UNITREE G1 EDU U4 - humanoid s hmatovýma rukama Dex3-1

UNITREE G1 EDU U4 je humanoidní robot se 43 stupni volnosti a dvěma tříprstýma rukama Unitree Dex3-1 s hmatovými senzory (33 na každou ruku), určený pro výzkum citlivé manipulace a učení z hmatových dat. Tělo s 29 DoF a ruce jsou stejné jako u U3 – rozdíl je právě v senzorické vrstvě prstů, která měří kontakt a tlak při úchopu.

Co nabízí

• 33 hmatových senzorů na každé ruce – údaje o kontaktu a tlaku pro řízení úchopu.
• 43 DOF – tělo EDU Plus s 29 DoF + 2 × 7 DoF prstů Dex3-1.
• Hybridní řízení síly a polohy v prstech – jemný úchop křehkých předmětů.
• Pás 3 DoF a zápěstí 2 DoF – natočení ruky k objektu beze změny postoje.
• Jetson Orin NX 16 GB (100 TOPS) – fúze vidění a hmatu přímo v robotu.

Hmat v prstech: což přináší 33 senzorů

Ruka Dex3-1 ve verzi U4 má v prstech a dlani pole 33 hmatových senzorů. Na rozdíl od odhadu síly z proudu motorů tak robot ví, kde se předmět dotýká a jakým tlakem. To je důležité u předmětů, které snadno uklouznou nebo poškodí – plastový pohár, ovoce, laboratorní zkumavka.

Hmatová data lze nahrávat spolu s obrazem kamer a polohou kloubů, takže z demonstrací vznikají multimodální datasety (vidění + hmat + propriocepce). Na nich se trénují politiky, které rozpoznají uklouznutí, upraví sílu a dokončí úchop i při částečném zakrytí kamery.

Mechanika ruky je shodná s U3: 3 prsty, 7 DoF (palec 3, ukazováček 2, prostředník 2).

K čemu se hodí

• Tactile learning – trénink politik úchopu z kombinace obrazu a hmatu.
• Manipulace s křehkými předměty – laboratorní sklo, potraviny, elektronické díly.
• Detekce uklouznutí a regulace síly – výzkum adaptivního úchopu.
• Interakce člověk–robot – bezpečné podání předmětu z ruky do ruky.
• Benchmarky manipulace – porovnání úchopu s hmatem a bez něj na stejném těle.

Čím se U4 liší od ostatních verzí

U4 je „hmatové dvojče“ verze U3. Konkrétně:

• Oproti U3 – stejné tělo, ruce i DoF; navíc 33 hmatových senzorů na ruku.
• Oproti U6 – U6 má také hmat, ale pětiprsté ruce Inspire RH56DFTP (17 senzorů/ruka, 6 DoF/ruka). U4 má méně prstů, ale více hmatových bodů a 7 DOF na ruku.
• Oproti U9 – U9 má stejné hmatové ruce Dex3-1, ale na těle s 23 DoF (pas 1 DoF, bez zápěstí). U4 je lepší volba pro úkoly, kdy robot potřebuje předklon a natočení zápěstí.
• Oproti U2 – U2 je bez rukou; U4 je kompletní manipulační platforma s hmatem.

Mechanika a pohyb

• Pás 3 DOF – robot se umí předklonit a uklonit, čímž zvětší pracovní prostor rukou u stolu či regálu.
• Zápěstí 2 DoF – natočení ruky k objektu bez pohybu celého ramene.
• Noha 6 DoF, koleno 120 Nm – chůze, běh, schody a stabilní postoj při manipulaci.
• Rozsahy kloubů – bedro pitch ±154°, roll −30° až +170°, koleno 0° až 165°, pás ±155°.
• Baterie 9 000 mAh – cca 2 h provozu, výměna bez nářadí.

Software a programování

Na G1 EDU U4 se programuje stejně jako na ostatních verzích EDU – přes unitree_sdk2 (C++, Python) nebo ROS 2 (unitree_ros2). K dispozici je high-level rozhraní i low-level přístup k motorům, takže tým může testovat vlastní ovladače chůze, politiky trénované v simulaci (reinforcement learning) i manipulační úkoly.

Výpočetně náročné úkoly – detekci objektů, odhad polohy, VLA a imitation-learning politiky – zpracuje modul Jetson Orin NX 16 GB se 100 TOPS. Ke sběru demonstrací slouží teleoperační nástroj xr_teleoperate s podporou XR headsetů a režimem nahrávání dat.

Pro koho je

• Výzkumné laboratoře haptiky a manipulace.
• AI týmy trénující multimodální (VLA) modely s hmatovým vstupem.
• Univerzity s pokročilými kurzy robotiky a doktorskými projekty.
• Průmyslový výzkum – ověřování manipulace s citlivými díly.

Porovnání konfigurací G1 EDU U1–U10

Společné pro všechny verze G1 EDU U1-U10: výška 1 320 mm, 8jádrový CPU + výpočetní modul NVIDIA Jetson Orin NX 16 GB (100 TOPS), hloubková kamera Intel RealSense D435i, 3D LiDAR Livox MID-360, točivý moment kg, baterie 9 000 mAh s výdrží cca 2 h. DoF = stupně volnosti; při rukou uvádíme aktivní (poháněné) stupně volnosti.

Technické parametry

Často kladené dotazy

Kolik hmatových senzorů má G1 EDU U4?

Každá ruka Dex3-1 ve verzi U4 má 33 hmatových senzorů, celkem tedy 66 na obou rukou.

Jaký je rozdíl mezi G1 EDU U4 a U3?

U4 má v rukou Dex3-1 hmatové senzory, U3 ne. Tělo s 29 DoF, celkových 43 DoF, výpočetní modul i senzory hlavy jsou stejné.

Je lepší G1 EDU U4 nebo U6?

Závisí na úkolu: U4 má tříprsté ruce Dex3-1 se 7 DoF a 33 hmatovými senzory, U6 pětiprsté ruce Inspire se 6 DoF a 17 senzory. Pro úchop lidských nástrojů je bližší U6, pro hustší hmatová data U4.

Dají se hmatová data z G1 EDU U4 nahrávat pro imitation learning?

Ano. Hmatové hodnoty jsou dostupné přes SDK a lze je ukládat spolu s obrazem a polohami kloubů; teleoperační nástroj xr_teleoperate ruce Dex3-1 podporuje.

Podporuje G1 EDU U4 ROS 2?

Ano, přes balíček unitree_ros2; k dispozici je také unitree_sdk2 pro C++ a Python.

Kolik vydrží G1 EDU U4 na baterii?

Přibližně 2 hodiny na jednu baterii 9 000 mAh, kterou lze rychle vyměnit.