Unitree G1 Dex3-1 Bàn tay tinh tế cảm ứng điều khiển lực 3 ngón

Unitree G1 Dex3-1 Bàn tay tinh tế điều khiển lực 3 ngón

Bàn tay cảm ứng Dex3-1 được thiết kế để cải thiện khả năng nắm, giữ và thao tác các vật thể của G1 với độ ổn định và nhận thức tiếp xúc cao hơn so với các kẹp cơ bản, hỗ trợ các nghiên cứu, giáo dục và các trường hợp sử dụng nguyên mẫu.

Bàn tay tinh tế là công nghệ chủ chốt cho robot hình người vì chúng biến một hệ thống tập trung vào di chuyển thành một bộ điều khiển di động thực tế. Trong hệ sinh thái mô-đun G1 của Unitree, Dex3-1 được mô tả như một bàn tay ba ngón tùy chọn, trong đó ngón cái có 3 bậc tự do hoạt động, trong khi ngón trỏ và ngón giữa mỗi ngón có 2 bậc tự do hoạt động, cung cấp khả năng nắm phối hợp và căn chỉnh vật thể.

Phiên bản cảm ứng đặc biệt tích hợp cảm biến áp suất phân bố trên lòng bàn tay và đầu ngón tay, cho phép robot phát hiện tiếp xúc, ước lượng áp lực nắm và phản ứng với sự trượt hoặc tải không đều—các khả năng trung tâm cho nghiên cứu thao tác hiện đại và các nhiệm vụ tương tác trong thế giới thực.

Thiết kế và Tính năng

Kiến trúc ba ngón cho độ tinh tế thực tế

Dex3-1 sử dụng một bố trí ba ngón (ngón cái, ngón trỏ, ngón giữa) nhằm hỗ trợ các mẫu nắm phổ biến như nắm kẹp (ngón cái-ngón trỏ), nắm chân đế (ngón cái-ngón trỏ-ngón giữa), và giữ ổn định các vật nhỏ. Unitree mô tả Dex3-1 cho G1 như một bàn tay tinh tế ba ngón với các bậc tự do được xác định cho mỗi ngón.

So với các bàn tay hình người năm ngón, thiết kế ba ngón thường nhằm mục đích cung cấp độ tinh tế có ý nghĩa với độ phức tạp cơ khí giảm, điều khiển đơn giản hơn và trọng lượng nhẹ hơn.

Hành động điều khiển lực cho việc nắm ổn định

Dex3-1 thường được mô tả là sử dụng các khớp điều khiển lực không chổi, bao gồm sáu khớp truyền động trực tiếp và một khớp truyền động bằng bánh răng, hỗ trợ hành vi tiếp xúc có kiểm soát và thao tác phản ứng.
Điều khiển lực giúp điều chỉnh cường độ nắm, điều này có thể giảm thiểu việc nghiền nát các vật dễ vỡ trong khi cũng giảm thiểu rủi ro trượt khi robot di chuyển cánh tay hoặc thay đổi tư thế.

Cảm biến cảm ứng trên lòng bàn tay và đầu ngón tay

Phiên bản cảm ứng của Dex3-1 tích hợp một hệ thống cảm biến áp suất được mô tả là 9 mô-đun cảm biến áp suất, tổng cộng 33 cảm biến áp suất phân bố trên các bề mặt tiếp xúc chính.
Tài liệu của Unitree mô tả bố trí mảng cảm biến bao gồm cảm biến lòng bàn tay và nhiều vùng cảm biến trên các đệm ngón tay và đầu ngón tay.

Cảm biến cảm ứng cải thiện độ bền thao tác bằng cách cung cấp phản hồi trực tiếp về nơi tiếp xúc xảy ra, cường độ của nó, và cách nó thay đổi theo thời gian, điều này khó có thể suy luận một cách đáng tin cậy chỉ từ thị giác.

Cấu trúc nhỏ gọn cho việc tích hợp hình người

Dex3-1 được thiết kế để vẫn đủ nhẹ cho việc sử dụng cánh tay hình người. Các thông số của nhà cung cấp thường mô tả khối lượng khoảng ~710 g và kích thước khoảng 175 × 88 × 77 mm, hỗ trợ tích hợp mà không làm tăng quá mức quán tính cổ tay.

Công nghệ và Thông số

Bậc tự do (DOF)

Cấu hình Dex3-1 được liệt kê cho nền tảng Unitree G1 xác định 7 bậc tự do hoạt động tổng cộng, phân bố như sau:

• Ngón cái: 3 DOF

• Ngón trỏ: 2 DOF

• Ngón giữa: 2 DOF

Phân bố DOF này cho phép định hình nắm và phối hợp ngón tay trên nhiều trục khớp mà không cần độ phức tạp của một bàn tay năm ngón đầy đủ.

Cách tiếp cận hành động (khớp điều khiển lực)

Mô tả sản phẩm thường xác định cấu trúc chuyển động là:

• 6 khớp điều khiển lực không chổi với truyền động trực tiếp

• 1 khớp điều khiển lực không chổi với truyền động bằng bánh răng

Hành động truyền động trực tiếp thường liên quan đến việc giảm độ lùi và cải thiện khả năng phản ứng cho việc điều chỉnh lực/mô-men, trong khi truyền động bằng bánh răng có thể được sử dụng khi cần nhân mô-men nhỏ gọn.

Thông số cảm biến áp suất cảm ứng (phiên bản cảm ứng)

Thông số cảm ứng của Dex3-1 của Unitree bao gồm:

• Tổng số cảm biến áp suất: 33 (được mô tả là 9 mô-đun tổng cộng 33 cảm biến)

• Phạm vi cảm nhận: 10 g đến 2500 g

• Khả năng chấp nhận tối đa (không bị hư hại): 20 kg

Các giá trị này cho thấy hệ thống cảm ứng được thiết kế để phát hiện các tiếp xúc nhẹ cũng như các lực ép mạnh hơn mà không bị hư hại dưới các giới hạn đã nêu.

Nhiệt độ và môi trường hoạt động

Phiên bản cảm ứng liệt kê phạm vi nhiệt độ làm việc là:

• −20°C đến 60°C

Giá trị tham chiếu điều kiện tải

Unitree mô tả các bài kiểm tra điều kiện tải (nắm một vật cứng tròn 5 cm ở nhiệt độ phòng) cho thấy:

• Trọng lượng tối đa: 500 g

• Công suất tối đa: 400 W @ 3 s

Các số liệu như vậy thường được sử dụng làm điểm hiệu suất tham chiếu thay vì đảm bảo phổ quát cho tất cả các kích thước vật thể và điều kiện ma sát.

Giao tiếp và truyền thông

Tài liệu cảm ứng của Dex3-1 của Unitree mô tả một giao diện dữ liệu tốc độ cao bao gồm:

• Tốc độ giao tiếp: 1000 Hz
  Nó cũng liệt kê các trường phản hồi cảm nhận như vị trí khớp, tốc độ, mô-men, nhiệt độ, điện áp/cường độ, và giá trị áp suất cảm biến, phản ánh vai trò của nó như một thành phần thao tác sẵn sàng cho nghiên cứu.

Tài liệu của nhà phát triển Unitree cũng thảo luận về các cân nhắc an toàn hoạt động cho bàn tay tinh tế để tránh can thiệp trong quá trình di chuyển của robot.

Các ứng dụng và Trường hợp sử dụng

1) Nghiên cứu thao tác hình người và nắm bắt dựa trên học tập

Phiên bản cảm ứng của Dex3-1 đặc biệt liên quan đến các phòng thí nghiệm xây dựng hệ thống thao tác sử dụng học tập bắt chước hoặc học tập tăng cường. Phản hồi cảm ứng có thể cải thiện chất lượng dữ liệu và tỷ lệ thành công trong các nhiệm vụ như:

• nắm bắt các vật thể không xác định

• điều chỉnh lực nắm dưới sự trượt

• thao tác các vật thể với sự che khuất một phần

• các hành vi phong phú về tiếp xúc như đẩy, ấn và đặt có kiểm soát

Vì hệ thống cung cấp cả khớp điều khiển lực và cảm biến tiếp xúc phân bố, nó có thể hỗ trợ các thí nghiệm yêu cầu điều chỉnh lực nắm tinh vi hơn là chỉ dựa vào việc đóng dựa trên vị trí.

2) Giáo dục, đào tạo robot và nền tảng trình diễn

Trong các môi trường giảng dạy, Dex3-1 cảm ứng có thể được sử dụng để trình diễn:

• lập kế hoạch nắm và phối hợp nhiều ngón tay

• hợp nhất cảm biến giữa thị giác và cảm ứng

• các khái niệm điều khiển lực và xử lý an toàn

• ngưỡng phát hiện tiếp xúc và lập bản đồ cảm ứng

Điều này làm cho nó hữu ích cho các chương trình robot nâng cao tập trung vào thao tác hình người hơn là chỉ di chuyển.

3) Nguyên mẫu xử lý công nghiệp và thí điểm tương tác công cụ

Trong khi nhiều nhiệm vụ tự động hóa sản xuất sử dụng các kẹp chuyên dụng, bàn tay tinh tế có giá trị trong các thí điểm giai đoạn đầu và thử nghiệm khả thi liên quan đến các vật thể hỗn hợp. Các ví dụ bao gồm:

• xử lý các linh kiện nhỏ ở các hướng khác nhau

• giữ các dụng cụ hoặc công cụ kiểm tra

• tương tác với tay cầm, công tắc hoặc thiết bị thử nghiệm (tùy thuộc vào kịch bản)

Bàn tay cảm ứng cũng có thể hỗ trợ việc xử lý ổn định hơn các vật thể có ma sát không chắc chắn hoặc hình dạng không đồng nhất.

4) Nhiệm vụ tương tác giống con người

Độ tinh tế ba ngón và cảm biến cảm ứng có thể nâng cao các buổi trình diễn tương tác như:

• nhặt và chuyển giao các vật nhỏ

• giữ ổn định trong khi hình người di chuyển

• đặt nhẹ vào thùng hoặc khu vực đánh dấu

Các kịch bản này không chỉ làm nổi bật sự thành công trong việc nắm bắt mà còn cả sự mượt mà và độ tin cậy, điều mà phản hồi cảm ứng có thể cải thiện.

Lợi ích / Lợi thế

Nhận thức tiếp xúc từ cảm biến cảm ứng tích hợp

Phiên bản cảm ứng của nó 33 cảm biến áp suất cung cấp đo lường rõ ràng về tiếp xúc và phân bố áp lực, cho phép xử lý mạnh mẽ hơn so với các hệ thống chỉ dựa vào thị giác hoặc suy luận dòng điện động cơ.

Cải thiện độ ổn định nắm bắt thông qua các khớp điều khiển lực

Một cách tiếp cận hành động điều khiển lực có thể giúp điều chỉnh áp lực nắm, cải thiện độ ổn định khi các vật thể dịch chuyển hoặc khi chuyển động cánh tay gây ra các lực nhiễu.

Kích thước nhỏ gọn và trọng lượng thân thiện với hình người

Với khoảng 710 g và vỏ nhỏ gọn, Dex3-1 được thiết kế để vừa với cổ tay hình người mà không làm cho các chuyển động cánh tay trở nên chậm chạp hoặc khó điều chỉnh.

Phản hồi tốc độ cao phù hợp cho R&D

Một 1000 Hz tốc độ giao tiếp và các trường truyền thông phong phú hỗ trợ điều khiển nâng cao, ghi chép và các thí nghiệm thao tác thời gian thực.

Phần Câu hỏi Thường gặp

Bàn tay tinh tế cảm ứng Unitree G1 Dex3-1 là gì?

Phiên bản Bàn tay tinh tế cảm ứng Unitree G1 Dex3-1 là một bàn tay robot ba ngón điều khiển lực cho robot hình người Unitree G1, với 7 DOF và một mảng cảm biến áp suất cảm ứng 33 cảm biến cho việc nắm bắt có nhận thức tiếp xúc.

G1-DEX3-3FINGERHAND-TACTILE hoạt động như thế nào?

Nó sử dụng các khớp điều khiển lực không chổi (chủ yếu là truyền động trực tiếp) để di chuyển các khớp ngón tay trong khi điều chỉnh lực nắm. Mảng cảm ứng đo áp suất trên lòng bàn tay và đầu ngón tay, cho phép điều chỉnh nắm bắt dựa trên phản hồi.

Tại sao cảm biến cảm ứng lại quan trọng cho thao tác hình người?

Cảm biến cảm ứng giúp robot phát hiện vị trí và áp lực tiếp xúc, cải thiện độ tin cậy của việc nắm bắt khi thị giác không hoàn hảo hoặc khi các vật thể trượt. Điều này đặc biệt có giá trị cho nghiên cứu, sự biến đổi trong xử lý thế giới thực và tương tác nhẹ nhàng với vật thể.

Lợi ích chính của bàn tay tinh tế cảm ứng Dex3-1 là gì?

Các lợi ích chính bao gồm 33 cảm biến áp suất, nắm bắt điều khiển lực, kích thước nhỏ gọn và phản hồi tốc độ cao phù hợp cho điều khiển nâng cao và quy trình nghiên cứu.

Tóm tắt

Phiên bản Bàn tay tinh tế điều khiển lực 3 ngón Unitree G1 Dex3-1 (Phiên bản cảm ứng) (G1-DEX3-3FINGERHAND-TACTILE) là một bộ điều khiển cuối hình người mô-đun được thiết kế để cho phép thao tác thực tế thông qua 7 DOF cho ngón tay, hành động khớp điều khiển lực, và một hệ thống áp suất cảm ứng 33 cảm biến. Với phản hồi tốc độ cao (được liệt kê tại 1000 Hz) và hình dạng nhỏ gọn, thân thiện với hình người, nó được định vị rộng rãi cho việc nắm bắt cấp nghiên cứu, giáo dục và nguyên mẫu nơi điều khiển nhận thức cảm ứng cải thiện độ tin cậy và tính thực tế trong tương tác với vật thể.