Roboter Humanoid Unitree G1 Edu Flagship F-U8

Unitree G1 Edu Flagship F-U8 zur Erprobung von KI-Algorithmen

Unitree G1 Edu Flagship F-U8 ist ein innovativer humanoider Roboter, der alle Funktionen der G1 Edu Advanced Edition und einzigartige fünffingrige Hände der Revo 2 Touch Edition mit vollständiger taktiler Wahrnehmung vereint. Die robotische Plattform verfügt über 41 Freiheitsgrade, ein leistungsstarkes Rechenmodul NVIDIA Jetson Orin NX 16GB und volle Freiheit für die Weiterentwicklung durch ROS2- und SDK2-Tools. Ein hybrides Sensorsystem, bestehend aus einer Intel RealSense D435i-Kamera, einem Langstrecken-3D-LiDAR und einem firmeneigenen 4D LiDAR-L1, bietet dem Humanoiden absolute Autonomie im Raum, und jede seiner Hände kann sicher Lasten von bis zu 3 kg halten und transportieren.

Wesentliche technologische Vorteile und Innovationen der Modifikation

• Funktionalität der G1 Edu Advanced Edition. Der Roboter verfügt über eine vollständige Palette fortschrittlicher Funktionen der Advanced-Serie, einschließlich erweiterter Kommunikationsschnittstellen, leistungsstarker Antriebe und vollständiger Softwarefreiheit für KI-Forschung.
• Freiheitsgrade und menschenähnliche Kinematik. Der humanoide Roboter hat 41 Freiheitsgrade. Große Bewegungswinkel der Gelenke von Armen, Beinen und Körper ermöglichen komplexe Manipulationen, Balancieren und sanfte Fortbewegung in anspruchsvollen Forschungsprojekten.
• Taktile Hände Revo 2 Touch Edition mit intelligentem Tastsinn. Die Flaggschiff-Version F-U8 ist mit zwei robusten fünffingrigen Händen ausgestattet, die über vollständige taktile Wahrnehmung verfügen. Der Roboter erkennt Druckkraft, Reibung, Richtung der Krafteinwirkung und Nähe von Objekten, was die Manipulation von Objekten auf menschlichem Niveau ermöglicht.
• Hohe Rechenleistung. Das Onboard-Modul NVIDIA Jetson Orin NX 16GB mit über 100 TOPS ist für die Verarbeitung von Computer Vision, Simulationslernen und RL-Verstärkungsmethoden optimiert. Es arbeitet mit multimodalen KI-Modellen UnifoLM.
• Umfassende Raumwahrnehmung. Ein 360°-Rundumblick wird durch den firmeneigenen LiDAR Unitree 4D LiDAR-L1, die Tiefenkamera Intel RealSense D435i und einen zusätzlichen 3D-LiDAR für Navigation und 3D-SLAM gewährleistet. Ein Array aus 4 Mikrofonen ist für die Erkennung von Befehlen verantwortlich.
• Flexibles Programmieren. Vollständige Low- und High-Level-Kontrolle über die Antriebe über unitree_sdk2 (C++/Python). Der Roboter ist vollständig kompatibel mit ROS2 und verfügt über fertige digitale URDF-Modelle zur Simulation in Gazebo und Isaac Sim.
• Zuverlässige Antriebsmechanik. Die Knieantriebe entwickeln ein Drehmoment von bis zu 120 Nm, und industrielle Rollenlager sind für den Langzeitbetrieb ausgelegt. Der abnehmbare 9000 mAh-Akku bietet bis zu 2 Stunden Autonomie.
• Offizielle 18-monatige Garantie. Auf den gesamten robotischen Komplex Flagship F-U8 gilt eine offizielle Garantie von 18 Monaten, die zuverlässigen Service und vollständige technische Unterstützung während des Betriebs gewährleistet.

Konstruktion und Hardware

Die robotische Plattform hat eine stabile Architektur mit einer Höhe von 1320 mm und einem Gesamtgewicht von etwa 35 kg, die für langwierige Experimente und intensive dynamische Belastungen ausgelegt ist. Die beweglichen Kniegelenke sind mit hocheffizienten Permanentmagnet-PMSM-Motoren mit geringer Trägheit ausgestattet, die ein Drehmoment von bis zu 120 Nm für sofortige Stabilisierung der Körperhaltung, Laufen oder Überwinden von Hindernissen erzeugen.

Große Abweichungswinkel der Becken-, Knie- und Hüftgelenke ermöglichen die Umsetzung komplexer Bewegungsszenarien. Alle beweglichen Gelenke des Mechanismus sind mit industriellen Kreuzrollenlagern für hohe Positionierungsgenauigkeit ausgestattet. Die Verkabelung ist versteckt innerhalb der hohlen Rahmenelemente verlegt. Ein wichtiger ingenieurtechnischer Vorteil ist das Vorhandensein eines in den Kopf eingebauten 5-W-Lautsprechers, der zusammen mit dem Mikrofonarray eine vollständige bidirektionale Sprachkommunikation ermöglicht. Für den bequemen Transport lässt sich das Gehäuse auf kompakte Abmessungen von 690×450×300 mm zusammenklappen.

Robotische Hände Revo 2 Basic

Die Ausstattung des Unitree G1 Edu Flagship F-U8 umfasst zwei robuste robotische Hände der Revo 2 Touch Edition, deren Konstruktion der Anatomie der menschlichen Hand maximal nahekommt. Der Hauptvorteil dieser Version ist die Integration einer erweiterten taktilen Wahrnehmung. Die taktile Matrix Revo 2 Touch spürt.

• Druck (Pressure). Präzise Bestimmung der Druckkraft zum Halten zerbrechlicher Gegenstände.
• Reibung (Friction): Verhindert das Abrutschen von Objekten mit unterschiedlichen Oberflächentexturen.
• Richtung (Direction): Erkennt den Vektor der äußeren Krafteinwirkung oder Verschiebung des Objekts.
• Nähe (Proximity perception): Erfasst den Abstand zum Objekt unmittelbar vor dem direkten Kontakt.

Dank der Kombination aus taktilen Sensoren und hybrider Steuerung von Kraft und Gelenkposition kann der Roboter empfindliche Labor-Manipulationen durchführen, mit flexiblen, kleinen und rutschigen Gegenständen arbeiten. Die Tragfähigkeit jeder Hand beträgt bis zu 3 kg, was die Anforderungen komplexer wissenschaftlicher, medizinischer und logistischer Szenarien vollständig erfüllt.

Steuerungssysteme und Rechenressourcen

Für Ingenieure und Entwickler bietet der Unitree G1 Edu vollständige Low-Level- und High-Level-Kontrolle über Antriebe und Sensoren über die offene Schnittstelle unitree_sdk2 in den Programmiersprachen C++ und Python. Die vollständige Integration mit dem Betriebssystem ROS2 vereinfacht die Verbindung von Drittanbieter-Softwaremodulen und Plugins. Die Verfügbarkeit detaillierter digitaler URDF-Modelle ermöglicht die genaue Simulation des physischen Verhaltens des Humanoiden in virtuellen Umgebungen wie Gazebo und NVIDIA Isaac Sim.

Auf dem Rücken des Roboters sind standardisierte Öffnungen zur sicheren Befestigung zusätzlicher Ausrüstung vorgesehen. Für den Anschluss von Fremdsensoren und Nutzlasten sind Stromleitungen mit unterschiedlichen Spannungen von 12V, 24V und 58V sowie schnelle Ingenieurschnittstellen: Gigabit-Ethernet-Ports RJ45, USB-C und industrielle Busse GPIO, I²C und UART verfügbar.

Integriertes Navigations- und Objekterkennungssystem

Die räumliche Orientierung und Kartenerstellung im dreidimensionalen Raum basiert auf einer komplexen Kombination moderner maschineller Sehsensoren. In den Kopf des Roboters ist der firmeneigene Rundum-LiDAR Unitree 4D LiDAR-L1 integriert, der 21.600 Laserscans pro Sekunde durchführt und eine hochpräzise Umgebungserfassung ohne tote Winkel gewährleistet.

Das Wahrnehmungssystem wird durch die Tiefen-RGB-D-Kamera Intel RealSense D435i und einen zusätzlichen Langstrecken-3D-LiDAR ergänzt. Ein solches hybrides Sensorarray ermöglicht es dem Roboter, ohne Verzögerung 3D-Karten mit SLAM-Technologie zu erstellen, Objekte auf dem Weg zu erkennen und dynamisch Hindernisse zu umgehen. Für die Erfassung und Analyse akustischer Informationen ist ein Array aus 4 eingebauten Mikrofonen verantwortlich, mit dem Algorithmen zur genauen Lokalisierung der Schallquelle im Raum und zur Erkennung von Sprachbefehlen des Benutzers umgesetzt werden.

Lokale neuronale Netzwerkbasis und KI-Tools

Der Hauptrechenknoten des Unitree G1 Edu ist ein Bordcomputer auf Basis des NVIDIA Jetson Orin NX-Moduls mit 16 GB. Mit einer Rechenleistung von über 100 TOPS ist die Plattform ideal für die lokale Verarbeitung schwerer neuronaler Netze und Computer-Vision-Algorithmen direkt an Bord des Roboters optimiert.

Das Modell unterstützt fortschrittliche Methoden des maschinellen Lernens, einschließlich simulationsbasiertem Lernen auf der Grundlage menschlicher Operatoraktionen und Verstärkungslernen. Die Softwarefähigkeiten und Bewegungsmuster werden regelmäßig über drahtlose OTA-Pakete aktualisiert. Die Hardware ist vollständig für die lokale Arbeit mit großen multimodalen KI-Modellen UnifoLM angepasst. Dies ermöglicht die Programmierung vollständig autonomer Roboterverhalten, die Erkennung komplexer sequentieller Ingenieursbefehle und die Interaktion mit Menschen ohne ständige Verbindung zu Cloud-Servern.

Anwendungsbereiche

Der Unitree G1 Edu Flagship F-U8 wurde für fortschrittliche wissenschaftliche und Bildungsprojekte entwickelt. Die Verfügbarkeit einzigartiger taktiler Hände erweitert die grundlegenden Möglichkeiten der Plattform erheblich.

• Wissenschaftliche Forschung und F&E: Entwicklung von KI-Algorithmen, Testen von Verstärkungslernmethoden (Reinforcement Learning), Modellierung der Mensch-Maschine-Interaktion und Forschung im Bereich künstlicher taktiler Berührung.
• Taktile Manipulation und empfindlicher Umgang: Üben des Greifens empfindlicher Objekte (Laborflaschen, Mikrochips, Früchte), Analyse von Texturen und Reibungskräften von Objekten in Echtzeit.
• Navigation und Raumwahrnehmung: Erforschung autonomer Navigation, Computer Vision, Erstellung dreidimensionaler Raumkarten und SLAM-Algorithmen.
• Bildung und Hochschulwesen: Ausbildung von Studenten und Doktoranden in Robotik, Sensorik, Mechatronik, Durchführung von universitären Laborforschungen auf Weltniveau.

Kompatibilität mit Entwicklungsplattformen

Der Unitree G1 Edu Flagship F-U8 ist für den Einsatz in Universitäten, Forschungslaboren und Ausbildungszentren angepasst. Der humanoide Roboter unterstützt die Arbeit mit:

• ROS 2;
• Python;
• C++;
• NVIDIA JetPack;
• externen Kameras;
• zusätzlichen LiDAR-Sensoren;
• Labordatenerfassungssystemen;
• Forschungsplattformen für maschinelles Lernen;
• Netzwerk-Ethernet-Geräten;
• GPIO-Modulen und Peripheriegeräten.

Lieferumfang

Das Gerät wird in montierter Form geliefert und ist nach dem Auspacken bereit für den ersten Start.

1. Humanoider Roboter Unitree G1 Edu Flagship F-U8.
2. Schnellwechsel-Lithium-Akku mit 9000 mAh Kapazität.
3. Netzladegerät mit 54 V, 5 A.
4. Drahtlose Handfernbedienung.
5. Betriebsanleitung und technischer Pass.

Technische Spezifikationen des Unitree G1 EDU Flagship F-U8

Betriebsregeln und kritische Einschränkungen

Um einen stabilen Betrieb des Unitree G1 Edu Flagship F-U8 zu gewährleisten und vorzeitigen Verschleiß seiner Komponenten zu vermeiden, müssen die festgelegten technischen Protokolle strikt eingehalten werden. Die Missachtung grundlegender Sicherheitsregeln während der Programmierung oder Hardware-Einstellung kann zu kritischen Schäden an den empfindlichen Sensoren und Antrieben des Humanoiden führen.

Obligatorische Maßnahmen vor und während des Betriebs.

• Stromversorgungskontrolle. Überprüfen Sie immer den Akkuladestand vor dem Start, um ein plötzliches Ausschalten zu vermeiden.
• Vorbereitung der Oberfläche. Starten Sie den Roboter nur auf einer ebenen, trockenen und rutschfesten Oberfläche.
• Systemaktualisierung. Aktualisieren Sie regelmäßig die Software und Bewegungs-Pakete über das drahtlose OTA-System.
• Entwicklungsumgebung. Verwenden Sie für die Programmierung die offiziellen Tools ROS2 und unitree_sdk2.

Strenge Einschränkungen und Verbote.

• Start ohne Unterstützung. Es ist verboten, den Roboter einzuschalten, wenn er liegt oder instabil steht. Der erste Start und die Kalibrierung sollten nur auf einem Aufhängeständer oder einem speziellen Stuhl durchgeführt werden.
• Grobe Akku-Installation. Drücken Sie den Akku nicht mit Gewalt ein. Er sollte sanft bis zum Einrasten einrasten, andernfalls werden die Stromanschlüsse beschädigt.
• Programmierung ohne Debug-Modus. Bevor Sie Befehle über das SDK senden, schalten Sie den Roboter unbedingt in den Entwicklungsmodus (L2 + R2), um Konflikte der Controller und Schäden an den Antrieben zu vermeiden.
• Überlastung der Hände. Überschreiten Sie nicht das Gewichtslimit von 3 kg für die Revo 2 Touch-Hände. Übermäßiger Druck beschädigt die hochpräzisen taktilen Sensoren.
• Heißes Anschließen von Sensoren. Es ist verboten, Sensoren (an GPIO, I²C, UART) bei eingeschaltetem Roboter anzuschließen oder zu trennen. Die Plattform muss vollständig stromlos sein.

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