英国初创企业类人生物(SKL Robotics Ltd)的模块体类人形机器人HMND 01
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发表于:2025年2月18日 /更新,发表于:2025年2月18日 - 作者: Konrad Wolfenstein
HMND 01-智能机器人技术符合灵活的自动化
工业自动化中的人形机器人技术:对HMND 01及其社会效应的综合分析
英国初创企业类人动物引入人类机器人HMND 01标志着自动化技术的重大进展。这个高度发达的模块化机器人是专门设计用于行业的,并提供了人工智能,先进的运动控制和灵活的硬件模块的结合。目的是弥补劳动力的日益短缺,同时支持以人为中心的工作环境。
HMND 01的高度为175厘米,负载能力为15千克,步行速度为1.5 m/s,可以在包括物流,制造业和零售等各个行业中有效地使用。该公司已经在2025年计划的原型测试和零售试点项目。
本文阐明了HMND 01的技术创新,其运营绩效以及人形机器人技术的潜在社会和经济影响。鉴于预测市场量为65亿美元,到2030年,此类系统变得越来越重要。
技术建筑和性能
生物力学设计和运动能力
HMND 01基于人体解剖学的尺寸,因此可以将其集成到现有的工作环境中,而无需进行重大的基础设施调整。该机器人在其关节中具有41度的自由度,可实现高移动性,这使其能够执行复杂的操纵任务。
它的纺织品不仅具有美学目的,而且还提供了防尘和污垢的保护,而模块化驱动系统则使用电动机组合用于腿部和手中的气动抓地力机构。这使机器人可以管理粗大的抬起任务和精细的运动活动。
另一个出色的功能是双电池系统的期限为四个小时。得益于热交换机构,可以在操作过程中更换电池,这意味着机器人也可以与层公司的最小中断一起使用。
运输和操纵技巧
HMND 01使用一种特殊的算法来进行全身控制,该算法可以在不平坦的表面上进行动态稳定性。借助惯性传感器和深度相机,它可以实时适应不同的土壤条件。它的步行速度为1.5 m/s的速度与普通人的步行速度相当,但是机器人也可以在压力下保持恒定的速度,这使其对于物质运输任务特别有价值。
模块化端效应器系统允许不同工具之间的快速更改。目前已知三种手部配置:
- 一个五部分的操纵器,用于精确工作,
- 签名的平行抓地力,用于抓握和移动盒,
- 用于处理金属物体的磁性吸力装置。
性能测试表明,机器人拾取任务的效率高达400个周期,并在几个小时内维持±0.1 mm的出色位置精度。
模块化设计和适应性
硬件可配置性
HMND 01的体系结构基于三部分模块结构:
- 下半身:可选的是双皮亚或滚动的变体,用于适应不同位置,
- 躯干:包含中央电力分布和计算能力,
- 上半身:可定制使用不同的操纵系统。
这种细分使公司可以根据应用程序优化机器人。通过这种方式,可以使用诸如仓库等结构化环境的成本效益,滚动指导的变体,而Bipedale版本则用于更苛刻的工作领域。
软件灵活性
基于ROS-2的软件堆栈可轻松适应不同的任务。操作员可以使用新工作过程的图形用户界面对机器人进行编程。测试表明,与常规工业机器人相比,这将实施期限降低了60%。
在带有面包店链的试点项目中,HMND 01可以在一天之内从托盘中重新编程为清洁任务。通过反对喷嘴和AI模型从对象识别到污染检测的转换来实现这一目标。
人工智能和传感器
感知系统
HMND 01结合了几种传感器技术:
- 用于高分辨率对象识别的RGB-D摄像机,
- LIDAR传感器的导航范围为40 m,
- 触觉传感器手中有超过1000个压力点,以进行精确处理。
这些传感器数据以60 Hz的频率合并,以创建现实的环境卡。仓库中的测试表明,机器人可以同时跟进300篇库存文章,同时肯定会在人类员工之间导航。
自主决策
集成的计划算法将复杂的任务拆除为可执行的步骤,并适应变化的条件。在零售模拟中,HMND 01自主83%意外障碍(例如倒下的商品或阻塞路径)能够绕过。然而,该系统在约17%的案件中仍然需要人为支持,尤其是在非结构化问题的情况下。
经济和社会影响
行业效率提高
物流行业的首次测试显示出令人鼓舞的结果。通过在分类中心使用HMND 01,效率提高了24%,特别是通过在夜班中连续运行。这为公司提供了提高生产率的机会,而无需依靠其他人类工人。
模块化进度:HMND 01将创新带入了行业
尽管HMND 01这样的人形机器人提供了许多优势,但也存在社会挑战。引入此类系统可能会导致工作转移,尤其是对于简单的手动活动。同时,新的专业领域在这些机器人的维护和编程中开放。
另一个重要的话题是员工接受。研究表明,工人经常将人形机器人视为竞争。因此,透明的沟通和培训计划对于确保成功整合至关重要。
在2025年,类人动物计划引入滚子导入的变体,该变体更便宜,更适合结构化环境。同时,两足版本进一步开发出来,以实现更高的移动性和自主权。
HMND 01是工业自动化的重要一步。他的模块化架构,基于AI的感知和灵活的适应选择使其成为希望提高效率并同时与人类工人合作的公司的有前途解决方案。
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解决工人的短缺:HMND 01工作如何转变
在机器人技术的动态世界中,一家名为Humanoid(SKL Robotics Ltd)的伦敦创业公司在其人形机器人机器人的介绍中向前迈出了一步。该机器人不仅是自动化领域中的另一种创新,而且代表着针对更灵活,更类似人类的机器人系统的战略重组,这些机器人系统是专门针对现代行业挑战的。 HMND 01的高度为175厘米,可相当大的负载能力为15公斤,体现了人形机器人技术中最新的艺术状态,旨在解决各个部门的劳动力短缺,同时又无缝地进入现有的,以人为中心的工作环境可以整合。
HMND 01特别区别的是其模块化体系结构。这种方法可实现前所未有的适应性和多功能性。 HMND 01与先进的运动控制速度和基于AI的操纵系统的步行速度和基于AI的操纵系统相同,将自己定位为一种远远超出传统工业机器人的解决方案。类人动物依赖于可互换的硬件模块和可自定义的覆层来测量物流,制造和零售中广泛应用的机器人。该技术的变革潜力已经由2025年的Alpha原型计划和零售业的首个试点计划表示。
在这里,我们分析了HMND 01的技术创新,公司技能和深远的社会经济影响。我们将自己沉浸在一个人类机器人不再是科幻小说的世界中,而是全球经济的现实且日益重要的组成部分。据预测,到2030年,人形机器人市场将达到65亿美元,这强调了该领域的巨大重要性和增长潜力。 HMND 01对于下一代机器人来说是典范,这不仅应该更有效,而且更加灵活和人性化。
技术架构和功能:HMND 01的“皮肤”下的外观
为了充分了解HMND 01的技能,对其技术架构及其性能特征进行了详细的了解。机器人的设计灵感来自生物力学原理,并基于人体解剖结构。这些拟人化尺寸 - 175厘米高和70千克的重量 - 不是巧合。它们使HMND 01能够在为人类设计的工作环境中运行,而无需昂贵且耗时的基础设施调整。他可以通过标准门,爬上常规楼梯,并从事针对人类工作优化的工作。
HMND 01的一个关键方面是它令人印象深刻的41度自由度(自由度描述了机器人在不同关节中的运动选项)。这个高数字可以使复杂而多样化的上身操纵非常接近人手臂和手的技巧和灵活性。这对于需要精细的运动技能,精度和适应性的任务至关重要,因为它们在许多工业过程中发生。此外,机器人的最终效应器 - 手臂末端的工具或“手” - 可独立配置。这意味着公司可以整合针对各自应用程序量身定制的特定工具和抓地力系统。无论是精确地掌握敏感电子组件,安全的举起和放置沉重的盒子还是在组装中处理工具 - HMND 01都可以适应各种任务。
HMND 01的另一个创新属性是可自定义的纺织品伪装。这些不仅是出于美学原因而纪念的,或者是为了保护内部组件免受灰尘和浅色颠簸的影响。他们还提供了视觉差异和个性化的可能性。这掩盖了隐藏高度发达的混合动力驱动系统。对于腿部运动,类人动物依靠强大的电动机,可以使动态有效运动。相反,手中使用精确的气动抓地力。气动,即压缩空气的使用,具有快速和敏感的格里芬功率控制的优势,这在处理敏感或不同形状的物体时尤为重要。用于操纵的电动机和气动的电动机的这种组合是强度,速度和精确度之间的聪明折衷。
分析机器人运动能力的运动学测试已导致躯干吸收的最大水平范围为85 cm。故意选择此范围的方式使机器人可以轻松访问标准化的仓库架子和生产线。因此,在存储环境中,它可以从架子上卸下或存储商品,在生产线中,他可以在不同站点之间移动工件或材料。 HMND 01的能源供应由双电池系统保证。该系统可实现多达4个小时的操作,这对于许多工业应用就足够了。一个特别实用的特征是电池的热交换能力。可以通过背面的主题快速而轻松地更换电池,而无需关闭机器人,否则必须中断操作。尽管4个小时的运行不完全符合行业中传统的8小时工作周期,但热量交换系统几乎可以通过计划的充电间隔和使用替换电池来连续使用。
运输和操纵:动态和精确性
运动和操纵是每个人形机器人的中心技能。 HMND 01依靠高级技术和算法来发挥动态和精确任务。核心是类人生物开发的“整个身体控制算法”。该算法即使在不均匀的地形上也可以使机器人动态稳定性。工业环境通常并不完美。地板上可能有颠簸,小障碍物或电缆。 HMND 01能够实时适应此类条件并保持稳定。这是由惯性测量单元(IMU)和深度相机支持的。 IMU测量机器人的加速度和旋转速率,并帮助他精确确定自己在房间中的位置和方向。深室提供了有关环境的详细3D信息,以便机器人可以识别土壤和障碍并相应地计划其运动。
HMND 01的当前步行速度为1.5 m/s。这略低于人类平均值约1.4 m/s,但对于具有这种复杂性和承重能力的人形机器人仍然是可观的速度。更重要的是,即使机器人的有效载荷为15公斤,机器人也能保持这种速度。这使其在物质运输任务中比人类工人更持久,而人工工人的穿着任务更长。速度,稳定性和耐力的结合使HMND 01成为物流和制造环境中的宝贵助手。
另一个亮点是模块化末端效应器系统。如前所述,机器人的“手”可以快速,轻松地交换以适应各种任务。据报道,至少有三种基本配置:第五部分操纵器,特别适合抓握和处理小零件,例如在电子生产中或有小文章的营地中发生的零件。签名的平行抓地力是处理盒,盒子和其他较大的Cuboid物体的理想选择,这在物流和零售业中常见。磁吸力设备是专门设计用于钣金加工或处理平坦的铁磁材料的。最终效应子的这种快速变化使公司可以灵活地使用HMND 01来完成各种任务,并最大程度地提高其生产率。
独立的测试表明,在所谓的选择任务中的HMND 01 - 从一个地方录制对象,并将另一个速度置于人类绩效的第90个百分位数的速度上。这意味着在可比的测试中,它比90%的人工工人快。具体而言,每小时达到约400个周期。但是,机器人的一致性和精度更加令人印象深刻。在8小时的时间内,它的位置精度为±0.1 mm。由于人类绩效中发生疲劳和自然波动,因此人类工人通常无法在更长的时间内达到这种精度和一致性。对于优化其自动化流程并希望提高产品质量的公司而言,速度,精度和一致性的结合使HMND 01成为有吸引力的选择。
模块化设计和适应性:灵活性作为成功的关键
HMND 01的模块化设计是其多功能性和经济性的决定性因素。机器人的底盘分为三个可以互换的主要段:负责移动性的下肢(这里有Bipedale腿或滚筒的选项),该躯干容纳电源和计算能力,以及上部专为特定操纵任务而设计的四肢。该分段架构具有很大的优势。
最重要的优势之一是降低总运营成本(TCO-总拥有成本)。公司可以在结构化的环境中使用,例如在具有平坦地板的工厂大厅和定义的路径,HMND 01的滚动版本。这些角色指导的角色在购买中和操作中都显着便宜 - 估计假定与双皮亚版本相比,成本的35%。同时,如果要求更改或将打开新的申请领域,则将保留该选项以稍后在两足版本的全部移动性上进行。这种灵活性可保护公司的投资,并逐步引入机器人技术。
此外,Humanoid已经建立了一个合作伙伴模型,该模型为第三方开发人员提供了为HMND 01开发专门模块的机会。这打开了广泛的潜在应用和创新。例如,汽车行业中的第一批用户已经在测试特殊扭矩密钥作为组装工作模块的集成。这样的专业模块可以更好地使机器人适应各个行业和公司的特定需求,并大大扩展其功能。
HMND 01的软件还旨在灵活性和适应性。机器人基于ROS 2(机器人操作系统2)软件堆栈,这是机器人开发中广泛且已建立的框架。 ROS 2提供了一个开放的模块化平台,使开发人员能够开发和集成自己的软件组件。 Humanoid使用容器化的任务模块,使用户能够使用图形用户界面配置和调整工作过程。该图形表面还使非技术员工可以访问机器人的编程和操作。
面包链中的一个试点项目令人印象深刻地展示了HMND 01的软件灵活性。他晚上被重新编程以完成清洁任务。对于此转换,仅交换了AI视觉模型(从对象识别到污染检测)和最终效应子(从Greiben到喷雾剂)。这种快速简便的重编程显示了如何使用HMND 01以及公司如何最佳使用其投资。
另一个重要的特征是能够学习。非技术员工可以通过身体领导并展示所需的运动来教机器人新运动。机器人学习这些运动,然后可以独立地进行。与传统工业机器人相比,这个称为“通过示范教学”的过程缩短了新任务的实施期。它使机器人技术更容易访问,更易于使用,即使对于没有专业机器人专家的公司也是如此。
AI集成和传感器系统:实时的感知和决策
人工智能(AI)和高级传感器系统的集成是HMND 01的另一个基石。这些技术使机器人能够感知,理解和做出智能决策,以自主和高效地执行任务。
HMND 01的感知结构基于多传感器融合。各种传感器类型共同创建该区域的全面详细图片。 RGB-D摄像机提供颜色图像和深度信息,LIDAR(光检测和范围)可实现环境的精确距离测量和3D映射,并且在机器人手中触觉传感器可实现触觉捕获和打印力的测量。这些传感器的数据实时合并为均匀的空间表示,并以60 Hz的频率更新。这种快速更新速率对于机器人的动态环境和快速反应至关重要。
在仓库环境中,这种多传感器融合已被证明特别有效。 HMND 01能够同时从事300多种库存文章,并在没有碰撞的人类工人之间移动。对象检测软件接受了广泛的合成数据集培训的工业对象,在选拔任务中实现了98.7%的令人印象深刻的识别精度。这超过了人类工人在对照研究中的平均识别精度(95.4%)。基于AI的对象识别,即使在复杂且令人困惑的环境中,机器人也能够可靠地识别,定位和抓住对象。
HMND 01的决策自治是由层次任务计划者(HTN-层次任务网络)实现的。该计划者将高级指令(例如“重新填充Regal 3”)分解为详细的可执行分包合同。同时,他实时监视各种边界条件,例如电池状态,障碍物的位置或任务进度。在零售模拟中,HMND 01成功地导航了83%的意外障碍。例如,其中包括掉落的对象或阻塞路径。相比之下,领先的协作机器人在相同的测试中达到了67%的成功率。尽管HMND 01已经具有很高的自主权,但尚未完全独立。在大约17%的情况下,为解决复杂的例外情况而言,人类干预是必要的。这表明人类机器人的合作继续发挥重要作用,人类机器人补充人类劳动不应完全取代。
工业应用和经济影响:潜在和观点
HMND 01已经在各种工业应用中证明了其潜力,并且显示出重大的经济影响。在与欧洲物流服务提供商的合作中,HMND 01的实施能够将分类中心的吞吐量增加24%。这种生产力的增长主要是通过在夜班中连续使用机器人来实现的,在这种情况下,他补充了人类的日常转移。该机器人能够承担夜班中人们通常没有吸引力或累人的任务,从而提高了整个公司的效率。
类人动物计划进一步扩大产品组合。在2025年,计划了HMND 01(HMND 01-W)的滚子导导的变体,该变体应优化,特别是对于结构化环境,制造线如何便宜30%。同时,为不平衡的地形开发了Bipedale版本(HMND 01-B)。目的是进一步提高机器人克服障碍物的能力,以便它也可以在更苛刻的环境中(例如建筑工地或粗糙的存储区域)使用。发展目标在20厘米高的障碍物时为85%的障碍提供了障碍。
人类机器人合作是行业4.0的关键
HMND 01代表工业自动化的重大进展。它将人类的适应性和多功能性与机器人系统的效率和经济相结合。他的模块化结构和基于AI的感知使他成为各种行业的灵活和适合未来的解决方案。但是,HMND 01的成功不仅取决于进一步的技术进步。处理与人形机器人扩散相关的社会挑战也很重要。必须解决工作场所设计的问题,员工与机器人合作的资格以及人类机器人互动的道德方面的资格,以确保人形机器人机器人技术的成功和可持续的整合到工作世界中。因此,HMND 01是通往行业未来的方式的典范,在该行业中,人们和机器的工作齐头并进,以提高效率,生产力和工作条件。
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