Roboter Humanoid Unitree G1-D Ultimate C-U8

Unitree G1-D Ultimate C-U8 zur Erstellung von Datensätzen und zum Training von KI-basierten Robotern

Unitree G1-D Ultimate C-U8 ist ein mobiler humanoider Roboter auf einer radgetriebenen Differentialbasis, der alle Schlüsselmerkmale der Basisversion Ultimate A mit einem fortschrittlichen Manipulationssystem kombiniert. Der Roboter ist für die Erfassung multimodaler Daten, das Testen präziser Manipulationsalgorithmen, das Training robotischer Modelle und die autonome Navigation in realen Umgebungen konzipiert. Mit 33 Freiheitsgraden ist der Roboter mit zwei Dex3-1 Kraft-gesteuerten Drei-Finger-Geschickten Händen mit taktilem Feedback und integrierter RGB-Kamera ausgestattet. Der humanoide Roboter bewegt sich selbstständig, dreht sich um 360° auf der Stelle und erreicht eine Geschwindigkeit von bis zu 1,5 m/s. Jede Hand hat 7 Freiheitsgrade, was eine hohe Präzision beim Greifen von Objekten unterschiedlicher Form und Materialien gewährleistet.

Eigenschaften der Dexterous Hand Dex3-1

• Typ: Kraft-gesteuerte Drei-Finger-Geschickte Hand mit taktilem Feedback
• Gewicht: ca. 650 g
• Abmessungen: 175 x 88 x 77 mm
• Freiheitsgrade pro Hand: 7 DoF (Daumen 3 DoF, Zeigefinger 2 DoF, Mittelfinger 2 DoF)
• Anzahl der taktilen (haptischen) Sensoren: 33
• Betriebsspannung: 12-58 V
• Standby-Strom: 58 V @0,2A
• Kommunikationsschnittstelle: USB
• Zusätzlich: integrierte RGB-Kamera

Wichtige technische Merkmale

• Gesamtanzahl der Freiheitsgrade. 33 Freiheitsgrade, bestehend aus 7 Freiheitsgraden pro Arm (14 DoF), 2 Freiheitsgraden der Taille, 1 Freiheitsgrad der ausziehbaren Säule, 7 Freiheitsgraden pro Drei-Finger-Geschickte Hand Dex3-1 (14 DoF) und 2 Freiheitsgraden des mobilen Differentialchassis.
• Mobile Basis für den Einsatz vor Ort. Der zweirädrige Differentialantrieb unterstützt eine Drehung auf der Stelle um 360° und eine Bewegungsgeschwindigkeit von bis zu 1,5 m/s.
• Ausziehbare Säule zur Änderung der Arbeitshöhe. Die Höhe der Plattform ändert sich von 1260 mm bis 1680 mm, und die Hebegeschwindigkeit der Säule beträgt ca. 60 mm/s.
• Basissensoren für die Navigation. Das Chassis verfügt über LiDAR, zwei Tiefenkameras, zwei physische Kollisionssensoren und zwei Sensoren für niedrige Hindernisse.
• Drei-Finger-Geschickte Hand Dex3-1. Jede Hand ist mit einer kraftgesteuerten Drei-Finger-Geschickten Hand Dex3-1 mit 7 Freiheitsgraden, 33 taktilen Sensoren, integrierter RGB-Kamera, einem Gewicht von ca. 650 g und Abmessungen von 175x88x77 mm ausgestattet. Die Hand unterstützt präzise Kraftsteuerung und taktiles Feedback.
• Vision-System zur Datenerfassung. Die Plattform ist mit einer Haupt-HD-Binokular-Kamera, zwei HD-Kameras an den Handgelenken und zwei integrierten RGB-Kameras in den Händen Dex3-1 ausgestattet.
• Berechnungen für robotische Aufgaben. Die Basisplattform verfügt über eine 8-Kern-Hochleistungs-CPU, und das Hochleistungsmodul enthält NVIDIA Jetson Orin 16GB mit einer Leistung von 100 TOPS.
• Unterstützung für drahtlose Kommunikation. Unitree G1-D Ultimate C-U8 unterstützt Wi-Fi 6 und Bluetooth 5.2.
• Unterstützung für Updates und Entwicklung. Für die Plattform sind Upgraded Intelligent OTA und Secondary Development bestätigt.
• Arbeitshöhe bis zu 2 m. Die Hubkolonne mit einem Hub von 450 mm ermöglicht die Änderung der Arbeitshöhe und die Durchführung von Manipulationen in einer Höhe von bis zu 2 Metern.
• Präzise Positionierung der Säule. Die Säule bietet eine Positionierungsgenauigkeit von bis zu 1 mm, was wichtig für das Training von robotischen Modellen und die Durchführung von Manipulationsoperationen ist.
• Umfassendes Multisensorsystem. Die Plattform kombiniert eine Stereokamera, Kameras an den Handgelenken, RGB-Kameras in den Händen, LiDAR, Tiefenkameras, 33 taktile Sensoren an jeder Hand und Kollisionssensoren für die vollständige Datenerfassung und Navigation in Echtzeit.
• Autonome Arbeit von zwei Stromversorgungssystemen. Das obere Modul verwendet einen schnell austauschbaren Akku mit 9000 mAh und einer Betriebsdauer von bis zu 2 Stunden, während das Chassis mit einem eingebauten Akku mit 30 Ah und einer Autonomie von bis zu 6 Stunden ausgestattet ist.
• Benutzerinteraktionsmittel. Der Roboter unterstützt ein Array von 4 Mikrofonen und einen integrierten Lautsprecher mit 5 W Leistung für Sprachinteraktion und Audio-Benachrichtigungen.

Konstruktion und Funktionalität

Unitree G1-D Ultimate C-U8 ist eine mobile zweihändige Roboterplattform mit einer ausziehbaren Säule, zwei 7-Achsen-Manipulatoren und einem fortschrittlichen Manipulationssystem auf Basis von Drei-Finger-Geschickten Händen. Der Roboter kombiniert hohe Mobilität mit präzisen Manipulationsfähigkeiten, was ihn zu einem effektiven Werkzeug für die Datenerfassung, das Testen von Algorithmen und das Training von robotischen Modellen macht. Die Abmessungen des Roboters betragen ca. 1260x525x570 mm in der unteren Position und 1680x525x570 mm in der oberen, und das Nettogewicht mit Batterien erreicht 80 kg.

Drei-Finger-Geschickte Hand Dex3-1

Unitree G1-D Ultimate C-U8 ist mit zwei kraftgesteuerten Drei-Finger-Händen Dex3-1 Force-Controlled Three-Finger Dexterous Hand mit taktilem Feedback und integrierter RGB-Kamera ausgestattet. Jede Hand hat 7 Freiheitsgrade (Daumen 3 DoF, Zeigefinger 2 DoF, Mittelfinger 2 DoF), 33 taktile Sensoren, ein Gewicht von ca. 650 g und Abmessungen von 175x88x77 mm. Das taktile System bietet eine präzise Wahrnehmung von Druck, Reibung und Kontaktwinkel, was es ermöglicht, empfindliche Greifoperationen durchzuführen, zerbrechliche Gegenstände zu halten und hochwertige multimodale Daten zu sammeln. Die integrierte RGB-Kamera in jeder Hand bietet zusätzliche visuelle Kontrolle direkt im Greifbereich.

Das Manipulationssystem zusammen mit den 7-DoF-Armen, der 2-DoF-Taille, der Hubkolonne, den 7-DoF-Händen Dex3-1 und dem 2-DoF-Chassis bildet insgesamt 33 Freiheitsgrade. Jede Hand hat einen Arbeitsradius von ca. 0,45 m und eine Belastung von bis zu 3 kg. Die Taille bietet einen Bewegungsbereich von Z: ±155°, Y: -2,5° ~ +135°, und die Hubkolonne mit einem Hub von 450 mm, einer Positionierungsgenauigkeit von 1 mm und einer Hubgeschwindigkeit von bis zu 60 mm/s ermöglicht es, eine Arbeitshöhe von ca. 2 Metern zu erreichen.

Multisensorsystem zur Wahrnehmung

Der Roboter ist mit einem umfassenden Multisensorsystem ausgestattet, das eine Haupt-HD-Binokular-Stereokamera mit einer Auflösung von 3840x1200 Pixeln, zwei HD-Kameras an den Handgelenken mit 1920x1080, zwei integrierte RGB-Kameras in den Händen Dex3-1, LiDAR auf dem Chassis, zwei Tiefenkameras, physische Kollisionssensoren und ein System zur Erkennung von niedrigprofiligen Hindernissen umfasst.

Die 33 taktilen Sensoren an jeder Hand ergänzen die visuellen und räumlichen Daten und bieten eine vollständige dreidimensionale Kartierung der Umgebung, eine präzise Entfernungsbestimmung, die Kontrolle des Arbeitsbereichs der Manipulatoren und die Sammlung reichhaltiger multimodaler Datensätze für das Training von Modellen für maschinelles Sehen, taktile Interaktion und autonome Navigation.

Manövrierfähigkeit und Bewegung des Roboters

Für die Mobilität des Unitree G1-D Ultimate C-U8 ist ein zweirädriges Differentialchassis mit den Abmessungen 570x525x197 mm und 2 Freiheitsgraden verantwortlich. Es unterstützt eine Drehung auf der Stelle um 360° und erreicht eine maximale Geschwindigkeit von bis zu 1,5 m/s. Zur Navigation werden LiDAR, Tiefenkameras und ein Hindernissensorsystem verwendet, das die Implementierung moderner Algorithmen für autonomes Fahren, Lokalisierung und Routenplanung in Echtzeit ermöglicht.

Rechenleistung und Modellentwicklung

Unitree G1-D Ultimate C-U8 ist auf die intensive Datenerfassung und das Training von robotischen Modellen ausgerichtet. Die Rechenplattform basiert auf einem 8-Kern-Hochleistungsprozessor und einem NVIDIA Jetson Orin 16GB Modul mit einer Leistung von bis zu 100 TOPS. Dies ermöglicht die Verarbeitung großer Datenmengen von Kameras, LiDAR, taktilen Sensoren und anderen Geräten direkt an Bord des Roboters.

Der Roboter unterstützt die sekundäre Entwicklung, OTA-Updates, drahtlose Schnittstellen Wi-Fi 6 und Bluetooth 5.2 sowie einen separaten Computer für die Visualisierung. Zusätzlich ist ein Array von 4 Mikrofonen und ein Lautsprecher mit 5 W Leistung vorgesehen. Unterstützt werden ROS 2, Python, C++, DDS Middleware, GStreamer, Gigabit Ethernet, USB, GPIO und NVIDIA Jetson GPIO.

Effizientes Energiesystem

Unitree G1-D Ultimate C-U8 ist mit zwei unabhängigen Energiesystemen ausgestattet. Das obere Modul arbeitet mit einem schnell austauschbaren Akku mit 9000 mAh bis zu 2 Stunden, während das Chassis mit einem eingebauten Akku mit 30 Ah (bis zu 6 Stunden autonomes Fahren) betrieben wird. Das Set enthält ein Ladegerät mit 54 V 5 A und eine Ladestation für das Chassis mit 51 V 10 A.

Anwendungsbereiche

Unitree G1-D Ultimate C-U8 ist für Aufgaben konzipiert, die mit der Datenerfassung, dem Training von Modellen und dem Testen von Algorithmen in realen Umgebungen verbunden sind. Die mobile Plattform mit den Drei-Finger-taktilen Händen ist besonders effektiv für die Erforschung präziser Manipulation, feiner Motorik und multisensorischer Interaktion mit Objekten.

• Erfassung taktiler und visueller Daten für humanoide Robotik.
• Training und Überprüfung von Modellen für Feinmotorik und Objektgreifen.
• Testen von Bewegungssteuerungsalgorithmen und Fünf-Finger-Hand.
• Forschung zur Mensch-Roboter-Interaktion (HRI) in dynamischen Umgebungen.
• Arbeiten mit Open-Source-Datensätzen und Modellen (PI, GROOT).
• Szenarien für Service, Leben, Einzelhandel und Industrie.
• Forschungsaufgaben mit mobiler humanoider Plattform.
• Entwicklung von Lösungen für präzise Manipulationen mit taktilem Feedback.

Kompatibilität und Lieferumfang

Die Plattform ist vollständig kompatibel mit den wichtigsten robotischen Frameworks. Im Lieferumfang enthalten: zwei Dex3-1 Dexterous Hands, Batterien, Ladegeräte, NVIDIA Jetson Orin 16GB, Dokumentation und weiteres Zubehör. Die genaue Ausstattung bitte bei der Bestellung erfragen.

Technische Daten

Betriebsempfehlungen

• Planen Sie Arbeitssitzungen unter Berücksichtigung der Akkulaufzeit: ca. 2 Stunden für den oberen Teil und ca. 6 Stunden für das Chassis.
• Überprüfen Sie bei Manipulationsaufgaben die Position des Arms, da die maximale Belastung von bis zu 3 kg stark vom Ausleger des Manipulators und seiner Position abhängt.
• Verwenden Sie die Daten der 33 taktilen Sensoren Dex3-1 zur Kalibrierung der Greifkraft für bestimmte Objekte und Materialien.
• Berücksichtigen Sie die Möglichkeiten der integrierten RGB-Kameras in den Händen Dex3-1, dies bietet eine detaillierte visuelle Kontrolle direkt im Greifbereich.
• Lassen Sie bei Navigationstests ausreichend Platz für die Drehung der Basis auf der Stelle um 360°.
• Richten Sie vor der Datenerfassung eine klare Aufgabenabfolge ein: Szenarienerstellung, Zuweisung, Erfassung, Markierung, Überprüfung, Speicherung und Export.
• Überprüfen Sie bei Aufgaben des maschinellen Lernens die Kompatibilität der Modelle mit Open-Source-Datensätzen sowie mit den Frameworks PI oder GROOT.
• Kalibrieren Sie regelmäßig die taktilen Sensoren der Hände Dex3-1 vor längeren Sitzungen zur Erfassung taktiler Daten.
• Beginnen Sie bei der Arbeit mit zerbrechlichen oder unkonventionellen Objekten mit niedrigen Greifkraftwerten und erhöhen Sie diese schrittweise unter Verwendung des taktilen Feedbacks.

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