Robô Humanóide modular HMND 01 da startup britânica Humanoid (SKL Robotics Ltd)

Robótica humanóide em automação industrial: uma análise abrangente do HMND 01 e seus efeitos sociais

A introdução do robô humanóide HMND 01 pela startup britânica Humanoid marca um progresso significativo na tecnologia de automação. Este robô modular altamente desenvolvido é especialmente projetado para uso na indústria e oferece uma combinação de inteligência artificial, controle avançado de movimento e módulos de hardware flexíveis. O objetivo é compensar a crescente escassez de mão -de -obra e, ao mesmo tempo, apoiar os ambientes de trabalho centrados em humanos.

Com uma altura de 175 cm, uma capacidade de carga de 15 kg e uma velocidade de caminhada de 1,5 m/s, o HMND 01 pode ser usado produtivamente em vários setores, incluindo logística, fabricação e varejo. A empresa já está planejando testes de protótipo em 2025 e projetos piloto para o varejo.

Este artigo ilumina as inovações técnicas do HMND 01, seu desempenho operacional, bem como os possíveis efeitos sociais e econômicos da robótica humanóide. Em vista de um volume de mercado previsto de US $ 6,5 bilhões, esses sistemas estão se tornando cada vez mais importantes até 2030.

Arquitetura e desempenho tecnológico

Projeto biomecânico e capacidade de movimento

O HMND 01 é baseado nas dimensões da anatomia humana, para que possa ser integrada aos ambientes de trabalho existentes sem os principais ajustes de infraestrutura. Com 41 graus de liberdade em suas articulações, o robô alcança alta mobilidade, o que permite realizar tarefas complexas de manipulação.

Seu revestimento têxtil não apenas serve a propósitos estéticos, mas também oferece proteção contra poeira e sujeira, enquanto o sistema de acionamento modular usa uma combinação de motores elétricos para as pernas e mecanismos de preensão pneumática nas mãos. Isso permite que o robô gerencie as tarefas de levantamento de motor grossas e as atividades motoras finas.

Outro recurso pendente é o sistema de bateria duplo com um termo de quatro horas. Graças ao mecanismo de troca quente, as baterias podem ser alteradas durante a operação, o que significa que o robô também pode trabalhar com interrupções mínimas em empresas de camadas.

Habilidades de transporte e manipulação

O HMND 01 usa um algoritmo especial para controle de corpo inteiro, que permite a estabilidade dinâmica em superfícies irregulares. Com a ajuda de sensores de inércia e câmeras profundas, ele se adapta a diferentes condições do solo em tempo real. Sua velocidade de caminhada de 1,5 m/s é comparável à de uma pessoa comum, mas o robô também pode manter velocidades constantes sob estresse, o que o torna particularmente valioso para tarefas de transporte materiais.

O sistema efetor final modular permite a mudança rápida entre diferentes ferramentas. Atualmente, são conhecidas três configurações manuais:

• Um manipulador de cinco partes para um trabalho preciso,
• Uma pinça paralela abaixo da signa para agarrar e mover caixas,
• Um dispositivo de sucção magnética para lidar com objetos metálicos.

Os testes de desempenho mostraram que as tarefas de pick-and-place do robô com uma eficiência de até 400 ciclos por hora gerenciam e mantém uma precisão notável de posição de ± 0,1 mm ao longo de várias horas.

Design modular e adaptabilidade

Configurabilidade de hardware

A arquitetura do HMND 01 é baseada em uma estrutura de módulo de três partes:

• Baixa do corpo: opcionalmente bípedes ou variante guiada por rolagem para se adaptar a diferentes locais,
•  Tronco: contém a distribuição central de eletricidade e a capacidade de computação,
• Superior do corpo: personalizável com diferentes sistemas de manipulação.

Essa segmentação permite que as empresas otimizem o robô, dependendo do aplicativo. Dessa forma, variantes econômicas e guiadas por rolos para ambientes estruturados, como armazéns, podem ser usados, enquanto a versão bipedale se destina a áreas de trabalho mais exigentes.

Flexibilidade de software

A pilha de software baseada no ROS-2 permite fácil adaptação a tarefas diferentes. Os operadores podem programar o robô usando uma interface gráfica do usuário com novos processos de trabalho. Os testes mostraram que isso reduz o período de implementação em até 60 % em comparação com os robôs industriais convencionais.

Em um projeto piloto com uma cadeia de padaria, o HMND 01 pode ser reprogramado da paletização para as tarefas de limpeza dentro de um dia. Isso foi possível trocando o Grasper contra bicos de pulverização e uma conversão dos modelos de IA do reconhecimento de objetos à detecção de poluição.

Inteligência e sensores artificiais

Sistemas de percepção

O HMND 01 combina várias tecnologias de sensores:

• Câmeras RGB-D para reconhecimento de objetos de alta resolução,
• Sensores LiDAR com um alcance de 40 m para navegação,
• Sensores táteis com mais de 1000 pontos de pressão nas mãos para manuseio preciso.

Esses dados do sensor são fundidos com uma frequência de 60 Hz para criar um cartão ambiental realista. Testes em armazéns mostraram que o robô pode acompanhar até 300 artigos de inventário ao mesmo tempo, certamente navegando entre funcionários humanos.

Tomada de decisão autônoma

O algoritmo de planejamento integrado desmonta tarefas complexas em etapas executáveis ​​e adapta -se a condições alteradas. Em uma simulação de varejo, o HMND 01 Autonomous 83 % obstáculos inesperados (por exemplo, bens caídos ou caminhos bloqueados) foi capaz de ignorar. No entanto, o sistema ainda precisa de apoio humano em cerca de 17 % dos casos, especialmente com problemas não estruturados.

Impactos económicos e sociais

Aumento de eficiência na indústria

Os primeiros testes no setor de logística mostram resultados promissores. Ao usar o HMND 01 em centros de classificação, a eficiência aumentou 24 %, em particular através de operação contínua nos turnos noturnos. Isso oferece às empresas a oportunidade de aumentar sua produtividade sem depender de trabalhadores humanos adicionais.

Progresso modular: o HMND 01 traz inovação à indústria

Enquanto robôs humanóides como o HMND 01 oferecem muitas vantagens, também existem desafios sociais. A introdução de tais sistemas pode levar a uma mudança de emprego, especialmente para atividades manuais simples. Ao mesmo tempo, novos campos profissionais se abrem na manutenção e programação desses robôs.

Outro tópico importante é a aceitação dos funcionários. Estudos mostram que os trabalhadores geralmente sentem robôs humanóides como concorrência. Os programas de comunicação e treinamento transparentes são, portanto, essenciais para garantir uma integração bem -sucedida.

Para 2025, a Humanóide planeja a introdução de uma variante conduzida por rolos que é mais barata e mais adequada para ambientes estruturados. Ao mesmo tempo, a versão bípede é desenvolvida para obter uma mobilidade e autonomia ainda mais altas.

O HMND 01 é uma etapa importante na automação industrial. Sua arquitetura modular, percepção baseada em IA e opções de adaptação flexíveis o tornam uma solução promissora para empresas que desejam aumentar sua eficiência e, ao mesmo tempo, cooperam com trabalhadores humanos.

Adequado para:

• Robôs humanóides em comparação: Tesla Optimus, Boston Dynamics Atlas, Agility Robotics Digit e Unitree G1
• XPeng & Figura AI: O desenvolvimento de modelos de IA próprios para robôs humanóides e suas vantagens

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• Autêntico. Individualmente. Global: A estratégia Xpert.Digital para a sua empresa

Resolva a escassez de trabalhadores: como o HMND 01 empregos se transformou

No mundo dinâmico da robótica, uma startup de Londres chamada Humanoid (SKL Robotics Ltd) deu um passo notável com a apresentação de seu robô humanóide. Esse robô não é apenas outra inovação na área de automação, mas também representa um realinhamento estratégico para sistemas de robôs mais flexíveis e semelhantes a humanos, especialmente desenvolvidos para os desafios da indústria moderna. O HMND 01, com uma altura imponente de 175 cm e uma considerável capacidade de carga de 15 kg, incorpora o mais recente estado da arte na robótica humanóide e pretende abordar a crescente escassez de trabalho em vários setores e, ao mesmo tempo, sem problemas em Ambientes de trabalho existentes e centrados em humanos para serem integráveis.

O que distingue particularmente o HMND 01 é sua arquitetura modular. Essa abordagem permite adaptabilidade e versatilidade sem precedentes. Juntamente com o controle avançado de movimento, que permite uma velocidade de caminhada de 1,5 m/s e sistemas de manipulação baseados em IA, o HMND 01 se posiciona como uma solução que vai muito além dos robôs industriais tradicionais. A humanóide depende de módulos de hardware intercambiáveis ​​e revestimento personalizável para medir o robô para uma ampla gama de aplicações em logística, fabricação e varejo. O potencial transformador dessa tecnologia já é indicado por planos para protótipos alfa em 2025 e os primeiros programas piloto no varejo.

Aqui analisamos as inovações técnicas, as habilidades da empresa e os efeitos socioeconômicos de longo alcance do HMND 01. Nós mergulhamos em um mundo em que os robôs humanóides não são mais ficção científica, mas um componente realista e cada vez mais importante da economia global da economia global . Prevê -se que o mercado de robôs humanóides atinja um volume de US $ 6,5 bilhões até 2030, o que sublinha a imensa importância e o potencial de crescimento desse campo. O HMND 01 é exemplar para a próxima geração de robôs, que não deve ser apenas mais eficiente, mas também mais flexível e amigável.

Arquitetura e recursos técnicos: um visual sob a "pele" do HMND 01

Para entender completamente as habilidades do HMND 01, é essencial uma visão detalhada de sua arquitetura técnica e suas características de desempenho. O design do robô é inspirado por princípios biomecânicos e é baseado de perto na anatomia humana. Essas dimensões antropomórficas - 175 cm de altura e 70 kg de peso - não são coincidência. Eles permitem que o HMND 01 opere em ambientes de trabalho que foram projetados para seres humanos sem a necessidade de ajustes de infra -estrutura dispendiosos e que consomem tempo. Ele pode passar por portas padrão, subir em escadas convencionais e agir em empregos que são otimizados para o trabalho humano.

Um aspecto essencial do HMND 01 é o seu número impressionante de 41 graus de liberdade (os graus da liberdade descrevem as opções de movimento de um robô em diferentes articulações). Esse número alto permite a manipulação complexa e diversificada da parte superior do corpo, que muito próxima da habilidade e flexibilidade de um braço humano e uma mão. Isso é crucial para tarefas que requerem habilidades motoras finas, precisão e adaptabilidade, pois ocorrem em muitos processos industriais. Além disso, os efetores finais do robô - as ferramentas ou "mãos" no final de seus braços - são configuráveis ​​independentemente. Isso significa que as empresas podem integrar ferramentas específicas e sistemas de segurança adaptados às suas respectivas aplicações. Seja com precisão dos componentes eletrônicos sensíveis, o levantamento e colocação de caixas pesadas seguras ou o manuseio de ferramentas na montagem - o HMND 01 pode ser adaptado para uma variedade de tarefas.

Outra propriedade inovadora do HMND 01 são os disfarces têxteis personalizáveis. Estes não são apenas comemorados por razões estéticas ou para proteger componentes internos contra poeira e solavancos leves. Eles também oferecem a possibilidade de diferenciação e personalização visual. Isso disfarça oculta um sistema de acionamento híbrido altamente desenvolvido. Para o movimento das pernas, o humanóide depende de motores elétricos poderosos que permitem locomoção dinâmica e eficiente. Por outro lado, as queixas pneumáticas precisas são usadas nas mãos. Os pneumáticos, isto é, o uso de ar comprimido, oferece a vantagem do controle rápido e sensível do poder de Griffin, o que é particularmente importante ao lidar com objetos sensíveis ou de forma diferente. Essa combinação de motores elétricos para movimento e pneumática para manipulação é um compromisso inteligente entre força, velocidade e precisão.

Os testes cinemáticos nos quais a capacidade de movimento do robô foi analisada resultaram em uma faixa horizontal máxima de 85 cm da absorção do tronco. Esse intervalo é deliberadamente escolhido de tal maneira que o robô pode acessar facilmente prateleiras e linhas de produção padronizadas de armazém. Em ambientes de armazenamento, ele pode remover ou armazenar mercadorias das prateleiras e, nas linhas de produção, ele pode mover peças de trabalho ou materiais entre diferentes estações. O fornecimento de energia do HMND 01 é garantido por um sistema de bateria dupla. Este sistema permite uma operação de até 4 horas, o que é suficiente para muitas aplicações industriais. Uma característica particularmente prática é a capacidade de troca quente das baterias. As baterias podem ser substituídas de maneira rápida e fácil por meio de um assunto na parte traseira sem que o robô precise ser desligado ou a operação deve ser interrompida. Embora 4 horas de operação não atendam completamente aos ciclos de trabalho tradicionais de 8 horas na indústria, o sistema de troca a quente permite o uso quase contínuo por meio de intervalos de carregamento planejados e o uso de baterias de reposição.

Transporte e manipulação: dinâmica e precisão em ação

A locomoção e a manipulação são habilidades centrais de todos os robôs humanóides. O HMND 01 baseia -se em tecnologias e algoritmos avançados para brilhar em tarefas dinâmicas e precisas. Um núcleo é o "algoritmo de controle corporal inteiro" desenvolvido pelo humanóide. Esse algoritmo permite a estabilidade dinâmica do robô, mesmo em terrenos irregulares. Os ambientes industriais geralmente não são perfeitos; Pode haver solavancos, pequenos obstáculos ou cabos no chão. O HMND 01 é capaz de se adaptar a essas condições em tempo real e permanecer estável. Isso é apoiado por unidades de medição de inércia (IMUS) e câmeras profundas. IMUS medem a aceleração e as taxas rotativas do robô e o ajudem a determinar com precisão sua posição e orientação na sala. As câmeras profundas fornecem informações 3D detalhadas sobre o meio ambiente, para que o robô possa reconhecer o solo e os obstáculos e planejar seus movimentos de acordo.

A velocidade de caminhada atual do HMND 01 é de 1,5 m/s. Isso está ligeiramente abaixo da média humana de cerca de 1,4 m/s, mas ainda uma velocidade respeitável para um robô humanóide com essa complexidade e capacidade de carga. É mais importante que o robô possa manter consistentemente essa velocidade, mesmo que tenha uma carga útil de 15 kg. Isso o torna mais persistente nas tarefas de transporte material do que os trabalhadores humanos que podem se cansar e se tornar mais lentos com tarefas de uso mais longo. A combinação de velocidade, estabilidade e resistência faz do HMND 01 um auxiliar valioso em ambientes de logística e fabricação.

Outro destaque é o sistema efetor final modular. Como já mencionado, as "mãos" do robô podem ser trocadas de maneira rápida e fácil para se adaptar a várias tarefas. Segundo relatos, existem pelo menos três configurações básicas: um manipulador de quinta parte que é particularmente adequado para agarrar e manusear pequenas peças, como as que ocorrem na produção eletrônica ou em campos com pequenos artigos. Uma garra paralela abaixo -assinada é ideal para lidar com caixas, caixas e outros objetos cubóides maiores, como são comuns em logística e varejo. E um dispositivo de sucção magnética é projetado especialmente para processamento ou manuseio de chapa metálica de materiais planos e ferromagnéticos. Essa rápida mudança dos efetores finais permite que as empresas usem o HMND 01 de maneira flexível para uma variedade de tarefas e maximize sua produtividade.

Testes independentes mostraram que o HMND 01 nas chamadas tarefas de escolha e lugar-a gravação de um objeto de um local e colocando em outros alcança uma velocidade que está no percentil 90 do desempenho humano. Isso significa que é mais rápido que 90 % dos trabalhadores humanos em testes comparáveis. Especificamente, cerca de 400 ciclos são atingidos por hora. No entanto, a consistência e a precisão do robô são ainda mais impressionantes. Ele mantém uma precisão de posição de ± 0,1 mm durante um período de 8 horas. Os trabalhadores humanos geralmente não podem alcançar essa precisão e consistência por períodos mais longos, uma vez que a fadiga e as flutuações naturais ocorrem no desempenho humano. Essa combinação de velocidade, precisão e consistência faz do HMND 01 uma opção atraente para empresas que otimizam seus processos de automação e desejam melhorar a qualidade de seus produtos.

Design modular e adaptabilidade: flexibilidade como chave para o sucesso

O design modular do HMND 01 é um fator decisivo para sua versatilidade e economia. O chassi do robô é dividido em três segmentos principais que são intercambiáveis: os membros inferiores responsáveis ​​pela mobilidade (aqui existem opções para pernas bipedale ou variantes guiadas por rolos), o torso que abriga a fonte de alimentação e o poder de computação e a parte superior membros projetados para tarefas específicas de manipulação. Essa arquitetura segmentar oferece vantagens significativas.

Uma das vantagens mais importantes é reduzir os custos operacionais totais (TCO - custo total de propriedade). As empresas podem usar em ambientes estruturados, como em salas de fábrica com pisos planos e caminhos definidos, versões guiadas pelo rolo do HMND 01. Essas funções guiadas são significativamente mais baratas na compra e na operação - as estimativas assumem que até 35 % do custo em comparação com a versão bípede. Ao mesmo tempo, a opção será preservada posteriormente na mobilidade total da versão bípede se os requisitos mudarem ou novas áreas de aplicação forem abertas. Essa flexibilidade protege o investimento da empresa e permite uma introdução gradual de robótica.

Além disso, o Humanóide estabeleceu um modelo de parceria que oferece aos desenvolvedores da terceira parte a oportunidade de desenvolver módulos especializados para o HMND 01. Isso abre uma ampla gama de aplicações e inovações em potencial. Por exemplo, os primeiros usuários da indústria automotiva já estão testando a integração de uma chave de torque especial como um módulo para o trabalho de montagem. Tais módulos especializados podem adaptar melhor o robô às necessidades específicas de indústrias e empresas individuais e expandir significativamente sua funcionalidade.

O software do HMND 01 também foi projetado para flexibilidade e adaptabilidade. O robô é baseado na pilha de software ROS 2 (Robot Operating System 2), uma estrutura generalizada e estabelecida no desenvolvimento da robótica. O ROS 2 oferece uma plataforma aberta e modular que permite aos desenvolvedores desenvolver e integrar seus próprios componentes de software. O Humanoid usa módulos de tarefas de contêiner que permitem aos usuários configurar e adaptar os processos de trabalho usando uma interface gráfica do usuário. Esta superfície gráfica também torna a programação e operação do robô acessíveis a funcionários não técnicos.

Um projeto piloto em uma cadeia de padaria demonstra impressionantemente a flexibilidade do software do HMND 01. Ele foi reprogramado à noite para assumir tarefas de limpeza. Para essa mudança, apenas os modelos de visão da IA ​​(do reconhecimento de objetos à detecção de poluição) e os efetores finais (de Greiben aos bicos de pulverização) foram trocados. Essa reprogramação rápida e fácil mostra o quão versátil o HMND 01 pode ser usado e como as empresas podem usar de maneira ideal seu investimento.

Outra característica importante é o capaz de aprender. Os funcionários não técnicos podem ensinar aos novos movimentos do robô, liderando fisicamente e demonstrando os movimentos desejados. O robô aprende esses movimentos e pode fazê -los independentemente. Esse processo chamado "Ensino por demonstração" reduz o período de implementação de novas tarefas em comparação com os robôs industriais tradicionais em até 60 %. Isso torna a robótica mais acessível e mais fácil de usar, mesmo para empresas sem especialistas robóticos especializados.

Integração de IA e sistemas de sensores: percepção e tomada de decisão em tempo real

A integração da inteligência artificial (AI) e dos sistemas de sensores avançados é outra pedra angular do HMND 01. Essas tecnologias permitem que o robô perceba, entenda e tome decisões inteligentes para executar tarefas de forma autonomada e eficiente.

A arquitetura da percepção do HMND 01 é baseada em fusão multi-sensor. Vários tipos de sensores funcionam juntos para criar uma imagem abrangente e detalhada da área. As câmeras RGB-D fornecem imagens coloridas e informações de profundidade, LiDAR (detecção de luz e variação) permite a medição precisa da distância e o mapeamento 3D do ambiente, e sensores táteis nas mãos do robô, permitem a captura tátil e a medição das forças de impressão. Os dados desses sensores são mesclados em uma representação espacial uniforme em tempo real, que é atualizada com uma frequência de 60 Hz. Essa taxa de atualização rápida é crucial para ambientes dinâmicos e reações rápidas do robô.

Em ambientes de armazém, essa fusão com vários sensores provou ser particularmente eficaz. O HMND 01 é capaz de buscar mais de 300 artigos de inventário ao mesmo tempo e se mover entre trabalhadores humanos sem colisão. O software de detecção de objetos, treinado com extensos conjuntos de dados sintéticos de objetos industriais, atinge uma precisão impressionante de reconhecimento de 98,7 % em tarefas de pick-and-plástico. Isso excede a precisão média do reconhecimento de trabalhadores humanos em estudos controlados (95,4 %). O reconhecimento de objetos baseado em IA permite que o robô identifique, localize e agarre objetos de forma confiável, mesmo em ambientes complexos e confusos.

A autonomia da decisão do HMND 01 é realizada por um planejador de tarefas hierárquicas (HTN - Rede de Tarefas Hierárquicas). Esse planejador desmonta instruções de alto ranking, como "Reabilitação do Regal 3", em subcontratos detalhados e executáveis. Ao mesmo tempo, ele monitora várias condições de contorno em tempo real, como o status da bateria, a localização dos obstáculos ou o progresso da tarefa. Nas simulações de varejo, o HMND 01 navegou com sucesso a 83 % de obstáculos inesperados. Isso incluiu, por exemplo, objetos caídos ou caminhos bloqueados. Em comparação, os principais robôs colaborativos alcançaram uma taxa de sucesso de 67 %nos mesmos testes. Embora o HMND 01 já tenha alta autonomia, ainda não é completamente independente. Em cerca de 17 % das situações, era necessária a intervenção humana para resolver casos excepcionais complexos. Isso mostra que a colaboração humana-robô continua a desempenhar um papel importante e que os robôs humanóides complementam o trabalho humano não devem substituir completamente.

Aplicações industriais e efeitos econômicos: potencial e perspectivas

O HMND 01 já demonstrou seu potencial em várias aplicações industriais e mostrou efeitos econômicos significativos. Em uma cooperação com um provedor de serviços de logística europeu, as implementações do HMND 01 conseguiram aumentar a taxa de transferência nos centros de classificação em 24 %. Esse ganho de produtividade foi alcançado principalmente pelo uso contínuo do robô nos turnos noturnos, no qual ele complementou as mudanças diárias humanas. O robô foi capaz de assumir tarefas que geralmente não são atraentes ou cansativas para as pessoas no turno da noite e, assim, melhorar a eficiência de toda a empresa.

A Humanóide planeja expandir ainda mais o portfólio de produtos. Para 2025, é planejada uma variante condutora do rolo do HMND 01 (HMND 01-W), que deve ser otimizada especialmente para ambientes estruturados como as linhas de fabricação e provavelmente será 30 % mais barato para comprar. Ao mesmo tempo, a versão Bipedale (HMND 01-B) está sendo desenvolvida para terrenos irregulares. O objetivo é melhorar ainda mais a capacidade do robô de superar o obstáculo, para que também possa ser usado em ambientes mais exigentes, como canteiros de obras ou áreas de armazenamento ásperas. As metas de desenvolvimento proporcionam um obstáculo a 85 % a 20 cm de altura.

Colaboração do robô humano como chave para a indústria 4.0

O HMND 01 representa um progresso significativo na automação industrial. Combina adaptabilidade humana e versatilidade com a eficiência e a economia dos sistemas de robôs. Sua estrutura modular e percepção baseada em IA fazem dele uma solução flexível e à prova de futuro para uma variedade de indústrias. No entanto, o sucesso do HMND 01 não depende apenas de novos avanços tecnológicos. Também é importante lidar com os desafios socioticos associados à crescente disseminação de robôs humanóides. Perguntas do design do local de trabalho, a qualificação dos funcionários para trabalhar com robôs e aspectos éticos da interação humana-robô deve ser abordada para garantir uma integração bem-sucedida e sustentável da robótica humanóide no mundo do trabalho. O HMND 01 é, portanto, exemplar para o caminho para um futuro da indústria em que pessoas e máquinas trabalham em mãos para melhorar a eficiência, a produtividade e as condições de trabalho.

Adequado para:

• A plataforma Neuraverse da Neura Robotics e o uso de robôs cognitivos humanóides como robôs industriais e de serviço
• Robótica Humanóide e Robôs Industriais: O compromisso da Hyundai com a robótica para melhorar a eficiência industrial

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