Fourier GR-2Fourier GR-2

Nová generace humanoidních robotů a její přínos pro budoucnost embodied AI

Fourier GR-2 představuje zásadní milník ve vývoji humanoidní robotiky. Tento robot, vyvinutý šanghajskou společností Fourier, kombinuje pokročilé hardwarové inovace s flexibilním softwarovým ekosystémem, což z něj činí univerzální platformu pro výzkum, průmysl i každodenní interakce. GR-2 navazuje na úspěch svého předchůdce GR-1, prvního sériově vyráběného humanoidního robota na světě, a přináší zdokonalení v oblasti pohybové dynamiky, senzorické integrace a energetické efektivity36. S výškou 175 cm a hmotností 63 kg disponuje 53 stupni volnosti, detekovatelnými taktilními senzory a modulární architekturou, která umožňuje přizpůsobení specifickým úkolům od zdravotní péče po logistiku34.

Evoluce humanoidních robotů Fourier GRx

Historický kontext a vývoj GR-1

První generace GR-1, představená koncem roku 2023, sloužila jako testovací platforma pro ověření konceptu „general-purpose“ humanoida. S 44 klouby a maximálním točivým momentem 230 N·m v kloubech dokázal zvládnout chůzi rychlostí 5 km/h, překonávání překážek a základní manipulační úkoly4. GR-1 využíval proprietární pohonné jednotky FSA (Force-Sensing Actuator), které kombinovaly vysoký výkon s energetickou účinností. Nicméně omezená kapacita baterie (460 Wh) a složitá kabeláž omezovaly jeho operační dosah4.

Technologický skok u GR-2

GR-2 řeší nedostatky předchozí generace prostřednictvím integrovaného návrhu kabeláže, který minimalizuje vnější rozvody a zvyšuje odolnost proti vnějším vlivům3. Významným vylepšením je modulární bateriový systém s kapacitou 920 Wh, umožňující výměnu za provozu a prodloužení provozní doby na 2 hodiny při plném zatížení6. Přechod z paralelní na sériovou konfiguraci kloubů (redukce počtu motorů z 44 na 53 při zachování kompaktnosti) zjednodušuje údržbu a optimalizuje rozložení hmotnosti3.

Biomechanické inovace a pohybová autonomie

Kinematika a dynamika chůze

GR-2 využívá hybridní algoritmy pro plánování trajektorie, které kombinují model-predictive control (MPC) s hlubokým reinforcement learningem. Tento přístup umožňuje adaptaci na nerovné povrchy s přesností 2 mm ve vertikální ose a kompenzaci vnějších sil až do 200 N bez ztráty stability36. Testy v terénu prokázaly schopnost robota překonávat schody o výšce 20 cm a udržovat chůzi rychlostí 3,6 km/h po dobu 45 minut při 60% zatížení baterie6.

Senzorická integrace a haptická zpětná vazba

Dvanáctistupňové manipulátory rukou obsahují šest taktilních senzorů s rozlišením 0,1 N, schopných rozpoznat materiálové vlastnosti objektů prostřednictvím analýzy vibrační odezvy3. Palmarní senzory kombinují piezorezistivní a kapacitní principy pro 3D mapování kontaktních sil v reálném čase. Tato data jsou zpracovávána pomocí FPGA čipů Xilinx s latencí pod 5 ms, což umožňuje jemnou manipulaci s křehkými předměty46.

Softwarová architektura a vývojové nástroje

FRAS (Fourier Robotics Autonomous System)

Jádrem řídicího systému je modulární ROS 2 (Robot Operating System) rozšířený o vlastní knihovny pro pohybové plánování a interakci s okolím. Vývojářské rozhraní podporuje Python, C++ a MATLAB, včetně simulátoru Gazebo s fyzikálním enginem Bullet pro digitálního dvojče46. Významným pokrokem je integrace multimodálního LLM (Large Language Model) od společnosti Fourier, který umožňuje přirozenou interakci prostřednictvím gest a řeči s kontextovým porozuměním6.

Učící metody a adaptivní chování

GR-2 podporuje tři režimy programování:

1. Impedanční řízení – přímá úprava tuhosti kloubů pro kooperativní úkoly

2. VR teleoperace – pohybová mapa vytvořená pomocí HTC Vive trackerů

3. Generativní AI – automatická syntéza pohybových sekvencí na základě textových pokynů36

V experimentálních testech dosáhl robot 87% úspěšnosti při replikaci 50 základních domácích úkonů (otevírání dveří, podávání předmětů) bez předchozího tréninku v daném prostředí6.

Aplikační domény a průmyslové nasazení

Zdravotnictví a rehabilitační péče

Ve spolupráci s předními neurologickými centry byl GR-2 testován jako asistent pro pacienty s Parkinsonovou chorobou. Robot dokáže detekovat mikroodchylky v chůzi pomocí kombinace IMU senzorů a vizuální analýzy, poskytovat vibrační feedback pro korekci pohybu a fyzicky asistovat při přechodech mezi sedem a stojem4.

Logistika a výrobní automatizace

Prototypové nasazení v automobilovém průmyslu prokázalo schopnost GR-2 manipulovat s nářadím do 3 kg, provádět kontrolu svarů multispektrální kamerou a spolupracovat s kolaborativními roboty (coboty) při montážních operacích. Flexibilní konfigurace dovoluje přeprogramování pracovní buňky za méně než 4 hodiny6.

Etické výzvy a budoucí směry vývoje

Sociální interakce a bezpečnostní protokoly

Aktuální verze GR-2 implementuje redundantní bezpečnostní systémy včetně LiDARu s dosahem 8 m pro detekci pohybu a havarijní EM brzdy v kloubech. Výzkumný tým Fourier spolupracuje s ethicisty na vývoji frameworku pro transparentní AI rozhodování v kritických situacích3.

Perspektivy neuromorfního výpočtu

Plánovaná integrace neuromorfických čipů Loihi 2 od Intelu by měla snížit energetickou náročnost neuronových sítí o 75 % při zachování výpočetní kapacity. Paralelně probíhá výzkum biodegradovatelných polymerů pro kloubové kryty s cílem redukovat ekologickou stopu6.

Fourier GR-2 představuje syntézu pokročilé mechaniky, senzoriky a umělé inteligence, která překračuje hranice současné robotiky. Jeho modulární architektura a otevřený vývojový ekosystém vytvářejí platformu pro průnik embodied AI do nových aplikačních domén. Výzvy v oblasti energetické efektivity a sociální akceptace nicméně ukazují, že cesta k univerzálním humanoidním pomocníkům bude vyžadovat interdisciplinární spolupráci napříč technologickým i humanitním spektrem346.

Oficiální dokumentaci a demonstrační videa lze nalézt na webu Fourier Robotics. Detailní technické analýzy jsou dostupné v publikaci The Robot Report6.