Меню

Гуманоїдний робот UNITREE G1-U10 EDU

Гуманоїдний робот UNITREE G1-U10 EDU
Гуманоїдний робот UNITREE G1-U10 EDU
Новинка

Гуманоїдний робот Unitree G1-U10 EDU — це повнорозмірна дослідницька платформа, розроблена для навчання з наслідування на основі штучного інтелекту, складних маніпуляцій та розвитку автономних агентів: 37 ступенів свободи, максимальний крутний момент суглоба 120 Н·м, дві триперстні силокеровані маніпулятори Dex3-1 із тактильними матрицями датчиків і обчислювальний модуль NVIDIA Jetson Orin NX — все це у двоногому шасі масою 35 кг+, здатному розвивати швидкість ходи до 2 м/с.

Ключова характеристикаЗначення
Загальна кількість ступенів свободи 37
Максимальний крутний момент суглоба коліна 120 Н·м
Обчислювальний модуль розробки NVIDIA Jetson Orin NX (16 ГБ ОЗП, GPU Ampere на 1024 ядра)
Час роботи акумулятора Прибл. 2 год

Анотована схема нижче відображає кожну апаратну підсистему G1-U10 EDU — від 3D LiDAR LIVOX-MID360 і камери глибини Intel RealSense D435i, вбудованих у головний блок, до повністю порожнистого прокладання проводки через осі суглобів, що усуває зовнішні кабельні траси по всій рамі масою 35 кг+.

Анотована технічна схема Unitree G1-U10 EDU з позначенням підсистем: 3D LiDAR LIVOX-MID360, камера глибини Intel RealSense D435i, максимальний крутний момент суглобів 120 Н·м, швидкість ходи 2 м/с, порожниста проводка суглобів без зовнішніх кабелів, масив із 4 мікрофонів із шумопридушенням, стереодинамік 5 Вт і розбивка ступенів свободи однієї ноги (Стегно 3 + Коліно 1 + Гомілковостоп 2)

Детальний технічний розбір: платформа G1-U10 EDU зсередини

Кінематична архітектура — 37 ступенів свободи

G1-U10 EDU розподіляє свої 37 ступенів свободи по ретельно збалансованому кінематичному ланцюгу: шість на ногу (Стегно 3 + Коліно 1 + Гомілковостоп 2), п'ять на руку (Плече 3 + Лікоть 2), до трьох у поперековому відділі (один фіксований плюс два додаткових паралельних суглоби) і сім на кожен маніпулятор Dex3-1. Кожен суглоб приводиться в дію PMSM із малою інерцією і внутрішнім ротором — синхронним двигуном на постійних магнітах, обраним за швидке реагування на крутний момент і ефективне розсіювання тепла порівняно з конструкціями зовнішнього ротора.

Кутовий діапазон суглобів є справді надлюдським за декількома осями. Поперековий відділ обертається на ±155° по осі Z з додатковою артикуляцією X ±45° і Y ±30°. Кульшовий суглоб досягає Тангажу ±154°, Крену від −30° до +170° і Рискання ±158°. Навіть зап'ястя забезпечує Тангаж ±92,5° і Рискання ±92,5°. Цей наднормальний діапазон руху — не косметичний показник, а механічна передумова для здійснення складних маніпуляцій усім тілом і динамічних локомоційних завдань на єдиній апаратній платформі.

Вихідні ступені суглобів оснащені промисловими роликовими підшипниками схрещеного типу, обраними за високу радіальну вантажопідйомність і мінімальний люфт — критично важливі показники для маніпуляційних досліджень, що вимагають точного позиціонування кінцевого ефектора. Подвійні енкодери на кожен суглоб забезпечують зворотний зв'язок за позицією і швидкістю на частоті замкненого контуру 500 Гц, підтримуючи гібридне керування силою-положенням для задач із пружним контактом.

Маніпулятори Dex3-1 із тактильним відчуттям

Найбільш значущою відмінністю конфігурації U10 EDU є наявність двох попередньо встановлених силокерованих маніпуляторів Dex3-1 з 7 активними ступенями свободи кожен. Великий палець має 3 ступені свободи (кути суглобів: 0°~+100°, −35°~+60°, −60°~+60°), а вказівний і середній пальці — по 2 (0°~+90°, 0°~+100°). Ця асиметрична конструкція відтворює біомеханіку протиставлення великого пальця людської руки, дозволяючи як точні щипкові захоплення, так і широкі силові.

У комплекті U10 EDU встановлені масиви тактильних датчиків на кожній подушечці пальця — 9 датчиків тиску на подушечку у матриці 3×4 на шести контактних поверхнях кожної руки, із діапазоном вимірювання від 10 г до 2500 г. Керуються за напруги 24 В через RS485, маніпулятори Dex3-1 публікують дані сили і положення в реальному часі через проміжне програмне забезпечення DDS на топік rt/dex3/(left|right)/state, повністю доступний із обчислювального ПК розробника (PC2, IP: 192.168.123.164).

Сприйняття навколишнього середовища на 360°: злиття LiDAR і камери глибини

Голова робота оснащена двома взаємодоповнювальними датчиками. 3D LiDAR LIVOX-MID360 забезпечує всенаправлене горизонтальне покриття 360° з вертикальним полем зору 59°, публікуючи хмари точок високої роздільної здатності на частоті 10 Гц на топік DDS rt/utlidar/cloud_livox_mid360. Його твердотільне всенаправлене сканування усуває механічне обертання традиційних обертових LiDAR, підвищуючи надійність у середовищах із вібрацією під час ходіння. Камера глибини Intel RealSense D435i додає бінокулярну інфрачервону стереоглибину, потік RGB із глобальним затвором і шестиосьовий IMU — з кадрами глибини та даними IMU, доступними незалежно через SDK librealsense2 або драйвер ROS2.

Масив із чотирьох мікрофонів (шумопридушення, луно-придушення) поєднується зі стереодинаміком 5 Вт і голосовим помічником на основі GPT (слово активації: "Hello Robot") для природного багатоходового діалогу. Вбудована RGB-смуга індикації передає операційний стан у реальному часі: суцільний синій — керування рухом, помаранчевий — режим демпфування, жовтий — режим відлагодження, червоний — аварійний стан.

Двопроцесорна обчислювальна архітектура

Версія EDU постачається з двома незалежними обчислювальними блоками в одному шасі. PC1 запускає фірмовий сервіс керування рухом Unitree і не є доступним для розробників — це закритий контролер реального часу, що керує усіма станами суглобів на частоті 500 Гц. PC2 — повноцінна платформа розробки: модуль NVIDIA Jetson Orin NX із 8 ядрами Arm® Cortex®-A78AE на частоті 2 ГГц, GPU NVIDIA Ampere на 1024 ядра з 32 тензорними ядрами п'ятого покоління (918 МГц), 16 ГБ об'єднаної пам'яті LPDDR5X і 2 ТБ SSD. Цей PC2 (IP: 192.168.123.164) доступний через Gigabit Ethernet і підтримує unitree_sdk2 (C++ і Python), ROS2 Foxy/Humble, обмін повідомленнями DDS і навігаційні сервіси SLAM. Оновлення вбудованого програмного забезпечення OTA доставляються автоматично через WiFi 6.

Шість ключових технічних характеристик G1-U10 EDU — від тактильного маніпулятора Dex3-1 до системи сприйняття 3D LiDAR із камерою глибини — представлені на панелі нижче.

Панель шести ключових характеристик Unitree G1-U10 EDU: триперстний тактильний маніпулятор Dex3-1 з опціональними матрицями датчиків, маса тіла 35 кг і висота 130 см, до 43 ступенів свободи, максимальний крутний момент суглобів 120 Н·м, час роботи акумулятора приблизно 2 год та 360° сприйняття через злиття 3D LiDAR і камери глибини Intel RealSense D435i
Експертний висновок: G1-U10 EDU займає по-справжньому цікаву позицію на ринку гуманоїдів для досліджень. З 37 ступенями свободи, прямим доступом до суглобів на рівні 500 Гц, повністю тактильними маніпуляторами, двопроцесорною архітектурою та відкритим доступом до SDK на рівні DDS — він надає серйозним робототехнічним лабораторіям те, що більшість платформ резервує для спеціальних інтеграцій. Крутний момент коліна 120 Н·м і надлюдський діапазон крену кульшового суглоба (від −30° до +170°) — це механічні можливості, які роблять здійсненними завдання динамічних маніпуляцій усім тілом. EXPERT3D рекомендує цю платформу університетським кафедрам робототехніки, командам з дослідження штучного інтелекту та промисловим групам автоматизації, що вивчають гнучкі маніпуляції у масштабі.

Зведена галерея рухів нижче демонструє операційну гнучкість G1-U10 EDU у семи динамічних позах — глибокий присід, стояння на колінах, бічна стійка, підняття рук, ходьба, динамічний спринт і рівновага в широкій стійці — кожна виконується з активним керуванням рівновагою всього тіла.

Зведена галерея рухів Unitree G1-U10 EDU із семи динамічних поз: глибокий присід, стояння на колінах, бічне розведення рук, повне підняття рук, стандартна ходьба, динамічний спринт і рівновага в широкій стійці — демонстрація повного кінематичного діапазону при активному керуванні рівновагою

Технічні характеристики Unitree G1-U10 EDU

Механічні розміри

Висота × Ширина × Товщина (стоячи) 1320 × 450 × 200 мм
Висота × Ширина × Товщина (складено) 690 × 450 × 300 мм
Маса (з акумулятором) Прибл. 35 кг+
Довжина гомілки + стегна 0,6 м
Розмах рук Прибл. 0,45 м
Швидкість ходи 2 м/с

Архітектура суглобів

Загальна кількість ступенів свободи 37 (конфігурація G1-U10 EDU)
Ступені свободи однієї ноги 6 (Стегно 3 + Коліно 1 + Гомілковостоп 2)
Ступені свободи поперекового відділу До 3 (1 основний + 2 додаткових опціональних)
Ступені свободи однієї руки 5 (Плече 3 + Лікоть 2)
Ступені свободи кисті (Dex3-1) 7 активних + 2 опціональних ст. св. зап'ястя
Підшипник вихідного ступеня суглоба Промисловий роликовий підшипник схрещеного типу (висока точність, висока вантажопідйомність)
Тип двигуна суглоба PMSM із малою інерцією і швидким внутрішнім ротором (синхронний двигун на постійних магнітах)
Максимальний крутний момент суглоба коліна 120 Н·м
Максимальне навантаження на руку Прибл. 3 кг
Енкодер суглоба Подвійний енкодер на кожен суглоб
Порожниста електрична розводка через усі суглоби Так — без зовнішніх кабелів

Діапазон руху суглобів

Суглоб поперекового відділу — Вісь Z (рискання) ±155°
Суглоб поперекового відділу — Вісь X (крен) ±45°
Суглоб поперекового відділу — Вісь Y (тангаж) ±30°
Колінний суглоб 0° ~ 165°
Кульшовий суглоб — Тангаж ±154°
Кульшовий суглоб — Крен −30° ~ +170°
Кульшовий суглоб — Рискання ±158°
Суглоб зап'ястя — Тангаж ±92,5°
Суглоб зап'ястя — Рискання ±92,5°

Маніпулятор Dex3-1 (на кожну руку, конфігурація EDU)

Загальна кількість активних ступенів свободи 7 (Великий палець 3 + Вказівний 2 + Середній 2)
Кути суглобів великого пальця 0°~+100°, −35°~+60°, −60°~+60°
Кути суглобів вказівного та середнього пальців 0°~+90°, 0°~+100°
Масиви тактильних датчиків Так — 9 датчиків на подушечку пальця (матриця 3×4, 6 контактних ділянок на руку)
Діапазон вимірювання тиску 10 г – 2500 г
Номінальна робоча напруга 24 В (діапазон: 12–58 В)
Інтерфейс керування RS485 через топік DDS rt/dex3/(left|right)/cmd

Обчислення та штучний інтелект

Блок керування рухом (PC1) 8-ядерний ЦП високої продуктивності (фірмовий, закрита система)
Блок розробки (PC2) — Модель NVIDIA Jetson Orin NX
Блок розробки — ЦП 8 × Arm® Cortex®-A78AE, 2 ГГц
Блок розробки — GPU GPU NVIDIA Ampere на 1024 ядра, 32 тензорних ядра, 918 МГц
Блок розробки — ОЗП 16 ГБ об'єднаної пам'яті LPDDR5X
Блок розробки — Сховище 2 ТБ SSD
IP-адреса блоку розробки 192.168.123.164
Платформа ШІ / логічного виводу UnifoLM (Уніфікована велика модель для роботів); підтримує навчання з наслідування та підкріплення
Оновлення вбудованого програмного забезпечення OTA Так — вдосконалені інтелектуальні OTA-оновлення
SDK вторинної розробки Так — unitree_sdk2 (C++ / Python), ROS2 Foxy / Humble, DDS (Cyclone DDS)

Сенсори

3D LiDAR LIVOX-MID360 — 360° Г × 59° В поле зору, хмара точок на 10 Гц
Камера глибини Intel RealSense D435i — бінокулярний ІЧ (глобальний затвор), RGB, 6-осьовий IMU
Мікрофонний масив 4 мікрофони — шумопридушення, луно-придушення
Динамік 5 Вт стерео
Голосовий помічник На основі GPT — слово активації "Hello Robot", багатоходовий діалог (прошивка ≥ 1.3.0)
Смуга індикації стану RGB 256 кольорів — відображає режим роботи в реальному часі

Підключення

Бездротовий зв'язок WiFi 6, Bluetooth 5.2
Ethernet (порти на плечі) 2× RJ45 GbE (1000 BASE-T)
Порти USB-C 3× USB-C (хост USB 3.0, 5В/1,5А кожен) + 1× Alt Mode USB-C (USB 3.2 + DP 1.4)
Виходи живлення (плече) VBAT 58 В/5 А, 24 В/5 А, 12 В/5 А
Інтерфейси вводу/виводу GPIO (UART, I2C, GPIO) — 6 конфігурованих виводів

Система живлення

Тип акумулятора 13-секційний літій-іонний (розумний акумулятор, швидке від'єднання)
Ємність акумулятора 9000 мАг
Зарядний пристрій 54 В / 5 А
Час роботи акумулятора Прибл. 2 год
Система охолодження Місцеве повітряне охолодження

Загальні відомості

Пульт керування Так — в комплекті
Гарантійний термін 2 роки
Термін доставки 30–60 днів (залежно від графіку виробництва)

Що в комплекті

  • 1× Гуманоїдний робот Unitree G1-U10 EDU з двома силокерованими маніпуляторами Dex3-1 (матриці тактильних датчиків встановлені)
  • 1× Розумний акумулятор — 9000 мАг, 13-секційний літій-іонний, швидке від'єднання
  • 1× Зарядний пристрій — 54 В / 5 А
  • 1× Ручний пульт керування
  • 1× Комплект фіксатора поперекового відділу (Деталь фіксації 1, Деталь фіксації 2, 2× гвинти М5, ключ Hex) — для блокування опціональних ступенів свободи поперекового відділу під час розробки
  • Документація до продукту та гарантійний талон

Як запустити Unitree G1-U10 EDU (метод підвісу)

Рекомендована процедура першого запуску використовує захисний підвісний стенд для безпечного завантаження G1-U10 EDU у підвішеному положенні до торкання підлоги. Виконуйте ці кроки по порядку для стабільної та безпечної ініціалізації.

Крок 1 — Закріпити робота на захисному стенді

Підвісити G1-U10 EDU на захисному підвісному стенді. Переконатися, що гак надійно зачеплений, щоб робот вільно висів з ногами в природному положенні вниз і без опори на ноги.

Крок 2 — Вставити акумулятор

Вставити розумний акумулятор у бічний відсік. Звернути увагу на напрямок вставки — не застосовувати силу. Чіткий звук клацання підтверджує, що фіксатор швидкого від'єднання спрацював і акумулятор зафіксований.

Крок 3 — Розташувати тіло в природній підвішеній позиції

Після підвішення дозволити G1 відпочивати в природній позі з вільно висячими руками та ногами. На цьому етапі жодне ручне регулювання суглобів не потрібне.

Крок 4 — Увімкнути живлення

Коротко натиснути вимикач живлення акумулятора один раз, потім утримувати більше 2 секунд для увімкнення. Зачекати приблизно 1 хвилину для завершення повної послідовності завантаження.

Крок 5 — Підтвердити успішну ініціалізацію

Ініціалізація завершена, коли чутно удар суглобів гомілковостопу об кінцеві упори. Зачекати ще 30 секунд, потім натиснути L2 + B на пульті для переходу в режим демпфування. Натиснути L2 + UP для входу в підготовчу стійку.

Крок 6 — Опустити на підлогу

Повільно опустити підвісний трос до повного контакту обох стоп з підлогою. Натиснути R2 + A на пульті для активації керування рухом. Робот почне регулювання ходи і встане самостійно.

Крок 7 — Зняти підвісний гак

Після того як G1 стоїть стабільно без коливань, повністю звільнити підвісний гак. Використовувати лівий та правий джойстики для керування переміщенням. Натиснути START на пульті для перемикання між режимами стояння та ходьби.


Чи підтримує G1-U10 EDU зовнішні стаціонарні пристрої?

Ні. Обчислювальний блок розробки NVIDIA Jetson Orin NX інтегрований безпосередньо в тіло робота EDU. Зовнішні GPU-підключення не підтримуються. Для команд, яким необхідна значно вища продуктивність логічного виводу ШІ, доступний опціональний модуль Thor Backpack (Jetson T5000, 2070 TFLOPS FP4) як оновлення, що монтується на корпус.

Які програмні інтерфейси та мови підтримує G1-U10 EDU?

G1-U10 EDU підтримує C++ і Python через бібліотеку unitree_sdk2, ROS2 (перевірено на Foxy і Humble) і пряму передачу повідомлень DDS через Cyclone DDS. Розробники можуть отримати доступ до допоміжного ПК (PC2, IP: 192.168.123.164) через Ethernet або SSH з будь-якої машини Ubuntu 20.04/22.04. Низькорівневе керування суглобами працює на частоті 500 Гц. Для картографування приміщень надається сервіс SLAM і навігації з відкритим API.

Чи можна використовувати маніпулятори Dex3-1 під час бігу або інтенсивних рухів?

Це не рекомендується. Під час розробки з встановленими маніпуляторами Dex3-1 слід уникати бігових ходів, тестів на стійкість і будь-яких послідовностей руху з великим прискоренням. Двигунам плеча можна задати невеликий відступ назовні, щоб уникнути механічного втручання між маніпулятором і тулубом. Завжди переконуватися, що кінематичний обвід руху робота не призводить до зіткнень між геометрією кисті і конструкцією основного тіла.

Яка процедура аварійної зупинки при несподіваній поведінці робота?

У будь-який момент натискання L2 + B на пульті негайно переводить G1 в режим демпфування, знімаючи все активне керування рівновагою і спричиняючи опускання робота в підтримувану позицію. Ця комбінація аварійної зупинки залишається активною навіть у режимі відлагодження. При розробці на основі SDK завжди перевіряти, що робот знаходиться в режимі відлагодження (L2 + R2), перед надсиланням користувацьких команд руху, щоб уникнути конфліктуючих інструкцій із вбудованим сервісом керування рухом.

Який реальний час роботи акумулятора і чи можна замінити його в польових умовах?

13-секційний літій-іонний розумний акумулятор ємністю 9000 мАг забезпечує приблизно 2 години роботи при типових дослідницьких навантаженнях. Час роботи варіюватиметься залежно від інтенсивності переміщення, обчислювального навантаження і температури навколишнього середовища. Акумулятор використовує механізм бічного відсіку швидкого від'єднання, що робить заміну в польових умовах простою — без інструментів. Повний цикл заряджання виконується за допомогою включеного зар

Характеристики робота
Максимальна швидкість руху (м/с) 2
Ступінь захисту IP LiDAR 3D, Камера глибини
Тип робота Гуманоїдний
Сфера застосування Освіта, Платформа НДДКР
Максимальна вантажопідйомність (кг) 2
Максимальна швидкість руху (м/с) 2
Час автономної роботи (год) 2
Підтримка SDK Так

Залишити відгук