Isento Robotics | Humanoidní roboti z 3D tisku? Tento německý projekt „pib“ to umožňuje každému – a je to cenově dostupné

### Další revoluce v STEM? Jak 3D tištění roboti již transformují výuku ve třídách ### Váš další pomocník v domácnosti vychází z tiskárny: Vize humanoidního robota pro každého se stává skutečností ### Už nejsou potřeba žádné dražší technologie: Jak open source způsobuje revoluci ve světě humanoidních robotů ###

Od souboru k hotovému robotovi: Pohled na projekt, který by mohl navždy změnit robotiku

Myšlenka osobního humanoidního robota, který pomáhá lidem v jejich domovech, se dlouho zdála být spíše výsadou sci-fi – vizí budoucnosti, v níž dominují prototypy globálních korporací za miliony dolarů. Tato éra exkluzivních špičkových technologií však nyní prochází zásadní revolucí, poháněnou myšlenkou jednoduchou a zároveň geniální. Německá společnost s názvem Isento Robotics boří tyto bariéry svým projektem „pib“ (tisknutelný inteligentní robot) a usiluje o radikálně novou vizi: vysoce pokročilého humanoidního robota, jehož plány jsou volně dostupné všem a jehož součásti lze z velké části vyrobit pomocí standardní 3D tiskárny.

Tento přístup s otevřeným zdrojovým kódem nejen demokratizuje přístup k pokročilé robotice, ale také snižuje náklady z desítek tisíc eur na jejich zlomek, čímž uvolňuje inovativní sílu globální komunity vývojářů, studentů a nadšenců. Pib je víc než jen stroj; symbolizuje změnu paradigmatu, která ukazuje, jak konvergence 3D tisku, kolaborativního vývoje softwaru a cenově dostupného hardwaru nově definuje osobní robotiku. Následující text komplexně zkoumá, jak tato technologická synergie funguje – od inovativních cykloidních převodů přes transformativní využití ve školách až po hmatatelnou vizi inteligentního asistenta v každé domácnosti.

Humanoidní roboti z 3D tiskárny: Revoluce v osobní robotice

Svět robotiky prochází pozoruhodnou transformací díky kombinaci technologie 3D tisku a vývoje humanoidních robotů. S projektem „pib“ (tisknutelný inteligentní robot) se inovativní společnost Isento Robotics stala průkopníkem nového přístupu, díky kterému jsou humanoidní roboti cenově dostupní a přístupní. Tento vývoj představuje zásadní zlom v našem pohledu na robotiku a na to, jak můžeme tuto technologii integrovat do našeho každodenního života.

Průlom v přístupné robotice

Tradiční vývoj robotiky se vyznačoval vysokými náklady, složitými výrobními procesy a omezenou dostupností. Humanoidní roboti od velkých společností, jako je Boston Dynamics nebo Tesla, často stojí desítky tisíc eur, což je pro průměrného spotřebitele nebo menší vzdělávací instituce činí nedostupnými. Německá společnost Isento se sídlem v Norimberku si tento problém uvědomila a vyvinula revoluční řešení: plně 3D tisknutelného humanoidního robota, kterého lze vyrobit za zlomek tradičních nákladů.

Koncept robota pib je založen na filozofii open-source, která umožňuje komukoli stáhnout si plány, postavit robota pomocí komerčně dostupné 3D tiskárny a přizpůsobit si ho podle vlastních specifikací. Tato demokratizace robotiky představuje paradigmatický posun, který nejen snižuje náklady, ale také podporuje inovace prostřednictvím globální komunity.

Technické inovace a design

Robot pib ztělesňuje působivou syntézu pokročilé technologie a přístupného designu. S výškou přibližně 80 centimetrů je optimálně dimenzován pro použití v různých prostředích a jeho modulární konstrukce umožňuje snadnou údržbu a přizpůsobení. Nejnovější verze robota byla neustále vyvíjena a nyní obsahuje zesílené motory v ramenech, které umožňují přesnější pohyby a zvedání těžších předmětů.

Technické vybavení zahrnuje výkonný Raspberry Pi 5 v srdci systému, který je zodpovědný za řízení a zpracování dat ze senzorů. Ovládací software založený na prohlížeči byl kompletně přepracován a nyní podporuje komunikaci v přirozeném jazyce, ukládání pozic a intuitivní grafické programování. Tato vylepšení zpřístupňují pib nejen expertům, ale i začátečníkům.

Zvláště pozoruhodný je vývoj digitálního dvojčete, které lze využít pro simulace a strojové učení. Tato inovace umožňuje vývojářům testovat a optimalizovat algoritmy před jejich implementací na fyzickém robotu, což výrazně zkracuje dobu vývoje a zvyšuje bezpečnost.

Síla technologie 3D tisku v robotice

Aplikace technologie 3D tisku v robotice otevírá zcela nové možnosti designu a funkčnosti. Na rozdíl od konvenčních výrobních procesů umožňuje 3D tisk výrobu složitých geometrií, kterých by tradičními metodami nebylo možné dosáhnout. To je obzvláště důležité pro klouby a pohyblivé části robotů, které vyžadují přesné tolerance a specifické mechanické vlastnosti.

Volba materiálu hraje klíčovou roli. PLA (kyselina polymléčná) se etablovala jako preferovaný materiál pro prototypy a méně namáhané díly, protože se snadno tiskne a pochází z obnovitelných zdrojů. Pro konstrukčně důležité součásti se používá ABS (akrylonitril-butadien-styren), který nabízí větší pevnost a tepelnou odolnost. PETG představuje vynikající alternativu, která kombinuje výhody obou materiálů a zároveň je chemicky odolná.

Náklady na materiály pro 3D tisk jsou ve srovnání s tradičními výrobními procesy výrazně nižší. Jeden kilogram vysoce kvalitního filamentu stojí 20 až 40 eur, což umožňuje vyrobit kompletního robota za zlomek nákladů průmyslové výroby.

Revoluční technologie přenosu

Zvláštní důraz je kladen na vývoj speciálních cykloidních ozubených kol, která tvoří srdce mechaniky pohybu. Tato ozubená kola se vyznačují mimořádně vysokým točivým momentem a kompaktní konstrukcí a byla speciálně optimalizována pro požadavky 3D tisku. Celkem 22 těchto přesně vyrobených ozubených kol umožňuje robotu provádět složité pohyby a zároveň zajišťuje rychlost i přesnost.

Vývoj těchto ozubených kol byl jednou z největších technických výzev projektu, protože musela splňovat mechanické požadavky a zároveň být nákladově efektivní při výrobě pomocí 3D tisku. Výsledkem je inovativní design, který zpochybňuje tradiční výrobní metody a nastavuje nové standardy pro vývoj robotiky.

Komunita s otevřeným zdrojovým kódem a kolaborativní vývoj

Síla projektu pib nespočívá jen v jeho technické inovaci, ale také v dynamickém ekosystému, který se kolem robota vyvinul. Filozofie open-source umožňuje globální komunitě vývojářů, výzkumníků a nadšenců neustále přispívat ke zlepšování a rozšiřování systému. Veškeré šablony pro 3D tisk, montážní návody, programový kód a komplexní znalostní báze jsou k dispozici zdarma.

Tento společný přístup již vedl k pozoruhodným inovacím. Komunita například vedla k Dockerizaci softwarového ekosystému, která výrazně zjednodušuje instalaci na různých platformách. Taková vylepšení se často objevují během hackathonů a dalších komunitních akcí, kde vývojáři společně pracují na nových funkcích a optimalizacích.

Používání cloudových CAD nástrojů, jako je Onshape, umožňuje zainteresovaným vývojářům přímo spolupracovat na návrhových souborech a přispívat vlastními návrhy na vylepšení. Tento transparentní a otevřený model vývoje podporuje inovace a zajišťuje, že nejlepší nápady lze rychle implementovat.

Vzdělávací revoluce prostřednictvím praktické robotiky

Integrace pib do vzdělávacích institucí představuje jednu z jeho nejslibnějších aplikací. Více než 35 škol a vzdělávacích institucí již používá robota ve svých učebnách k vytvoření praktického vzdělávacího prostředí a seznámení studentů se složitými tématy, jako je CAD, umělá inteligence, robotika, fyzika, bionika a programování napříč obory.

Program pib@school nabízí učitelům komplexní podporu a materiály pro úspěšnou integraci robota do jejich výuky. Tato iniciativa řeší naléhavou potřebu praktického vzdělávání v oblasti STEM a pomáhá inspirovat zájem studentů o technické profese již v raném věku. Možnost postavit, naprogramovat a ovládat skutečného robota vytváří emocionální spojení s technologií, kterého tradiční metody výuky nedokážou dosáhnout.

Využívání robotů ve vzdělávání nejen podporuje technické znalosti, ale také důležité měkké dovednosti, jako je řešení problémů, týmová práce a kreativní myšlení. Studenti se učí rozdělovat složité úkoly na menší, řešitelné části a systematicky pracovat na problémech.

Nový rozměr digitální transformace s „řízenou AI“ (umělou inteligencí) – platforma a řešení B2B | Xpert Consulting - Obrázek: Xpert.Digital

Zde se dozvíte, jak může vaše společnost rychle, bezpečně a bez vysokých vstupních bariér implementovat řešení umělé inteligence na míru.

Spravovaná platforma umělé inteligence (AI) je vaším komplexním a bezstarostným balíčkem pro umělou inteligenci. Místo řešení složitých technologií, drahé infrastruktury a zdlouhavých vývojových procesů získáte od specializovaného partnera řešení na klíč šité na míru vašim potřebám – často během několika dnů.

Klíčové výhody na první pohled:

⚡ Rychlá implementace: Od nápadu k provozní aplikaci během dnů, nikoli měsíců. Dodáváme praktická řešení, která vytvářejí okamžitou hodnotu.

🔒 Maximální zabezpečení dat: Vaše citlivá data zůstávají u vás. Garantujeme bezpečné a kompatibilní zpracování bez sdílení dat s třetími stranami.

💸 Žádné finanční riziko: Platíte pouze za výsledky. Vysoké počáteční investice do hardwaru, softwaru nebo personálu jsou zcela eliminovány.

🎯 Zaměřte se na své hlavní podnikání: Soustřeďte se na to, co děláte nejlépe. My se postaráme o kompletní technickou implementaci, provoz a údržbu vašeho řešení s umělou inteligencí.

📈 Připraveno na budoucnost a škálovatelné: Vaše umělá inteligence roste s vámi. Zajišťujeme průběžnou optimalizaci a škálovatelnost a flexibilně přizpůsobujeme modely novým požadavkům.

Více o tom zde:

• Řešení spravované umělé inteligence – Průmyslové služby umělé inteligence: Klíč ke konkurenceschopnosti v odvětví služeb, průmyslu a strojírenství

Náklady a ziskovost

Struktura nákladů robota pib představuje radikální odklon od tradičních cenových modelů v robotickém průmyslu. Zatímco komerční humanoidní roboti často stojí mezi 50 000 a 100 000 eury, robota pib lze postavit za zlomek této částky. Náklady na materiál pro 3D tisk se pohybují v řádu několika stovek eur, zatímco potřebné elektronické součástky jsou standardizované díly dostupné v každém prodejci elektroniky.

Toto drastické snížení nákladů je možné díky několika faktorům. 3D tisk eliminuje potřebu drahých forem a nástrojů potřebných v tradiční výrobě. Použití softwaru s otevřeným zdrojovým kódem výrazně snižuje náklady na licence. Modulární konstrukce umožňuje nákladově efektivní výměnu vadných dílů, namísto nutnosti výměny celého robota.

Ve srovnání s jinými nízkonákladovými robotickými řešeními nabízí pib výjimečný poměr ceny a kvality. Zatímco Berkeley Humanoid Lite od UC Berkeley stojí přibližně 5 000 dolarů, náklady na materiál u pibu lze udržet výrazně nižší, protože mnoho komponentů lze vyrobit pomocí 3D tisku.

Materiálová věda a tiskařská technologie

Úspěšná implementace 3D tištěného robota vyžaduje hluboké pochopení vlastností materiálů a jejich optimalizaci pro specifické aplikace. PLA je ideální pro vývoj prototypů a méně namáhaných součástí díky snadnému zpracování a biologické odbouratelnosti.

n Odbouratelnost. Teplota tisku se pohybuje mezi 190 a 220 stupni Celsia, takže je vhodný pro většinu stolních 3D tiskáren.

ABS je preferován pro konstrukčně důležité součásti díky své vynikající pevnosti a tepelné odolnosti až do 100 stupňů Celsia. Kombinace akrylonitrilu, butadienu a styrenu dává materiálu vynikající rovnováhu mezi pevností, houževnatostí a zpracovatelností. Možnost následné úpravy acetonovými parami umožňuje hladký povrch, který je esteticky příjemný i funkční.

PETG představuje inovativní alternativu, která kombinuje výhody PLA a ABS. Nabízí vysokou transparentnost, chemickou odolnost a je bezpečný pro potraviny, což může být výhodné pro určité aplikace. Jeho nižší teplota tisku ve srovnání s ABS usnadňuje jeho zpracování a jeho mechanické vlastnosti jsou dostatečné pro většinu robotických aplikací.

Výzvy a řešení

Vývoj a výroba robotů tištěných 3D tiskárnou není bez problémů. Jednou z největších obtíží je udržení konzistence kvality mezi různými tiskovými sériemi. Rozdíly v teplotě, vlhkosti a rychlosti tisku mohou vést k různým mechanickým vlastnostem, což může ovlivnit spolehlivost.

Rychlost aditivní výroby je dalším kritickým faktorem. Zatímco 3D tisk je ideální pro prototypy a malosériovou výrobu, výroba větších množství může být časově náročná. Pokroky v technologii tisku, jako jsou paralelní tiskové hlavy a optimalizované tiskové strategie, se snaží toto omezení překonat.

Následné zpracování 3D tištěných dílů často vyžaduje manuální práci, což zvyšuje náklady a čas. Automatizace těchto procesů pomocí robotiky a inteligentních systémů pro manipulaci s materiálem je aktivní oblastí výzkumu s potenciálem výrazně zvýšit efektivitu.

Mezinárodní vývoj a konkurence

Zájem o levné humanoidní roboty se neomezuje pouze na Německo. Kalifornská univerzita v Berkeley zvolila podobný přístup s projektem Berkeley Humanoid Lite a vyvinula 80 centimetrů vysokého a 16 kilogramů vážícího robota, který je z velké části vytištěn pomocí 3D tiskárny. Náklady na materiál se pohybují přibližně 5 000 dolarů a systém je založen výhradně na technologii s otevřeným zdrojovým kódem.

V Číně je společnost Unitree Robotics hnací silou vývoje nízkonákladových humanoidních robotů. Unitree G1, jehož cena se pohybuje kolem 16 000 dolarů, dokazuje, že i komerční dodavatelé si uvědomili trend směrem k dostupnějším řešením. Tento vývoj zvyšuje konkurenci a podporuje inovace v celém odvětví.

Německý průmysl se také aktivně zapojil. Společnost igus představila Iggyho Roba, humanoidního robota speciálně navrženého pro průmyslové aplikace, jehož cena je 47 999 eur. Tento vývoj ukazuje, že trh s levnými humanoidními roboty rychle dozrává.

Budoucí vyhlídky pro domácí aplikace

Vize společnosti Isento Robotics jde daleko za současný stav domácích prací. Do tří let by měla být k dispozici hotová verze robota schopného autonomního provádění domácích úkolů. Tento vývoj by představoval významný krok k automatizaci každodenního života.

Integrace umělé inteligence v tom bude hrát klíčovou roli. Moderní domácí roboti musí být schopni porozumět svému prostředí, činit rozhodnutí a přizpůsobovat se měnícím se podmínkám. Vývoj systémů strojového učení a integrace senzorové technologie budou pro úspěch těchto aplikací klíčové.

Odborníci předpovídají, že humanoidní roboti se v nadcházejících letech budou v domácnostech stále častěji používat. Mohou pomáhat s vařením, úklidem nádobí nebo dokonce poskytovat společnost. Jejich lidská podoba jim umožňuje lépe se integrovat do prostředí určeného pro lidi než konvenční roboti na kolech nebo kolejích.

Průmyslové aplikace a tržní potenciál

Souběžně s vývojem pro domácí aplikace se otevírají slibné příležitosti i v průmyslu. Humanoidní roboti dokáží automatizovat až 40 procent dříve ručně prováděných úkolů, s využitím zejména v montáži, logistice a údržbě. Flexibilita humanoidních systémů je činí ideálními pro prostředí původně navržená pro lidské pracovníky.

Doba návratnosti investice do průmyslových humanoidních robotů se odhaduje na méně než jeden rok, což z nich činí atraktivní investici pro firmy. Tato krátká doba návratnosti je dána možností používat roboty nepřetržitě a zároveň eliminovat lidské chyby.

Trendy v cenách vykazují pozitivní trend. Zatímco první modely připravené k uvedení na trh budou v roce 2025 stát přibližně 80 000 dolarů, odborníci předpovídají pokles na přibližně 55 000 dolarů do roku 2030. Toto snížení nákladů bude umožněno rostoucí konkurencí, zvýšením technologické efektivity a úsporami z rozsahu v sériové výrobě.

Sociální dopady a etické aspekty

Demokratizace robotiky prostřednictvím 3D tisku a vývoje s otevřeným zdrojovým kódem má dalekosáhlé společenské důsledky. Schopnost zpřístupnit pokročilé technologie a zajistit jejich cenovou dostupnost může pomoci zmenšit digitální propast a podpořit inovace v regionech, které tradičně měly menší přístup k pokročilým technologiím.

Zároveň vyvstávají nové otázky týkající se bezpečnosti, ochrany dat a dopadu na trh práce. Standardizace a certifikace robotů s otevřeným zdrojovým kódem bude představovat velkou výzvu pro zajištění bezpečnosti i kvality.

Obzvláště důležité jsou vzdělávací aspekty. Přístup k cenově dostupným robotickým technologiím umožňuje vzdělávacím institucím po celém světě lépe připravit své studenty na stále automatizovanější budoucnost. To je obzvláště důležité v rozvojových zemích, kde tradiční a drahá robotická řešení nejsou dostupná.

Open-source inovace: Jak 3D tisk a umělá inteligence demokratizují robotiku

Kombinace 3D tisku, open-source softwaru, umělé inteligence a humanoidní robotiky představuje významnou technologickou konvergenci s potenciálem transformovat řadu odvětví. Vývoj ve společnosti Isento Robotics a podobných projektech ukazuje, že hranice mezi profesionální a osobní robotikou se stále více stírají.

Příštích několik let bude klíčových pro rozvoj těchto technologií. Zlepšení rychlosti 3D tisku, kvality materiálů a automatizovaného následného zpracování zvýší škálovatelnost. Pokroky v umělé inteligenci umožní vývoj autonomnějších a schopnějších robotů. Standardizace open-source platforem zlepší interoperabilitu a urychlí vývoj.

Vize budoucnosti, v níž bude mít každá domácnost přístup k personalizovanému, inteligentnímu humanoidnímu robotovi, se díky projektům, jako je pib, stává realitou. Tento vývoj nejenže promění náš každodenní život, ale také vytvoří nové formy interakce člověk-stroj a potenciálně zásadně ovlivní naše chápání technologií a společnosti.

Úspěšný příběh pib a podobných projektů ukazuje, že inovace se neobjevují pouze ve velkých korporacích, ale mohou vzniknout prostřednictvím otevřené spolupráce, kreativního řešení problémů a odvahy zpochybňovat zavedená paradigmata. V době, kdy se technologie stává stále více centralizovanou a proprietární, nabízejí open-source robotické projekty alternativní cestu, která klade důraz na transparentnost, dostupnost a kolektivní inovace.

Nezávislé platformy umělé inteligence jako strategická alternativa pro evropské společnosti - Obrázek: Xpert.Digital

Ki-Gamechanger: Nejflexibilnější řešení platformy AI na platformě AI, která snižují náklady, zlepšují jejich rozhodnutí a zvyšují efektivitu

Nezávislá platforma AI: Integruje všechny relevantní zdroje dat společnosti

• Rychlá integrace AI: Řešení AI na míru na míru na míru nebo dny místo měsíců
• Flexibilní infrastruktura: cloudové nebo hostování ve vašem vlastním datovém centru (Německo, Evropa, svobodný výběr umístění)

• Nejvyšší zabezpečení dat: Používání v právnických firmách je bezpečný důkaz
• Používejte napříč širokou škálou zdrojů firemních dat
• Výběr vašich vlastních nebo různých modelů AI (DE, EU, USA, CN)

Více o tom zde:

• Nezávislé platformy umělé inteligence vs. hyperscalery: Které řešení je pro vás to pravé?

☑️ Podpora MSP ve strategii, poradenství, plánování a implementaci

☑ Vytváření nebo přepracování strategie AI

☑️ Pioneer Business Development

Konrad Wolfenstein

Rád posloužím jako váš osobní poradce.

Můžete mě kontaktovat vyplněním kontaktního formuláře níže nebo mi jednoduše zavolejte na číslo +49 89 89 674 804 (Mnichov) .

Těším se na náš společný projekt.

Xpert.Digital je centrum pro průmysl se zaměřením na digitalizaci, strojírenství, logistiku/intralogistiku a fotovoltaiku.

S naším 360° řešením pro rozvoj podnikání podporujeme známé společnosti od nových obchodů až po poprodejní služby.

Market intelligence, smarketing, automatizace marketingu, vývoj obsahu, PR, e-mailové kampaně, personalizovaná sociální média a péče o potenciální zákazníky jsou součástí našich digitálních nástrojů.

Více se dozvíte na: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus