS FP4, 128 GB LPDDR5X, GPU Blackwell de 2560 núcleos) pode ser adaptado sem qualquer modificação de hardware ao chassis base.

Os seis painéis-resumo abaixo captam de forma sucinta as especificações de hardware que definem o G1-U10 EDU — desde a mão táctil Dex3-1 até ao sistema de perceção fundido de LiDAR 3D e câmara de profundidade.

A galeria de movimento composta abaixo ilustra a flexibilidade operacional do G1-U10 EDU em sete posturas dinâmicas — agachamento profundo, ajoelhado, posição lateral, elevação de braço, marcha, corrida a sprint e equilíbrio dinâmico — cada uma executada com controlo de equilíbrio de corpo inteiro ativo.

O que vem na caixa

• 1× Robô Humanoide Unitree G1-U10 EDU com duas mãos destras Dex3-1 de controlo de força (conjuntos de sensores tácteis pré-instalados)
• 1× Bateria Inteligente — 9000 mAh, lítio-ião de 13 células em série, extração rápida
• 1× Carregador — 54 V / 5 A
• 1× Comando Manual Portátil
• 1× Kit de Fixação da Cintura (Peça de Fixação 1, Peça de Fixação 2, 2× parafusos M5, chave Allen) — para bloquear os GDL opcionais da cintura durante o desenvolvimento
• Documentação do produto e cartão de garantia