Isento Robotics | Гуманоидные роботы, напечатанные на 3D-принтере? Немецкий проект «pib» делает это доступным для всех.

### Следующая революция в STEM? Как 3D-печатные роботы уже меняют преподавание в классе ### Ваш следующий помощник по дому уже вылезает из-под принтера: идея гуманоидного робота для всех становится реальностью ### Больше дорогих технологий не нужно: как открытый исходный код меняет мир гуманоидных роботов ###

От файла до готового робота: взгляд на проект, который может навсегда изменить робототехнику

Идея персонального гуманоидного робота, помогающего людям по дому, долгое время казалась уделом научной фантастики – видением будущего, где доминируют многомиллионные прототипы от глобальных корпораций. Но эта эпоха эксклюзивных высоких технологий переживает фундаментальную революцию, движимую идеей, столь же простой, сколь и гениальной. Немецкая компания Isento Robotics разрушает эти барьеры своим проектом «pib» (печатаемый интеллектуальный робот), воплощая радикально новую концепцию: высокотехнологичного гуманоидного робота, чертежи которого доступны всем, а большинство деталей можно изготовить на обычном 3D-принтере.

Этот подход с открытым исходным кодом не только делает доступ к передовой робототехнике более доступным, но и снижает стоимость с десятков тысяч евро до доли этой суммы, раскрывая инновационный потенциал мирового сообщества разработчиков, студентов и энтузиастов. PIB — это больше, чем просто машина; он символизирует смену парадигмы, демонстрирующую, как конвергенция 3D-печати, совместной разработки программного обеспечения и доступного оборудования меняет представление о персональной робототехнике. В следующем тексте подробно рассматривается, как работает эта технологическая синергия — от инновационных циклоидных передач до преобразующего использования в школах и воплощения концепции интеллектуального помощника в каждом доме.

Человекоподобные роботы, созданные на 3D-принтере: революция в персональной робототехнике

Мир робототехники переживает значительные перемены благодаря сочетанию технологий 3D-печати и разработки человекоподобных роботов. В рамках проекта «pib» (печатный интеллектуальный робот) инновационная компания Isento Robotics предложила новый подход, который делает человекоподобных роботов доступными и недорогими. Это достижение знаменует собой важный поворотный момент в нашем восприятии робототехники и в том, как мы можем интегрировать эти технологии в нашу повседневную жизнь.

Прорыв доступной робототехники

Традиционные разработки робототехники характеризуются высокой стоимостью, сложными производственными процессами и ограниченной доступностью. Роботы-гуманоиды от крупных компаний, таких как Boston Dynamics или Tesla, зачастую стоят десятки тысяч евро, что делает их недоступными для рядового потребителя или небольших образовательных учреждений. Немецкая компания Isento из Нюрнберга, поняв эту проблему, разработала революционное решение: полностью 3D-печатного робота-гуманоида, стоимость производства которого составляет лишь малую долю от стоимости традиционных роботов.

Концепция PIB основана на философии открытого исходного кода, позволяющей любому человеку скачать чертежи, собрать робота с помощью имеющегося в продаже 3D-принтера и настроить его в соответствии со своими требованиями. Такая демократизация робототехники представляет собой смену парадигмы, которая не только снижает затраты, но и способствует инновациям в глобальном сообществе.

Технические инновации и дизайн

Робот PIB воплощает в себе впечатляющий синтез передовых технологий и доступного дизайна. Высота робота составляет около 80 сантиметров, что обеспечивает его оптимальные размеры для использования в различных условиях, а его модульная конструкция обеспечивает простоту обслуживания и настройки. Последняя версия робота постоянно совершенствуется и теперь оснащена усиленными двигателями в руках, что обеспечивает более точные движения и подъем более тяжелых предметов.

Техническое оснащение включает мощный Raspberry Pi 5, являющийся сердцем системы, который отвечает за управление и обработку данных с датчиков. Браузерное программное обеспечение управления было полностью переработано и теперь поддерживает коммуникацию на естественном языке, сохранение поз и интуитивно понятное графическое программирование. Эти улучшения делают PIB доступным не только для экспертов, но и для новичков.

Особого внимания заслуживает разработка цифрового двойника, который можно использовать для моделирования и машинного обучения. Это нововведение позволяет разработчикам тестировать и оптимизировать алгоритмы перед их реализацией на физическом роботе, что значительно сокращает время разработки и повышает безопасность.

Сила технологии 3D-печати в робототехнике

Применение технологии 3D-печати в робототехнике открывает совершенно новые возможности для дизайна и функциональности. В отличие от традиционных производственных процессов, 3D-печать позволяет создавать сложные геометрические формы, которые невозможно получить традиционными методами. Это особенно актуально для сочленений и подвижных частей роботов, требующих точных допусков и особых механических свойств.

Выбор материала играет решающую роль. ПЛА (полимолочная кислота) зарекомендовал себя как предпочтительный материал для прототипов и менее нагруженных деталей, поскольку он прост в печати и производится из возобновляемых источников. Для конструктивно важных компонентов используется АБС (акрилонитрилбутадиенстирол), обладающий большей прочностью и термостойкостью. ПЭТГ представляет собой отличную альтернативу, сочетающую преимущества обоих материалов и обладающую химической стойкостью.

Стоимость материалов для 3D-печати значительно ниже, чем при традиционном производстве. Стоимость одного килограмма высококачественной нити составляет от 20 до 40 евро, что позволяет изготовить готового робота за малую долю стоимости промышленного производства.

Революционная технология трансмиссии

Особое внимание уделяется разработке специальных циклоидальных зубчатых передач, которые являются основой механики движения. Эти передачи характеризуются исключительно высоким крутящим моментом и компактной конструкцией, а также специально оптимизированы для 3D-печати. ​​22 таких прецизионных зубчатых передачи позволяют роботу выполнять сложные движения, обеспечивая при этом высокую скорость и точность.

Разработка этих шестерёнок стала одной из самых сложных технических задач проекта, поскольку они должны были соответствовать механическим требованиям и при этом быть экономичными в производстве с помощью 3D-печати. ​​Результатом стала инновационная конструкция, бросающая вызов традиционным методам производства и устанавливающая новые стандарты в области разработки робототехники.

Сообщество разработчиков ПО с открытым исходным кодом и совместная разработка

Сила проекта pib заключается не только в его технических инновациях, но и в динамичной экосистеме, сложившейся вокруг робота. Философия открытого исходного кода позволяет глобальному сообществу разработчиков, исследователей и энтузиастов постоянно вносить свой вклад в совершенствование и расширение системы. Все шаблоны для 3D-печати, инструкции по сборке, программный код и обширная база знаний доступны бесплатно.

Этот совместный подход уже привёл к появлению замечательных инноваций. Например, сообщество инициировало Dockerization экосистемы программного обеспечения, что значительно упрощает установку на различные платформы. Подобные улучшения часто появляются во время хакатонов и других общественных мероприятий, где разработчики совместно работают над новыми функциями и оптимизациями.

Использование облачных САПР, таких как Onshape, позволяет заинтересованным разработчикам напрямую работать над проектными файлами и вносить собственные предложения по улучшению. Эта прозрачная и открытая модель разработки способствует инновациям и обеспечивает быструю реализацию лучших идей.

Образовательная революция через практическую робототехнику

Интеграция PIB в образовательные учреждения — одно из самых перспективных направлений его применения. Более 35 школ и образовательных учреждений уже используют робота в своих классах для создания практической учебной среды и знакомства учащихся со сложными предметами, такими как САПР, искусственный интеллект, робототехника, физика, бионика и междисциплинарное программирование.

Программа pib@school предлагает учителям всестороннюю поддержку и материалы для успешной интеграции робота в учебный процесс. Эта инициатива отвечает на острую потребность в практическом STEM-образовании и помогает пробудить в учениках интерес к техническим профессиям с раннего возраста. Возможность собрать, запрограммировать и управлять настоящим роботом создаёт эмоциональную связь с технологиями, которую невозможно достичь с помощью традиционных методов обучения.

Использование роботов в образовании способствует не только развитию технических знаний, но и развитию важных гибких навыков, таких как решение задач, работа в команде и творческое мышление. Учащиеся учатся разбивать сложные задачи на более мелкие, легко решаемые задачи и систематически работать над их решением.

Новое измерение цифровой трансформации с «Управляемым ИИ» (искусственным интеллектом) – платформа и решение B2B | Xpert Consulting - Изображение: Xpert.Digital

Здесь вы узнаете, как ваша компания может быстро, безопасно и без высоких барьеров для входа внедрять индивидуальные решения на основе ИИ.

Управляемая платформа ИИ — это ваш комплексный и простой в использовании пакет решений для искусственного интеллекта. Вместо того, чтобы разбираться со сложными технологиями, дорогостоящей инфраструктурой и длительными процессами разработки, вы получаете готовое решение, адаптированное под ваши потребности, от специализированного партнера — часто в течение нескольких дней.

Краткий обзор основных преимуществ:

⚡ Быстрое внедрение: от идеи до внедрения в эксплуатацию — всего за несколько дней, а не месяцев. Мы предлагаем практичные решения, которые приносят мгновенную пользу.

🔒 Максимальная безопасность данных: Ваши конфиденциальные данные остаются у вас. Мы гарантируем безопасную и соответствующую требованиям обработку данных без передачи третьим лицам.

💸 Отсутствие финансового риска: вы платите только за результат. Высокие первоначальные вложения в оборудование, программное обеспечение или персонал полностью исключены.

🎯 Сосредоточьтесь на своей основной деятельности: сосредоточьтесь на том, что у вас получается лучше всего. Мы возьмём на себя всю техническую реализацию, эксплуатацию и обслуживание вашего ИИ-решения.

📈 Перспективность и масштабируемость: ваш ИИ растёт вместе с вами. Мы обеспечиваем постоянную оптимизацию и масштабируемость, а также гибко адаптируем модели к новым требованиям.

Подробнее об этом здесь:

• Управляемое решение на основе ИИ — промышленные услуги ИИ: ключ к конкурентоспособности в секторах услуг, промышленности и машиностроения

Затраты и рентабельность

Структура стоимости PIB-робота радикально отличается от традиционных моделей ценообразования в робототехнике. В то время как коммерческие гуманоидные роботы часто стоят от 50 000 до 100 000 евро, PIB-робот может быть построен за малую часть этой суммы. Стоимость материалов для 3D-печати составляет несколько сотен евро, а необходимые электронные компоненты — это стандартные детали, доступные в любом магазине электроники.

Такое радикальное снижение затрат стало возможным благодаря нескольким факторам. 3D-печать устраняет необходимость в дорогостоящих формах и инструментах, используемых в традиционном производстве. Использование программного обеспечения с открытым исходным кодом значительно снижает расходы на лицензирование. Модульная конструкция позволяет экономически эффективно заменять неисправные детали, избавляя от необходимости менять всего робота.

По сравнению с другими недорогими роботизированными решениями, PIB предлагает исключительное соотношение цены и качества. Хотя Berkeley Humanoid Lite от Калифорнийского университета в Беркли стоит около 5000 долларов, затраты на материалы PIB могут быть значительно ниже, поскольку многие компоненты можно изготовить с помощью 3D-печати.

Материаловедение и полиграфические технологии

Успешное внедрение 3D-печатного робота требует глубокого понимания свойств материала и его оптимизации для конкретных применений. ПЛА идеально подходит для разработки прототипов и менее нагруженных компонентов благодаря простоте обработки и биоразлагаемости.

n Разлагаемость. Температура печати составляет от 190 до 220 градусов Цельсия, что делает его пригодным для большинства настольных 3D-принтеров.

ABS-пластик предпочтителен для изготовления конструктивно важных компонентов благодаря своей превосходной прочности и термостойкости до 100 градусов Цельсия. Сочетание акрилонитрила, бутадиена и стирола обеспечивает материалу превосходный баланс прочности, ударной вязкости и технологичности. Возможность последующей обработки парами ацетона позволяет получить гладкую поверхность, которая одновременно эстетична и функциональна.

PETG представляет собой инновационную альтернативу, сочетающую преимущества PLA и ABS. Он обладает высокой прозрачностью, химической стойкостью и безопасен для пищевых продуктов, что может быть полезным в некоторых областях применения. Более низкая температура печати по сравнению с ABS упрощает обработку, а его механические свойства достаточны для большинства робототехнических приложений.

Проблемы и решения

Разработка и производство 3D-печатных роботов не лишены сложностей. Одна из самых больших трудностей — обеспечение стабильного качества при печати разных тиражей. Изменения температуры, влажности и скорости печати могут привести к изменению механических свойств, что может повлиять на надежность.

Скорость аддитивного производства — ещё один критически важный фактор. 3D-печать идеально подходит для прототипов и мелкосерийного производства, однако производство больших объёмов может потребовать много времени. Достижения в области технологий печати, такие как параллельные печатающие головки и оптимизированные стратегии печати, помогают преодолеть это ограничение.

Постобработка деталей, напечатанных на 3D-принтере, часто требует ручного труда, что увеличивает затраты и время. Автоматизация этих процессов с помощью робототехники и интеллектуальных систем обработки материалов — это активное направление исследований, которое может значительно повысить эффективность.

Международные разработки и конкуренция

Интерес к недорогим гуманоидным роботам не ограничивается Германией. Калифорнийский университет в Беркли применил аналогичный подход, разработав Berkeley Humanoid Lite, робота ростом 80 см и весом 16 кг, большая часть которого изготовлена ​​на 3D-принтере. Стоимость материалов составляет около 5000 долларов, а система полностью основана на технологиях с открытым исходным кодом.

В Китае компания Unitree Robotics лидирует в разработке недорогих гуманоидных роботов. Модель Unitree G1 стоимостью 16 000 долларов США демонстрирует, что коммерческие поставщики также осознают тенденцию к переходу на более доступные решения. Эти разработки усиливают конкуренцию и стимулируют инновации в отрасли.

Немецкая промышленность также активизировалась. Компания igus представила Игги Роба — гуманоидного робота, специально разработанного для промышленного применения, по цене 47 999 евро. Эти разработки демонстрируют стремительное развитие рынка недорогих гуманоидных роботов.

Перспективы применения в быту

Видение Isento Robotics выходит далеко за рамки текущего состояния дел в области PIB. Готовая версия робота, способного автономно выполнять домашние задачи, должна появиться через три года. Эта разработка станет значительным шагом на пути к автоматизации повседневной жизни.

Интеграция искусственного интеллекта будет играть в этом ключевую роль. Современные бытовые роботы должны уметь понимать окружающую среду, принимать решения и адаптироваться к изменяющимся условиям. Развитие систем машинного обучения и интеграция сенсорных технологий будут иметь решающее значение для успеха этих приложений.

Эксперты прогнозируют, что в ближайшие годы гуманоидные роботы будут всё чаще использоваться в домашних хозяйствах. Они смогут помогать с приготовлением пищи, уборкой посуды и даже стать хорошими компаньонами. Благодаря своей человекоподобной форме они лучше интегрируются в среду, предназначенную для людей, чем обычные роботы на колёсах или гусеницах.

Промышленное применение и рыночный потенциал

Параллельно с разработками в сфере бытового применения, многообещающие возможности открываются и в промышленности. Гуманоидные роботы способны автоматизировать до 40% задач, ранее выполнявшихся вручную, особенно в сборке, логистике и техническом обслуживании. Гибкость гуманоидных систем делает их идеальными для сред, изначально предназначенных для работы людей.

Срок окупаемости промышленных гуманоидных роботов оценивается менее чем в один год, что делает их привлекательным объектом инвестиций для компаний. Такой короткий срок окупаемости обусловлен возможностью использования роботов круглосуточно и без человеческого фактора.

Динамика стоимости демонстрирует положительную динамику. Первые готовые к выходу на рынок модели будут стоить около 80 000 долларов в 2025 году, но эксперты прогнозируют снижение до 55 000 долларов к 2030 году. Снижение стоимости станет возможным благодаря усилению конкуренции, повышению технологической эффективности и экономии за счёт масштаба при серийном производстве.

Социальные последствия и этические соображения

Демократизация робототехники посредством 3D-печати и разработки программного обеспечения с открытым исходным кодом имеет далеко идущие социальные последствия. Возможность сделать передовые технологии доступными и недорогими может способствовать сокращению цифрового неравенства и стимулированию инноваций в регионах, традиционно имеющих ограниченный доступ к передовым технологиям.

В то же время возникают новые вопросы, касающиеся безопасности, защиты данных и влияния на рынок труда. Стандартизация и сертификация роботов с открытым исходным кодом станет серьёзной проблемой для обеспечения как безопасности, так и качества.

Образовательные аспекты особенно важны. Доступ к доступным робототехническим технологиям позволяет образовательным учреждениям по всему миру лучше готовить своих учеников к всё более автоматизированному будущему. Это особенно важно в развивающихся странах, где традиционные дорогостоящие робототехнические решения недоступны.

Инновации с открытым исходным кодом: как 3D-печать и ИИ демократизируют робототехнику

Сочетание 3D-печати, программного обеспечения с открытым исходным кодом, искусственного интеллекта и гуманоидной робототехники представляет собой значительную технологическую конвергенцию, способную трансформировать множество отраслей. Разработки Isento Robotics и аналогичные проекты демонстрируют, что границы между профессиональной и личной робототехникой всё больше стираются.

Ближайшие несколько лет будут иметь решающее значение для развития этих технологий. Повышение скорости 3D-печати, качества материалов и автоматизированной постобработки повысит масштабируемость. Развитие искусственного интеллекта позволит создавать более автономных и эффективных роботов. Стандартизация платформ с открытым исходным кодом улучшит совместимость и ускорит разработку.

Мечта о будущем, в котором у каждого домохозяйства будет доступ к персонализированному интеллектуальному гуманоидному роботу, становится реальностью благодаря таким проектам, как PIB. Это развитие не только изменит нашу повседневную жизнь, но и создаст новые формы взаимодействия человека и машины и, возможно, кардинально изменит наше понимание технологий и общества.

История успеха PIB и подобных проектов показывает, что инновации возникают не только в крупных корпорациях, но и могут быть результатом открытого сотрудничества, творческого решения проблем и смелости бросать вызов устоявшимся парадигмам. В эпоху, когда технологии становятся всё более централизованными и проприетарными, проекты робототехники с открытым исходным кодом предлагают альтернативный путь, основанный на прозрачности, доступности и коллективных инновациях.

Независимые платформы ИИ как стратегическая альтернатива для европейских компаний — Изображение: Xpert.Digital

Ki-GameChanger: наиболее гибкие решения AI-Tailor, которые снижают затраты, улучшают свои решения и повышают эффективность

Независимая платформа искусственного интеллекта: интегрирует все соответствующие источники данных компании

• Быстрая интеграция AI: специально разработанные решения для ИИ для компаний в течение нескольких часов или дней вместо месяцев
• Гибкая инфраструктура: облачный или хостинг в вашем собственном центре обработки данных (Германия, Европа, свободный выбор местоположения)

• Самая высокая безопасность данных: использование в юридических фирмах является безопасным доказательством
• Используйте в широком спектре источников данных компании
• Выбор ваших собственных или различных моделей искусственного интеллекта (DE, EU, USA, CN)

Подробнее об этом здесь:

• Независимые ИИ-платформы против гиперскейлеров: какое решение подойдет именно вам?

☑️ Поддержка МСП в разработке стратегии, консультировании, планировании и реализации.

☑ Создание или перестройка стратегии ИИ

☑️ Пионерское развитие бизнеса

Конрад Вольфенштейн

Буду рад стать вашим личным консультантом.

Вы можете связаться со мной, заполнив контактную форму ниже, или просто позвонить мне по телефону +49 89 89 674 804 (Мюнхен) .

Я с нетерпением жду нашего совместного проекта.

Xpert.Digital — это промышленный центр с упором на цифровизацию, машиностроение, логистику/внутреннюю логистику и фотоэлектрическую энергетику.

С помощью нашего решения для развития бизнеса на 360° мы поддерживаем известные компании, начиная с нового бизнеса и заканчивая послепродажным обслуживанием.

Аналитика рынка, маркетинг, автоматизация маркетинга, разработка контента, PR, почтовые кампании, персонализированные социальные сети и привлечение потенциальных клиентов являются частью наших цифровых инструментов.

Дополнительную информацию можно узнать на сайте: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus