UNITREE G1 EDU U4 – humanoid s hmatovými rukami Dex3-1

UNITREE G1 EDU U4 je humanoidný robot so 43 stupňami voľnosti a dvomi trojprstými rukami Unitree Dex3-1 s hmatovými senzormi (33 na každú ruku), určený na výskum citlivej manipulácie a učenia z hmatových dát. Telo s 29 DoF a ruky sú rovnaké ako pri U3 – rozdiel je práve v senzorickej vrstve prstov, ktorá meria kontakt a tlak pri úchope.

Čo ponúka

• 33 hmatových senzorov na každej ruke – údaje o kontakte a tlaku pre riadenie úchopu.
• 43 DoF – telo EDU Plus s 29 DoF + 2 × 7 DoF prstov Dex3-1.
• Hybridné riadenie sily a polohy v prstoch – jemný úchop krehkých predmetov.
• Pás 3 DoF a zápästie 2 DoF – natočenie ruky k objektu bez zmeny postoja.
• Jetson Orin NX 16 GB (100 TOPS) – fúzia videnia a hmatu priamo v robote.

Hmat v prstoch: čo prináša 33 senzorov

Ruka Dex3-1 vo verzii U4 má v prstoch a dlani pole 33 hmatových senzorov. Na rozdiel od odhadu sily z prúdu motorov tak robot vie, kde sa predmet dotýka a akým tlakom. To je dôležité pri predmetoch, ktoré sa ľahko pošmyknú alebo poškodia – plastový pohár, ovocie, laboratórna skúmavka.

Hmatové dáta sa dajú nahrávať spolu s obrazom kamier a polohou kĺbov, takže z demonštrácií vznikajú multimodálne datasety (videnie + hmat + propriocepcia). Na nich sa trénujú politiky, ktoré rozpoznajú pošmyknutie, upravia silu a dokončia úchop aj pri čiastočnom zakrytí kamery.

Mechanika ruky je zhodná s U3: 3 prsty, 7 DoF (palec 3, ukazovák 2, prostredník 2).

Na čo sa hodí

• Tactile learning – tréning politík úchopu z kombinácie obrazu a hmatu.
• Manipulácia s krehkými predmetmi – laboratórne sklo, potraviny, elektronické diely.
• Detekcia pošmyknutia a regulácia sily – výskum adaptívneho úchopu.
• Interakcia človek–robot – bezpečné podanie predmetu z ruky do ruky.
• Benchmarky manipulácie – porovnanie úchopu s hmatom a bez neho na rovnakom tele.

Čím sa U4 líši od ostatných verzií

U4 je „hmatové dvojča“ verzie U3. Konkrétne:

• Oproti U3 – rovnaké telo, ruky aj DoF; navyše 33 hmatových senzorov na ruku.
• Oproti U6 – U6 má tiež hmat, ale päťprsté ruky Inspire RH56DFTP (17 senzorov/ruka, 6 DoF/ruka). U4 má menej prstov, no viac hmatových bodov a 7 DoF na ruku.
• Oproti U9 – U9 má rovnaké hmatové ruky Dex3-1, ale na tele s 23 DoF (pás 1 DoF, bez zápästia). U4 je lepšia voľba pre úlohy, kde robot potrebuje predklon a natočenie zápästia.
• Oproti U2 – U2 je bez rúk; U4 je kompletná manipulačná platforma s hmatom.

Mechanika a pohyb

• Pás 3 DoF – robot sa vie predkloniť a ukloniť, čím zväčší pracovný priestor rúk pri stole či regáli.
• Zápästie 2 DoF – natočenie ruky k objektu bez pohybu celého ramena.
• Noha 6 DoF, koleno 120 N·m – chôdza, beh, schody a stabilný postoj pri manipulácii.
• Rozsahy kĺbov – bedro pitch ±154°, roll −30° až +170°, koleno 0° až 165°, pás ±155°.
• Batéria 9 000 mAh – cca 2 h prevádzky, výmena bez náradia.

Softvér a programovanie

Na G1 EDU U4 sa programuje rovnako ako na ostatných verziách EDU – cez unitree_sdk2 (C++, Python) alebo ROS 2 (unitree_ros2). K dispozícii je high-level rozhranie aj low-level prístup k motorom, takže tím môže testovať vlastné ovládače chôdze, politiky trénované v simulácii (reinforcement learning) aj manipulačné úlohy.

Výpočtovo náročné úlohy – detekciu objektov, odhad polohy, VLA a imitation-learning politiky – spracuje modul Jetson Orin NX 16 GB so 100 TOPS. Na zber demonštrácií slúži teleoperačný nástroj xr_teleoperate s podporou XR headsetov a režimom nahrávania dát.

Pre koho je

• Výskumné laboratóriá haptiky a manipulácie.
• AI tímy trénujúce multimodálne (VLA) modely s hmatovým vstupom.
• Univerzity s pokročilými kurzami robotiky a doktorandskými projektmi.
• Priemyselný výskum – overovanie manipulácie s citlivými dielmi.

Porovnanie konfigurácií G1 EDU U1–U10

Spoločné pre všetky verzie G1 EDU U1–U10: výška 1 320 mm, 8-jadrový CPU + výpočtový modul NVIDIA Jetson Orin NX 16 GB (100 TOPS), hĺbková kamera Intel RealSense D435i, 3D LiDAR Livox MID-360, krútiaci moment kolena 120 N·m, nosnosť ramena cca 3 kg, batéria 9 000 mAh s výdržou cca 2 h. DoF = stupne voľnosti; pri rukách uvádzame aktívne (poháňané) stupne voľnosti.

Technické parametre

Často kladené otázky

Koľko hmatových senzorov má G1 EDU U4?

Každá ruka Dex3-1 vo verzii U4 má 33 hmatových senzorov, spolu teda 66 na oboch rukách.

Aký je rozdiel medzi G1 EDU U4 a U3?

U4 má v rukách Dex3-1 hmatové senzory, U3 nie. Telo s 29 DoF, celkových 43 DoF, výpočtový modul aj senzory hlavy sú rovnaké.

Je lepší G1 EDU U4 alebo U6?

Závisí od úlohy: U4 má trojprsté ruky Dex3-1 so 7 DoF a 33 hmatovými senzormi, U6 päťprsté ruky Inspire so 6 DoF a 17 senzormi. Pre úchop ľudských nástrojov je bližšia U6, pre hustejšie hmatové dáta U4.

Dajú sa hmatové dáta z G1 EDU U4 nahrávať pre imitation learning?

Áno. Hmatové hodnoty sú dostupné cez SDK a dajú sa ukladať spolu s obrazom a polohami kĺbov; teleoperačný nástroj xr_teleoperate ruky Dex3-1 podporuje.

Podporuje G1 EDU U4 ROS 2?

Áno, cez balík unitree_ros2; k dispozícii je aj unitree_sdk2 pre C++ a Python.

Koľko vydrží G1 EDU U4 na batériu?

Približne 2 hodiny na jednu batériu 9 000 mAh, ktorú je možné rýchlo vymeniť.