Robot humanoide de diseño modular HMND 01 de la startup británica HUMANOID (SKL Robotics LTD)

Robótica humanoide en la automatización industrial: un análisis exhaustivo del HMND 01 y su impacto social

La introducción del robot humanoide HMND 01 por parte de la startup británica Humanoid marca un avance significativo en la tecnología de automatización. Este robot modular, altamente sofisticado, está diseñado específicamente para aplicaciones industriales y ofrece una combinación de inteligencia artificial, control de movimiento avanzado y módulos de hardware flexibles. Su objetivo es abordar la creciente escasez de mano de obra, a la vez que promueve entornos de trabajo centrados en el ser humano.

Con una altura de 175 cm, una capacidad de carga de 15 kg y una velocidad de 1,5 m/s, el HMND 01 es apto para usos productivos en diversos sectores, como la logística, la fabricación y el comercio minorista. La empresa ya está planeando pruebas de prototipos en 2025 y proyectos piloto para el sector minorista.

Este artículo destaca las innovaciones técnicas del HMND 01, sus capacidades operativas y el posible impacto social y económico de la robótica humanoide. Con un volumen de mercado proyectado de 6.500 millones de dólares estadounidenses para 2030, estos sistemas cobran cada vez mayor importancia.

Arquitectura tecnológica y rendimiento

Diseño biomecánico y movilidad

Las dimensiones del HMND 01 se basan en la anatomía humana, lo que permite su integración en entornos de trabajo existentes sin grandes modificaciones de infraestructura. Con 41 grados de libertad en sus articulaciones, el robot alcanza un alto grado de movilidad, lo que le permite realizar tareas de manipulación complejas.

Su cubierta textil no solo tiene una función estética, sino que también protege contra el polvo y la suciedad, mientras que el sistema de accionamiento modular combina motores eléctricos en las patas y mecanismos de agarre neumáticos en las manos. Esto permite al robot realizar tareas de levantamiento que requieren tanto motricidad gruesa como fina.

Otra característica destacada es el sistema de doble batería con una autonomía de cuatro horas. Gracias al mecanismo de intercambio en caliente, las baterías pueden cambiarse mientras el robot está en funcionamiento, lo que le permite operar con mínimas interrupciones, incluso en turnos de trabajo.

habilidades de locomoción y manipulación

El HMND 01 utiliza un algoritmo especial de control de cuerpo completo que permite estabilidad dinámica en superficies irregulares. Gracias a sensores inerciales y cámaras de profundidad, se adapta a las diferentes condiciones del terreno en tiempo real. Su velocidad de 1,5 m/s es comparable a la de un humano promedio; sin embargo, el robot puede mantener velocidades constantes incluso bajo carga, lo que lo hace especialmente valioso para tareas de manipulación de materiales.

El sistema modular de efectores finales permite un cambio rápido entre diferentes herramientas. Actualmente se conocen tres configuraciones de mano:

• Un manipulador de cinco partes para trabajos precisos,
• Una pinza paralela de dos dedos para agarrar y mover cajas,
• Un dispositivo de succión magnética para manipular objetos metálicos.

Las pruebas de rendimiento han demostrado que el robot puede realizar tareas de recogida y colocación con una eficiencia de hasta 400 ciclos por hora, manteniendo una notable precisión posicional de ±0,1 mm durante varias horas.

Diseño modular y adaptabilidad

Configurabilidad del hardware

La arquitectura del HMND 01 se basa en una estructura modular de tres partes:

• Cuerpo inferior: Disponible opcionalmente en versiones bípedas o guiadas por rodillos para adaptarse a diferentes entornos operativos,
•  Torso: Contiene la distribución central de energía y la capacidad de computación,
• Parte superior del cuerpo: Ajustable con varios sistemas de manipulación.

Esta segmentación permite a las empresas optimizar el robot según la aplicación. Por ejemplo, las variantes más rentables, guiadas por rodillos, se pueden utilizar para entornos estructurados como almacenes, mientras que la versión bípeda está pensada para áreas de trabajo más exigentes.

Flexibilidad del software

El paquete de software basado en ROS-2 permite una fácil adaptación a diferentes tareas. Los operadores pueden programar el robot con nuevos flujos de trabajo mediante una interfaz gráfica de usuario. Las pruebas han demostrado que esto reduce el tiempo de implementación hasta en un 60 % en comparación con los robots industriales convencionales.

En un proyecto piloto con una cadena de panaderías, el HMND 01 se reprogramó en un solo día, pasando de tareas de paletizado a tareas de limpieza. Esto fue posible gracias a la sustitución de las pinzas por boquillas de pulverización y al cambio de los modelos de IA, que pasaron del reconocimiento de objetos a la detección de contaminación.

Inteligencia artificial y tecnología de sensores

Sistemas perceptivos

El HMND 01 combina varias tecnologías de sensores:

• Cámaras RGB-D para reconocimiento de objetos de alta resolución,
• Sensores LiDAR con un alcance de 40 m para navegación,
• Sensores táctiles con más de 1000 puntos de presión en las manos para un manejo preciso.

Estos datos del sensor se agregan a una frecuencia de 60 Hz para crear un mapa ambiental realista. Pruebas en almacenes han demostrado que el robot puede rastrear hasta 300 artículos de inventario simultáneamente mientras se mueve con seguridad entre empleados humanos.

Toma de decisiones autónoma

El algoritmo de planificación integrado descompone tareas complejas en pasos ejecutables y se adapta a las condiciones cambiantes. En una simulación de venta minorista, el HMND 01 logró evitar de forma autónoma el 83 % de los obstáculos inesperados (p. ej., mercancía caída o pasillos bloqueados). Sin embargo, el sistema aún requiere intervención humana en aproximadamente el 17 % de los casos, especialmente en problemas no estructurados.

Impactos económicos y sociales

Mejora de la eficiencia en la industria

Las pruebas iniciales en el sector logístico muestran resultados prometedores. El uso del HMND 01 en centros de clasificación ha incrementado la eficiencia en un 24 %, especialmente mediante el funcionamiento continuo durante los turnos nocturnos. Esto ofrece a las empresas la oportunidad de aumentar su productividad sin depender de mano de obra adicional.

Progreso modular: El HMND 01 lleva la innovación a la industria

Si bien los robots humanoides como el HMND 01 ofrecen numerosas ventajas, también presentan desafíos sociales. La introducción de estos sistemas podría generar una transformación laboral, especialmente en tareas manuales sencillas. Al mismo tiempo, se abren nuevas oportunidades profesionales en el mantenimiento y la programación de estos robots.

Otro aspecto importante es la aceptación de los empleados. Los estudios demuestran que los empleados a menudo perciben a los robots humanoides como competencia. Por lo tanto, la comunicación transparente y los programas de capacitación son esenciales para garantizar una integración exitosa.

Humanoid planea introducir una versión con ruedas para 2025, que será más rentable y se adaptará mejor a entornos estructurados. Simultáneamente, se seguirá desarrollando la versión bípeda para lograr una mayor movilidad y autonomía.

El HMND 01 representa un avance significativo en la automatización industrial. Su arquitectura modular, percepción basada en IA y opciones flexibles de personalización lo convierten en una solución prometedora para empresas que buscan aumentar la eficiencia colaborando con trabajadores humanos.

Adecuado para:

• Comparación de robots humanoides: Tesla Optimus, Boston Dynamics Atlas, Agility Robotics Digit y Unitree G1
• XPENG y Figure AI: El desarrollo de modelos de IA personalizados para robots humanoides y sus ventajas

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Resolver la escasez de mano de obra: cómo el HMND 01 transforma los empleos

En el dinámico mundo de la robótica, la startup londinense HUMANOID (SKL Robotics LTD) ha dado un paso adelante notable con la presentación de su robot humanoide, HMND 01. Este robot no es una simple innovación en automatización; representa una reestructuración estratégica hacia sistemas robóticos humanoides más flexibles, diseñados específicamente para afrontar los retos de la industria moderna. Con una impresionante altura de 175 cm y una considerable capacidad de carga de 15 kg, el HMND 01 encarna los últimos avances en robótica humanoide y busca abordar la creciente escasez de mano de obra en diversos sectores, integrándose a la perfección en entornos de trabajo centrados en el ser humano.

Lo que realmente distingue al HMND 01 es su arquitectura modular. Este enfoque permite una adaptabilidad y versatilidad inigualables. Combinado con un control de movimiento avanzado, que permite una velocidad de marcha de 1,5 m/s, y sistemas de manipulación basados ​​en IA, el HMND 01 se posiciona como una solución que va mucho más allá de los robots industriales tradicionales. HUMANOID se basa en módulos de hardware intercambiables y carcasas personalizables para adaptar el robot a una amplia gama de aplicaciones en logística, fabricación y comercio minorista. Con planes para prototipos alfa en 2025 y programas piloto iniciales en el sector minorista, el potencial transformador de esta tecnología ya es evidente.

Aquí analizamos las innovaciones tecnológicas, las capacidades operativas y el profundo impacto socioeconómico del HMND 01. Nos adentramos en un mundo donde los robots humanoides ya no son ciencia ficción, sino un componente realista y cada vez más importante de la economía global. Se proyecta que el mercado de robots humanoides alcance los 6.500 millones de dólares para 2030, lo que destaca la inmensa importancia y el potencial de crecimiento de este campo. El HMND 01 ejemplifica la próxima generación de robots, que buscan ser no solo más eficientes, sino también más flexibles y más amigables con los humanos.

Arquitectura técnica y características de rendimiento: Una mirada bajo la "piel" del HMND 01

Para comprender plenamente las capacidades del HMND 01, es fundamental analizar en detalle su arquitectura técnica y sus características de rendimiento. El diseño del robot se inspira en principios biomecánicos y se asemeja mucho a la anatomía humana. Sus dimensiones antropomórficas (175 cm de altura y 70 kg de peso) no son accidentales. Permiten al HMND 01 operar en entornos de trabajo diseñados para humanos sin necesidad de costosas y laboriosas modificaciones de infraestructura. Puede atravesar puertas estándar, subir escaleras convencionales y operar en entornos de trabajo optimizados para trabajadores humanos.

Un aspecto clave del HMND 01 son sus impresionantes 41 grados de libertad (los grados de libertad describen el rango de movimiento de un robot en sus diversas articulaciones). Este elevado número permite manipulaciones complejas y diversas del torso que se asemejan a la destreza y flexibilidad de un brazo y una mano humanos. Esto es crucial para tareas que requieren motricidad fina, precisión y adaptabilidad, como las que se encuentran en muchos procesos industriales. Además, los efectores finales del robot (las herramientas o "manos" en los extremos de sus brazos) se pueden configurar de forma independiente. Esto significa que las empresas pueden integrar herramientas y sistemas de agarre específicos, adaptados con precisión a sus aplicaciones particulares. Ya sea para el agarre preciso de componentes electrónicos delicados, la elevación y colocación segura de cajas pesadas o la manipulación de herramientas durante el montaje, el HMND 01 se adapta a una amplia variedad de tareas.

Otra característica innovadora del HMND 01 son sus cubiertas textiles personalizables. Estas no solo se utilizan por razones estéticas o para proteger los componentes internos del polvo y pequeños impactos, sino que también ofrecen la posibilidad de diferenciación visual y personalización. Bajo estas cubiertas se esconde un sofisticado sistema de accionamiento híbrido. Para el movimiento de las piernas, HUMANOID utiliza potentes motores eléctricos que permiten una locomoción dinámica y eficiente. En contraste, en las manos se utilizan pinzas neumáticas de precisión. La neumática, es decir, el uso de aire comprimido, ofrece la ventaja de un control rápido y preciso de la fuerza de agarre, lo cual es especialmente importante al manipular objetos delicados o con formas irregulares. Esta combinación de motores eléctricos para el movimiento y neumática para la manipulación representa un equilibrio inteligente entre potencia, velocidad y precisión.

Las pruebas cinemáticas que analizaron las capacidades de movimiento del robot revelaron un alcance horizontal máximo de 85 cm desde el centro de su torso. Este alcance se eligió intencionalmente para permitir que el robot acceda fácilmente a estanterías de almacén y líneas de producción estandarizadas. En entornos de almacén, puede recuperar o almacenar mercancías de las estanterías, mientras que en las líneas de producción, puede mover piezas de trabajo o materiales entre diferentes estaciones. El HMND 01 se alimenta mediante un sistema de doble batería. Este sistema permite un tiempo de funcionamiento de hasta 4 horas, suficiente para numerosas aplicaciones industriales. Una característica especialmente práctica es la capacidad de batería intercambiable en caliente. Las baterías se pueden reemplazar rápida y fácilmente a través de un compartimento trasero sin apagar el robot ni interrumpir su funcionamiento. Si bien 4 horas de funcionamiento no se ajustan a los ciclos de trabajo tradicionales de 8 horas en la industria, el sistema de intercambio en caliente permite un funcionamiento casi continuo mediante intervalos de carga programados y el uso de baterías de repuesto.

Movimiento y manipulación: dinámica y precisión en acción

La locomoción y la manipulación son capacidades fundamentales de cualquier robot humanoide. El HMND 01 se basa en tecnologías y algoritmos avanzados para sobresalir en tareas dinámicas y precisas. Un componente clave es el "Algoritmo de Control de Cuerpo Completo" desarrollado por HUMANOID. Este algoritmo permite al robot mantener la estabilidad dinámica, incluso en terrenos irregulares. Los entornos industriales a menudo no son perfectamente nivelados; puede haber baches, pequeños obstáculos o cables en el suelo. El HMND 01 es capaz de adaptarse a estas condiciones en tiempo real y mantenerse estable. Esto se apoya en unidades de medición inercial (IMU) y cámaras de profundidad. Las IMU miden la aceleración y la velocidad de rotación del robot, lo que le ayuda a determinar con precisión su posición y orientación en el espacio. Las cámaras de profundidad proporcionan información 3D detallada sobre el entorno, lo que permite al robot reconocer el suelo y los obstáculos y planificar sus movimientos en consecuencia.

La velocidad actual del HMND 01 es de 1,5 m/s. Si bien es ligeramente inferior al promedio humano de aproximadamente 1,4 m/s, sigue siendo una velocidad respetable para un robot humanoide de esta complejidad y capacidad de carga. Más importante aún, el robot puede mantener esta velocidad de forma constante, incluso con una carga de 15 kg. Esto lo hace más resistente en tareas de manipulación de materiales que los trabajadores humanos, quienes pueden cansarse y disminuir su velocidad durante cargas prolongadas. La combinación de velocidad, estabilidad y resistencia convierte al HMND 01 en un activo valioso en entornos logísticos y de fabricación.

Otro punto destacado es el sistema modular de efectores finales. Como se mencionó anteriormente, las "manos" del robot se pueden intercambiar rápida y fácilmente para adaptarse a diferentes tareas. Se informa que existen al menos tres configuraciones básicas: un manipulador de cinco dedos, especialmente adecuado para sujetar y manipular piezas pequeñas, como las que se encuentran en la fabricación de productos electrónicos o en almacenes de artículos pequeños; una pinza paralela de dos dedos, ideal para manipular cajas de cartón, cajas y otros objetos cuboides de mayor tamaño, comunes en logística y comercio minorista; y un dispositivo de succión magnética diseñado específicamente para el trabajo con chapa metálica o la manipulación de materiales ferromagnéticos planos. Esta rápida intercambiabilidad de efectores finales permite a las empresas implementar el HMND 01 con flexibilidad para una amplia gama de tareas y maximizar su productividad.

Pruebas independientes han demostrado que el HMND 01 alcanza velocidades en tareas de recogida y colocación (recoger un objeto de un lugar y colocarlo en otro) que se encuentran en el percentil 90 del rendimiento humano. Esto significa que es más rápido que el 90 % de los trabajadores humanos en pruebas comparables. En concreto, alcanza aproximadamente 400 ciclos por hora. Sin embargo, aún más impresionante es la consistencia y precisión del robot. Mantiene una precisión posicional de ±0,1 mm durante un período de 8 horas. Los trabajadores humanos a menudo no pueden alcanzar este nivel de precisión y consistencia durante períodos prolongados debido a la fatiga y las variaciones naturales en el rendimiento. Esta combinación de velocidad, precisión y consistencia convierte al HMND 01 en una opción atractiva para las empresas que buscan optimizar sus procesos de automatización y mejorar la calidad del producto.

Diseño modular y adaptabilidad: la flexibilidad como clave del éxito

El diseño modular del HMND 01 es un factor clave en su versatilidad y rentabilidad. El chasis del robot se divide en tres segmentos principales intercambiables: las extremidades inferiores, responsables de la movilidad (disponibles en versiones bípedas o guiadas por rodillos); el torso, que alberga la fuente de alimentación y los componentes informáticos; y las extremidades superiores, diseñadas para tareas de manipulación específicas. Esta arquitectura segmentada ofrece importantes ventajas.

Una de las ventajas más significativas es la reducción del coste total de propiedad (TCO). Las empresas pueden implementar versiones del HMND 01 con guía de rodillos en entornos estructurados, como plantas de producción con superficies niveladas y caminos definidos. Estas variantes con guía de rodillos son considerablemente más económicas de adquirir y operar; se estima que se pueden reducir hasta un 35 % en comparación con la versión bípeda. Al mismo tiempo, existe la opción de actualizar la versión bípeda a la movilidad completa posteriormente, si cambian los requisitos o se desarrollan nuevas aplicaciones. Esta flexibilidad protege las inversiones de las empresas y permite una implementación gradual de la robótica.

Además, HUMANOID ha establecido un modelo de colaboración que permite a desarrolladores externos crear módulos especializados para el HMND 01. Esto abre un amplio abanico de posibles aplicaciones e innovaciones. Por ejemplo, los pioneros en la industria automotriz ya están probando la integración de una llave dinamométrica especial como módulo para trabajos de ensamblaje. Estos módulos especializados permiten adaptar aún más el robot a las necesidades específicas de cada industria y empresa, ampliando significativamente su funcionalidad.

El software del HMND 01 también está diseñado para ofrecer flexibilidad y adaptabilidad. El robot se basa en la pila de software ROS 2 (Sistema Operativo de Robot 2), un marco ampliamente utilizado y consolidado en el desarrollo robótico. ROS 2 ofrece una plataforma abierta y modular que permite a los desarrolladores crear e integrar sus propios componentes de software. HUMANOID utiliza módulos de tareas en contenedores, lo que permite a los operadores configurar y personalizar flujos de trabajo mediante una interfaz gráfica de usuario. Esta interfaz gráfica facilita la programación y el funcionamiento del robot incluso para personal sin conocimientos técnicos.

Un proyecto piloto en una cadena de panaderías demuestra de forma impresionante la flexibilidad del software del HMND 01. Durante el día, el robot se utilizaba para tareas de paletización, es decir, para apilar productos en palés. Por la noche, se reprogramaba para realizar tareas de limpieza. Este cambio solo requirió el intercambio de los modelos de visión artificial (desde el reconocimiento de objetos hasta la detección de contaminación) y los efectores finales (desde las pinzas hasta las boquillas de pulverización). Esta reprogramación rápida y sencilla demuestra la versatilidad del HMND 01 y cómo las empresas pueden optimizar su inversión.

Otra característica importante es el control de movimiento adaptativo. El personal no técnico puede enseñar al robot nuevas secuencias de movimiento guiándolo físicamente y demostrándole los movimientos deseados. El robot aprende estos movimientos y puede ejecutarlos de forma autónoma. Este método, denominado "enseñanza por demostración", reduce el tiempo de implementación de nuevas tareas hasta en un 60 % en comparación con los robots industriales tradicionales. Hace que la robótica sea más accesible y fácil de usar, incluso para empresas sin expertos en robótica especializados.

Integración de IA y sistemas de sensores: Percepción y toma de decisiones en tiempo real

La integración de inteligencia artificial (IA) y sistemas de sensores avanzados es otra piedra angular del HMND 01. Estas tecnologías permiten al robot percibir y comprender su entorno y tomar decisiones inteligentes para realizar tareas de forma autónoma y eficiente.

La arquitectura de percepción del HMND 01 se basa en la fusión de múltiples sensores. Diversos tipos de sensores trabajan en conjunto para crear una imagen completa y detallada del entorno. Las cámaras RGB-D proporcionan imágenes en color e información de profundidad, el LiDAR (Detección y Alcance por Luz) permite la medición precisa de distancias y el mapeo 3D del entorno, y los sensores táctiles en las manos del robot permiten la detección táctil de objetos y la medición de fuerzas de presión. Los datos de estos sensores se fusionan en tiempo real en una representación espacial unificada, actualizada a una frecuencia de 60 Hz. Esta rápida tasa de actualización es crucial para entornos dinámicos y la capacidad de reacción del robot.

En entornos de almacén, esta fusión multisensor ha demostrado ser especialmente eficaz. El HMND 01 es capaz de rastrear simultáneamente más de 300 artículos de inventario y moverse sin colisiones entre trabajadores. Su software de reconocimiento de objetos, entrenado con amplios conjuntos de datos sintéticos de objetos industriales, alcanza una impresionante precisión de reconocimiento del 98,7 % en tareas de recogida y colocación. Esto supera la precisión de reconocimiento promedio de trabajadores humanos en estudios controlados (95,4 %). El reconocimiento de objetos basado en IA permite al robot identificar, localizar y agarrar objetos con fiabilidad, incluso en entornos complejos y desordenados.

La autonomía en la toma de decisiones del HMND 01 se logra mediante una red jerárquica de tareas (HTN). Esta red descompone instrucciones de alto nivel, como "reabastecer el estante 3", en subtareas detalladas y ejecutables. Simultáneamente, monitoriza diversas condiciones límite en tiempo real, como el estado de la batería, la ubicación de obstáculos y el progreso de la tarea. En simulaciones de comercio minorista, el HMND 01 sorteó con éxito el 83 % de obstáculos inesperados de forma autónoma. Estos incluían, por ejemplo, objetos caídos o pasillos bloqueados. En comparación, los robots colaborativos líderes alcanzaron una tasa de éxito del 67 % en las mismas pruebas. Si bien el HMND 01 ya exhibe un alto grado de autonomía, aún no es completamente independiente. Se requirió intervención humana en aproximadamente el 17 % de las situaciones para resolver excepciones complejas. Esto demuestra que la colaboración entre humanos y robots sigue desempeñando un papel vital y que los robots humanoides están diseñados para complementar, no para reemplazar por completo, a los trabajadores humanos.

Aplicaciones industriales e impactos económicos: potenciales y perspectivas

El HMND 01 ya ha demostrado su potencial en diversas aplicaciones industriales y ha demostrado un impacto económico significativo. En colaboración con un proveedor logístico europeo, las implementaciones del HMND 01 aumentaron el rendimiento en los centros de clasificación en un 24 %. Este aumento de productividad se logró principalmente gracias al uso continuo del robot durante los turnos de noche, donde complementó las tareas humanas durante el día. El robot pudo asumir tareas que a menudo resultan poco atractivas o agotadoras para los trabajadores del turno de noche, mejorando así la eficiencia general de la operación.

HUMANOID planea ampliar su cartera de productos. Para 2025, está prevista una versión guiada por rodillos del HMND 01 (HMND 01-W), optimizada específicamente para entornos estructurados como líneas de producción, con un precio un 30 % más bajo. Simultáneamente, se está desarrollando la versión bípeda (HMND 01-B) para terrenos irregulares. El objetivo es mejorar la capacidad del robot para sortear obstáculos y que también pueda utilizarse en entornos más complejos, como obras de construcción o almacenes de difícil acceso. Los objetivos de desarrollo incluyen una tasa de sortear obstáculos del 85 % para barreras de hasta 20 cm de altura.

La colaboración humano-robot como clave para la Industria 4.0

El HMND 01 representa un avance significativo en la automatización industrial. Combina la adaptabilidad y versatilidad humanas con la eficiencia y la rentabilidad de los sistemas robóticos. Su diseño modular y su percepción basada en IA lo convierten en una solución flexible y con visión de futuro para una amplia gama de industrias. Sin embargo, el éxito del HMND 01 no depende únicamente de un mayor progreso tecnológico. Igualmente importante es abordar los desafíos socioéticos que acompañan a la creciente prevalencia de los robots humanoides. Es necesario abordar cuestiones como el diseño del lugar de trabajo, la capacitación de los empleados para la colaboración con robots y los aspectos éticos de la interacción humano-robot para garantizar la integración exitosa y sostenible de la robótica humanoide en el entorno laboral. El HMND 01 ejemplifica así el camino hacia un futuro industrial donde humanos y máquinas colaboren para mejorar la eficiencia, la productividad y las condiciones laborales.

Adecuado para:

• La plataforma Neuraverse de Neura Robotics y el uso de robots cognitivos humanoides como robots industriales y de servicios
• Robótica Humanoide y Robots Industriales: la apuesta de Hyundai por la robótica para mejorar la eficiencia industrial

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Konrad Wolfenstein

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