Humanoider Roboter Unitree G1-Comp

Humanoider Roboter Unitree G1-Comp Plattform für Forschung und Entwicklung von KI

Unitree G1-Comp ist ein fortschrittlicher humanoider Roboter, der speziell für die Teilnahme an internationalen RoboCup-Wettbewerben, wissenschaftliche Forschung und Ausbildung im Bereich der Mechatronik entwickelt wurde. Das Modell hat ein kompaktes, faltbares Design, ist mit fortschrittlichen räumlichen Sensoren ausgestattet und bietet eine flexible Umgebung zum Testen von maschinellen Lerntechnologien. Die Plattform verfügt über 25 Freiheitsgrade (DoF), zwei 5-achsige Arme, 1 Freiheitsgrad in der Taille, ein Multisensorsystem zur Wahrnehmung und ein integriertes Rechenmodul NVIDIA Jetson Orin mit einer Leistung von 100 TOPS. Der Roboter eignet sich für Universitäten, Labore, F&E-Teams und Unternehmen, die mit Robotik, Computer Vision, künstlicher Intelligenz, bipedalen Gangalgorithmen und Prozessautomatisierung arbeiten.

Hauptvorteile des Unitree G1-Comp

• Plattform für RoboCup und Wettbewerbe. Der Unitree G1-Comp ist für Aufgaben der Fußballrobotik, Bewegungssteuerung, Orientierung auf dem Spielfeld und Arbeit mit visuellen Daten ausgelegt. Es ist ein Roboter für den RoboCup, bei dem stabile Mechanik, präzise Sensoren und der Zugang zum SDK wichtig sind.
• Flexible Konfiguration der Freiheitsgrade. Der humanoide Roboter verfügt über 25 aktive Freiheitsgrade (DoF) mit der Möglichkeit, die Kinematik für spezifische Forschungsaufgaben zu erweitern. Das Basismodell verteilt die Antriebe anatomisch: 6 DoF pro Bein, 5 DoF pro Arm, 2 DoF am Kopf und 1 DoF an der Taille mit der Option, 2 weitere Gelenke hinzuzufügen.
• Hoher Drehmoment im Kniegelenk. Das maximale Drehmoment des Kniegelenks beträgt 120 Nm. Dies ist wichtig für das Gehen, Kniebeugen, das Ausarbeiten von Bewegungsalgorithmen und Szenarien mit plötzlicher Lastverteilung.
• Sensoren für Navigation und Computer Vision. Der Roboter ist mit einer Intel RealSense D455 Tiefenkamera und einem industriellen 3D LiDAR-Scanner für die Rundum-Erfassung des Raums ausgestattet. Die Sensoren bilden eine dichte Punktwolke der Umgebung und bieten eine Basis für SLAM-Lokalisierung, Umgehung dynamischer Hindernisse und Analyse komplexer Raumgeometrien.
• Bereit für KI-Entwicklung. Das NVIDIA Jetson Orin / Orin NX Modul bietet bis zu 100 TOPS Rechenleistung für künstliche Intelligenz. Dies ist nützlich für YOLO11, autonomes Verhalten, Verarbeitung von Sensordaten und Arbeiten mit Modellen im Betrieb.
• Multimodale Interaktion UnifoLM. Die Plattform unterstützt die Arbeit mit dem firmeneigenen großen Sprachmodell der künstlichen Intelligenz zur Erkennung der natürlichen Sprache des Bedieners. Integrierte Dienste für künstliche Sprachsynthese TTS und automatische Spracherkennung ASR ermöglichen die Programmierung von Live-Voice-Dialog-Szenarien.
• Zweistufige Steuerung über API. Für das Schreiben von Code stehen Schnittstellen für die hoch- und niedrigstufige Steuerung von Operationen zur Verfügung, die direkten Zugriff auf Status- und Kommunikationsdienste über die schnelle DDS-Schnittstelle bieten. Ingenieure können flexibel zwischen der vollständigen Steuerung jedes einzelnen Antriebs und dem Senden allgemeiner Bewegungsbefehle wechseln.
• Kompatibilität mit ROS und Simulatoren. Der Roboter ist vollständig in das globale ROS / ROS2-Ökosystem integriert, um schnell fertige Navigationspakete und Treiber von Drittanbietern zu verbinden. Für das vorherige digitale Testen und sichere Training von Modellen mit Verstärkung werden virtuelle Umgebungen wie Isaac Gym und Mujoco unterstützt.
• Schnelle Steuerung über mobile App. Die firmeneigene APP-Software ermöglicht es, die grundlegende Konfiguration des Humanoiden schnell durchzuführen und die Systemtelemetrie in Echtzeit zu überwachen. Über den Bildschirm eines Smartphones oder Tablets können Sie den Ladezustand der Batterie überwachen, Audio-Licht-Dienste aktivieren und den Verbindungsstatus überprüfen.
• Schnellwechsel-Stromversorgung Smart Battery. Die 13-Zellen-Bordbatterie bietet etwa 2 Stunden ununterbrochenen autonomen Betrieb der Plattform. Das Design mit Schnellverschluss ermöglicht den sofortigen Austausch des entladenen Blocks und minimiert Pausen während Laborexperimenten oder Wettbewerben.
• Autonome Betriebszeit bis zu 2 Stunden. Die Schnellwechsel-Smart-Batterie mit 9000 mAh bietet etwa 2 Stunden Betrieb. Dies ist praktisch für Trainingseinheiten, Unterricht, Labortests und kurze Demonstrationsszenarien.
• Einfacher Transport. Das Gehäuse des Roboters hat eine einzigartige Faltfunktion, die die Höhe fast um die Hälfte reduziert. Dies ermöglicht den Transport des Geräts im normalen Kofferraum eines Autos ohne spezielle Koffer.
• Lange offizielle Garantie. Der Hersteller bietet eine grundlegende technische Unterstützung für einen Zeitraum von 18 Monaten. Abhängig von den Anforderungen der jeweiligen Liga oder Wettbewerbsregeln kann dieser Zeitraum offiziell verlängert werden.

Konstruktion und Bewegungssteuerung

Der Unitree G1-Comp hat Abmessungen von 1320×450×200 mm im stehenden Zustand und 690×450×300 mm im gefalteten Zustand. Das Gewicht mit Batterie beträgt etwa 35 kg, daher ist der Roboter für den Laboreinsatz, Unterrichtsräume, Testgelände und Wettkampfstätten geeignet.

Die Mechanik basiert auf 25 Freiheitsgraden je nach Konfiguration. Ein Bein hat 6 Freiheitsgrade, ein Arm 5, der Kopf 2, die Taille 1 mit der Option 2. Die Länge des Unterschenkels und Oberschenkels beträgt 0,6 m, die Spannweite der Arme beträgt etwa 0,45 m, die maximale Belastung des Arms beträgt etwa 3 kg, abhängig von der Position des Arms.

Der Roboter unterstützt erhebliche Bewegungswinkel: Taille Z ±155°, X ±45°, Y ±30°; Knie 0–165°; Oberschenkel P ±154°, R -30°~+170°, Y ±158°; Handgelenk P ±92,5°, Y ±92,5°. Kabel sind in den Gelenkhöhlen verlegt, die Gelenke haben doppelte Encoder, und die lokale Luftkühlung hilft bei langen Tests.

Verstärkungslernen und Framework unitree_rl_gym

Für den Transfer von Fähigkeiten von virtuellen Modellen auf reale Hardware wird die offene Bibliothek unitree_rl_gym verwendet, die Entwicklern die folgenden Funktionen bietet:

1. Effiziente Simulationsumgebung: Vollständige Integration mit den Tools Isaac Gym und Mujoco für beschleunigte physische Berechnungen der Bewegungen des Humanoiden.
2. Flexible Trainingskonfiguration: Einstellung der Trainingsparameter über einfache Konfigurationsdateien mit Anpassung der Anzahl paralleler Umgebungen, zufälliger Seeds, Iterationsgrenzen.
3. Vollständiger Entwicklungszyklus: Unterstützung und Automatisierung des Prozesses der Übertragung von Bewegungsrichtlinien vom primären Sim2Sim-Modell bis zur endgültigen Bereitstellung des Codes auf dem realen Roboter Sim2Real.

Sensoren und KI-Berechnungen in der sportlichen Umgebung RoboCup SDK

Effektive Orientierung auf dem Testgelände erfordert schnelle Verarbeitung räumlicher Daten und präzise Koordination der Aktionen. Das Software- und Hardware-Komplex der Wettbewerbe basiert auf dem spezialisierten RoboCup SDK, das den Entwicklern folgende Werkzeuge bietet:

• Visual Recognition API: Verfügt über ein eingebautes neuronales Netzwerk YOLO11 der neuesten Generation zur Verarbeitung von Videostreams in Echtzeit. Wird zur schnellen Identifizierung des Balls, der Stadionlinien, Tore und zur Erkennung von gegnerischen Robotern verwendet.
• Spatial Positioning API: Bietet eine Schnittstelle zur genauen Bestimmung der Koordinaten des Humanoiden auf dem Spielfeld. Die Algorithmen kombinieren monokulare geometrische Positionierung und binokulare Tiefenbestimmung durch den D455-Sensor.
• Motion Control API: Empfängt fertige Koordinaten von den Sehsystemen und überträgt Steuerbefehle direkt an die Antriebe. Gewährleistet stabiles Laufen, Manövrieren eins zu eins, Stoßfestigkeit und präzise Balltritte.

Anwendungsbereiche

• RoboCup und Robotikwettbewerbe. Der Unitree G1-Comp wurde für Fußball-Szenarien, die Arbeit mit dem RoboCup SDK, visuelle Erkennung und Bewegungssteuerung auf dem Spielfeld entwickelt.
• Universitäten und Labore. Der Roboter eignet sich für Forschungsgruppen, die sich mit Gehen, Gleichgewicht, sensorischer Wahrnehmung, autonomem Verhalten und Mensch-Roboter-Interaktion beschäftigen.
• Robotik-Ausbildung. Dies ist ein Roboter für die Ausbildung von Studenten und Teams, die mit ROS, Simulatoren, APIs, Sensoren und Robotik-Algorithmen arbeiten.
• Entwicklung von KI-Algorithmen. Die Plattform bietet Rechenressourcen für Erkennungsmodelle, Bewegungsplanung, Datenverarbeitung und Entscheidungsfindung.
• Testen von Computer Vision. Die Kamera D455, 3D LiDAR und YOLO11 bieten eine Basis für Objekterkennung, Lokalisierung, Szenenanalyse und RoboCup-Aufgaben.
• Forschung zur Bewegung humanoider Roboter. Freiheitsgrade, Bewegungsbereiche, 120 Nm im Kniegelenk und doppelte Encoder sind für Tests von Gehen, Gleichgewicht und Manövrieren erforderlich.
• Demonstrationsprojekte. Der humanoide Roboter kann auf Messen, Bildungs- und Präsentationsveranstaltungen eingesetzt werden, wo eine reale robotische Plattform mit Steuerung und Sensoren benötigt wird.
• F&E-Abteilungen von Unternehmen. Der Unitree G1-Comp eignet sich zur Überprüfung von robotischen Hypothesen, Prototypen, Autonomieszenarien und angewandten Algorithmen in Entwicklungsteams.

Was ist im Lieferumfang des Unitree G1-Comp enthalten

Die Ausstattung ist für den Start des Roboters, das Laden und die grundlegende manuelle Steuerung ausgelegt. Der Lieferumfang kann vor der Bestellung je nach Konfiguration spezifiziert werden.

1. Roboter Unitree G1-Comp.
2. Schnellwechsel-Smart-Batterie.
3. Ladegerät.
4. Handsteuerung.
5. Dokumentation und verfügbare Materialien zur Einrichtung, falls im Lieferumfang vorgesehen.

Technische Daten des Unitree G1-Comp

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