Torobo - Tokyo Robotics
Robot Umanoide Torobo
Il robot umanoide Torobo, sviluppato da Tokyo Robotics, è una versatile piattaforma di ricerca e industriale con ampie capacità nel controllo del movimento, nell'elaborazione visiva e nel supporto di effettori terminali aggiuntivi. È progettato sia come strumento per esplorare algoritmi avanzati di machine learning sia come umanoide che supporta l'automazione in ambienti progettati per le persone. Secondo il produttore, Torobo combina una struttura meccanica modulare con un ampio insieme di sensori, tra cui telecamera stereo, telecamera di profondità e microfoni, oltre a porte esterne, facilitando un adattamento flessibile alle attività di diversi settori.
Una capacità di carico fino a 7 kg per ciascun braccio, anche nella posizione "peggiore" dell'arto, rende il robot adatto a processi industriali e di servizio leggeri. Lavorare con strumenti come ROS (Robot Operating System), MoveIt o Isaac Sim consente di pianificare i movimenti in simulatori virtuali e di implementare sistemi di controllo che integrano il riconoscimento delle immagini e il controllo della forza. Torobo può inoltre essere dotato di un secondo computer opzionale, ad esempio con una scheda RTX 4070, che supporta ulteriormente l'elaborazione dei dati provenienti dai sensori di visione.
Storia e sviluppo
Robot umanoide ToraOne
Tokyo Robotics si è finora concentrata su soluzioni che integrano robot collaborativi nei settori industriale e della ricerca. Nel progetto Torobo, l'azienda ha deciso di combinare la propria esperienza nei manipolatori robotici di precisione con l'ambizione di creare una piattaforma bipede sviluppata in particolare nell'intelligenza artificiale e nell'apprendimento del movimento.
Dai manipolatori robotici all'umanoide
- I precedenti progetti dell'azienda comprendevano robot fissi e mobili per attività industriali e sistemi di controllo con particolare attenzione al controllo della forza e al rilevamento delle collisioni. Torobo rappresenta un passo avanti verso una meccanica bipede più complessa e movimenti simili a quelli umani.
- Grazie alla capacità di carico delle braccia, al design innovativo della testa con sensori opzionali e telecamera di profondità e a una base mobile omnidirezionale, il robot può fungere sia da assistente nei processi logistici sia da piattaforma R&D per testare algoritmi di controllo del movimento in ambienti impegnativi.
Integrazione con sistemi AI e apprendimento per dimostrazione
- Il produttore attribuisce grande importanza alle tecnologie di apprendimento tramite dimostrazione e ai metodi di controllo della forza (impedenza, rilevamento delle collisioni). Ciò consente al robot un'interazione "delicata" in condizioni in cui la sicurezza delle persone è prioritaria.
- Grazie al supporto per il sistema ROS, Torobo può utilizzare diversi pacchetti software responsabili, tra l'altro, della pianificazione del movimento, MoveIt, della visualizzazione, RViZ, o della simulazione, ad esempio MuJoCo. La struttura e il software del robot consentono di testare rapidamente strategie di reinforcement learning o algoritmi di computer vision, supportati anche da un computer aggiuntivo con scheda RTX 4070, se richiesto dal cliente.
Specifiche tecniche
Specifiche tecniche del robot umanoide Torobo
La tabella seguente presenta i parametri più importanti del robot umanoide Torobo sviluppato da Tokyo Robotics. La piattaforma combina una configurazione flessibile dei giunti, supporto ROS e soluzioni di rilevamento opzionali, rendendo Torobo uno strumento interessante per la ricerca e le applicazioni semi-industriali.
| Parametro | Valore | Note |
|---|---|---|
| Altezza | 1615 mm | Robot costruito con un'altezza simile a quella umana. |
| Peso | Circa 120 kg | Il peso include le batterie integrate nella struttura. |
| Capacità di carico di un singolo braccio | 7 kg (anche in posizione sfavorevole) | Consente la manipolazione di oggetti tipici dei processi industriali leggeri e dei servizi. |
| Configurazione delle articolazioni | - Braccio: 7 assi (coppia di bracci) - Vita: 3 assi (2x pitch, yaw) - Collo: 3 assi (yaw, pitch, roll) - Telaio: 4 assi (base omnidirezionale) |
Ampio campo di movimento, che consente attività simili ai movimenti umani. |
| Sensori (testa opzionale) | - Telecamera stereo grandangolare (1x) - Telecamera fisheye (1x) - Telecamera di profondità (1x) - Microfoni stereo (1x) |
La testa del robot è disponibile come opzione, con possibilità di scegliere il set di sensori. |
| End effector (opzionali) | - Altoparlante (1x) | Consente la comunicazione vocale o la presentazione di materiali audio. |
| Connettori esterni | - Ingressi digitali: 8 - Uscite digitali: 8 - Ingressi analogici: 8 - Uscite analogiche: 8 - Ethernet: 2 porte |
Facilitare l'espansione del robot con accessori aggiuntivi e l'integrazione con sistemi esterni. |
| Alimentazione utensile, estremità del braccio | - 24V DC (1x) - 8 cavi di segnale |
Consente di alimentare e controllare ulteriori effettori installati al posto della mano. |
| Computer di bordo (opzionale) | - PC standard (controllo del movimento) - Secondo PC (NVIDIA RTX 4070) |
Un secondo computer può essere responsabile dell'elaborazione delle immagini o di algoritmi AI più complessi. |
| Autonomia della batteria | Fino a 3 ore | Possibile funzionamento durante la ricarica, la durata dipende dalla configurazione. |
| Software supportato | - ROS, MoveIt, RViZ - Isaac Sim (NVIDIA) - MuJoCo (Google DeepMind) |
Consente simulazione, pianificazione del movimento e creazione di applicazioni di controllo personalizzate. |
| Metodo di controllo del movimento | - Controllo di impedenza - Rilevamento delle collisioni - Controllo della forza - Apprendimento per dimostrazione |
Facilita il funzionamento sicuro in presenza di persone e l'apprendimento di nuovi comportamenti. |
Grazie alle soluzioni descritte e all'utilizzo di strumenti di robotica diffusi (ROS, Isaac Sim, MuJoCo), Torobo costituisce una base flessibile per creare e testare algoritmi avanzati di controllo, percezione e machine learning.
Torobo
Applicazioni e casi d'uso
Il robot Torobo è stato sviluppato per applicazioni di ricerca, educative e semi-industriali in cui la priorità è la capacità di interagire con l'ambiente in modo simile a una persona. Grazie alle ampie opzioni di sensori e alle possibilità di espansione software, la piattaforma può essere adattata a sfide specifiche.
Ricerca e Istruzione
Test degli algoritmi AI: La compatibilità con ROS e i simulatori più diffusi, MuJoCo e Isaac Sim, consente a ricercatori e studenti di implementare rapidamente nuovi modelli di controllo del movimento, learning by demonstration o rilevamento delle collisioni.
Lezioni pratiche: Università e istituti R&D possono utilizzare Torobo nei laboratori, sviluppando competenze nella programmazione del movimento, nell'integrazione dei sensori di visione e nel test delle reazioni agli stimoli tattili.
Attività di servizio e marketing
Assistenza agli Ospiti e Reception: Una testa opzionale con telecamere e microfoni consente al robot di riconoscere i volti o svolgere interazioni vocali di base nei punti informativi o nelle reception.
Eventi e dimostrazioni tecnologiche: Un robot umanoide che dimostra le proprie capacità di manipolazione o interagisce con il pubblico attira l'attenzione e costruisce l'immagine di un'organizzazione orientata alle soluzioni moderne.
Applicazioni industriali leggere
Manipolazioni di Precisione fino a 7 kg: Torobo può spostare componenti, smistare parti più piccole o svolgere semplici attività di assemblaggio utilizzando il controllo di forza e impedenza, mantenendo al contempo la sicurezza del personale.
Telaio omnidirezionale: Consente al robot di muoversi in più direzioni negli spazi limitati di stabilimenti produttivi o magazzini, senza necessità di riprogettare l'infrastruttura.
Integrazione con sistemi di gestione e IT
Monitoraggio remoto: Il robot può essere collegato a sistemi cloud, raccogliendo in tempo reale dati relativi al movimento e alle prestazioni, a supporto delle decisioni sull'ottimizzazione dei processi.
Controllo tramite rete: La connettività multiporta, che comprende Ethernet e connettori analogici e digitali, facilita il collegamento di Torobo ai sistemi aziendali esistenti, come WMS ed ERP, trasformandolo in parte di un sistema produttivo o logistico integrato.
Grazie a un'architettura software flessibile, a un'ampia base di sensori e a un approccio incentrato sull'interazione uomo-robot, Torobo può essere uno strumento efficiente nelle aree legate allo sviluppo e all'implementazione pratica della robotica umanoide. Le sue capacità risultano utili in ambienti che richiedono movimenti fluidi, collaborazione sicura con il personale e apprendimento adattivo dei comportamenti e delle sequenze di movimento.
Tecnologia e innovazione, sicurezza
Torobo
Torobo di Tokyo Robotics combina meccanismi di azionamento avanzati con un ricco set di sensori e algoritmi di machine learning. Secondo le informazioni del produttore, il robot è progettato per interagire in sicurezza con le persone e l'ambiente, grazie al rilevamento delle collisioni, al controllo della forza e ai metodi di apprendimento tramite dimostrazione.
Azionamenti avanzati e controllo del movimento
- 7 assi in ciascun braccio, vita a 3 assi e collo a 3 assi: Consentono un'ampia gamma di movimenti utili nella manipolazione di oggetti e nel lavoro in spazi ristretti.
- Controllo d'Impedenza e Rilevamento delle Collisioni: Il robot può reagire agli ostacoli imprevisti limitando la forza o la coppia nei giunti, favorendo una collaborazione fluida negli ambienti di servizio e di ricerca.
Navigazione, Visione e Interazione
- Telaio autonomo omnidirezionale (4 assi): Consente al robot di muoversi liberamente in più direzioni, caratteristica particolarmente utile negli ambienti con una disposizione non standard.
- Testa Opzionale con Sistema di Telecamere: Una telecamera stereo grandangolare, una telecamera fisheye e una telecamera di profondità possono supportare attività di riconoscimento degli oggetti e mappatura 3D. I microfoni stereo consentono un'interazione vocale di base.
Supporto all'Apprendimento e al Machine Learning
- Controllo della forza e dimostrazioni: Gli algoritmi integrati consentono a Torobo di apprendere i movimenti per imitazione. Può inoltre essere implementato il Reinforcement Learning per migliorare gradualmente l'esecuzione delle attività.
- Secondo Computer con Scheda RTX 4070 (opzionale): Per attività che richiedono un'elaborazione dei dati più intensa, come il riconoscimento delle immagini in tempo reale o algoritmi avanzati di pianificazione del movimento.
Robot Torobo
Integrazione e compatibilità, personalizzazione e adattamento delle soluzioni
Torobo si distingue per un approccio flessibile alla configurazione hardware e software. Grazie a diversi connettori, all’integrazione con il diffuso ecosistema ROS e alla possibilità di ampliare i computer di bordo, il robot può essere adattato alle esigenze di molti settori - dalla ricerca scientifica alle applicazioni industriali leggere.
Architettura Software Aperta
- Supporto per ROS e simulazione: Torobo è compatibile con MoveIt e RViZ, oltre che con i simulatori NVIDIA Isaac Sim e MuJoCo, consentendo la pianificazione del movimento, la visualizzazione e l'apprendimento di nuovi comportamenti in ambienti virtuali prima della loro implementazione nel mondo reale.
- Controllo di basso livello e modalità dimostrativa: Il produttore fornisce strumenti che consentono agli sviluppatori di eseguire operazioni precise sulle articolazioni o programmare comportamenti robotici mediante il metodo "insegnare al robot tramite dimostrazione".
Connettori esterni e alimentazione degli effettori
- 8 ingressi digitali, 8 uscite digitali, I/O analogici: Questo insieme di interfacce facilita il collegamento di sensori aggiuntivi, manipolatori e dispositivi ausiliari.
- 24V DC nel braccio: Grazie all’alimentazione integrata all’estremità del braccio è possibile installare e alimentare effettori dedicati che ampliano la gamma di compiti utili, ad esempio una pinza specializzata o una ventosa.
Possibilità di Lavorare in Diversi Settori
- Applicazioni Industriali Leggere: Il robot può supportare i dipendenti in piccole attività di assemblaggio o manipolazione, alleggerendo il team e aumentando la precisione.
- Marketing e servizio clienti: Grazie alla struttura umanoide, Torobo può attirare l'attenzione negli stand e agli eventi e, in modalità reception, svolgere attività legate alla comunicazione di base.
Supporto nell'Istruzione e nella Ricerca
- Struttura a Due Bracci: 7 assi in ciascun braccio supportano la ricerca sulla manipolazione bimanuale, ad esempio per sviluppare metodi di assemblaggio degli oggetti o di trasporto congiunto di carichi leggeri.
- Ambiente di sviluppo aperto: Le istituzioni educative hanno accesso a SDK e documentazione che consentono di insegnare agli studenti metodi moderni di controllo e integrazione dell'AI, ampliando le competenze nel campo della robotica.
Le possibilità sopra elencate consentono un utilizzo creativo di Torobo in numerosi scenari - dal supporto a leggere attività di magazzino e presentazione, attraverso progetti scientifici e di sviluppo, fino al ruolo di strumento educativo nelle istituzioni che insegnano robotica e intelligenza artificiale. Grazie all'architettura aperta e al supporto degli standard più diffusi, la piattaforma offre ampie possibilità di sperimentazione e adattamento a specifici obiettivi di implementazione.
Robot umanoide Torobo
Vantaggi per i Clienti
Il robot umanoide Torobo di Tokyo Robotics si distingue per la flessibilità della configurazione e le capacità di interazione, che possono offrire un valore evidente in numerosi settori - dai servizi e dal marketing, attraverso progetti educativi e di ricerca, fino alle attività industriali leggere. Grazie a un insieme unico di azionamenti e sensori, Torobo è in grado di affrontare diverse sfide che richiedono sia mobilità sia manipolazione precisa.
Maggiore efficienza e minore carico di lavoro per il personale
- Il robot può assumere compiti di trasporto di piccoli oggetti, con una capacità di carico di 7 kg per braccio, in ambienti d'ufficio o di magazzino, liberando i dipendenti da attività monotone.
- Il telaio omnidirezionale consente al robot di muoversi in modo efficiente negli spazi interni pieni di ostacoli, supportando con flessibilità le attività logistiche.
Rafforzamento dell'Immagine e del Servizio Clienti
- Un umanoide con configurazione opzionale della testa, comprendente telecamere, microfoni e altoparlante, attira l'attenzione durante eventi, fiere e nei punti informativi, dove può fornire ai visitatori materiali promozionali o indicazioni.
- L'integrazione con servizi AI nel cloud, ad esempio riconoscimento vocale o test di algoritmi AI, migliora la qualità dell'interazione e consente di differenziare l'offerta nel settore.
Sviluppo dell'innovazione e progetti di ricerca
- La solida architettura, 7 assi in ogni braccio e sensori avanzati, insieme al supporto software ROS, Isaac Sim e MuJoCo, rende Torobo uno strumento interessante per esplorare nuovi metodi di controllo e machine learning.
- L'apprendimento tramite dimostrazione o il rilevamento delle collisioni in tempo reale consentono a ricercatori e studenti di testare nella pratica algoritmi innovativi di AI e modelli di controllo per robot umanoidi.
Flessibilità nelle applicazioni industriali e di servizio
- Il robot può operare in piccole aree produttive in cui è richiesta la collaborazione con il personale, grazie a funzioni di sicurezza avanzate come il rilevamento delle collisioni e il controllo della forza.
- L'integrazione con sistemi di gestione delle risorse come WMS ed ERP amplia le possibilità di automazione del trasporto di componenti leggeri o forniture per ufficio.
FAQ - Domande frequenti
Robot Umanoide Torobo
Di seguito presentiamo le risposte alle principali domande che sorgono durante la pianificazione dell'implementazione o dello sviluppo di un progetto con Torobo:
Il produttore offre il robot nell'ambito di progetti personalizzati. La disponibilità finale e i tempi di consegna dipendono dalla configurazione scelta, ad esempio dal pacchetto di sensori e dal software, nonché dai requisiti di implementazione.
I costi dipendono dalla configurazione hardware e dall'ambito di integrazione con i sistemi IT. Dopo la definizione dei requisiti, l'azienda responsabile dell'implementazione, ad esempio NexaRob, prepara un'offerta "chiavi in mano".
La specifica ufficiale dichiara 7 kg per ciascun braccio anche in una posizione sfavorevole. Questo valore è adatto ad attività con un livello medio di difficoltà nella manipolazione.
L'ambito di utilizzo principale è il lavoro in ambienti interni (uffici, capannoni, laboratori). Il telaio omnidirezionale funziona al meglio su superfici piane e lisce.
La versione base dei robot Tokyo Robotics si concentra sul controllo e sulla percezione visiva. Il riconoscimento vocale richiede servizi AI aggiuntivi (ad esempio cloud), che il produttore può aiutare a integrare.
Il produttore indica che le batterie sono sufficienti per circa 3 ore di funzionamento, tuttavia è possibile lavorare continuamente durante la ricarica - tutto dipende dall'intensità delle attività di manipolazione e locomozione.
Sì, il robot è stato progettato pensando alla sperimentazione con ML e DRL. Un computer opzionale con scheda RTX 4070 offre ulteriore potenza di calcolo per l'elaborazione delle immagini e gli algoritmi AI.
Grazie alla piattaforma aperta e ai numerosi porti esterni, Ethernet, I/O digitali e analogici, Torobo può collaborare con software ERP o WMS, ricevendo ed eseguendo automaticamente attività di trasporto di piccoli oggetti.
Sì, il supporto per ROS, la possibilità di utilizzare simulatori, ad esempio MuJoCo e Isaac Sim, e l'architettura aperta lo rendono una piattaforma adatta ai laboratori universitari, consentendo attività di ricerca e sviluppo di nuovi metodi di controllo del movimento.
Altre domande?
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