Roboty humanoidalne, jako wysoce zintegrowane inteligentne urządzenia, posiadają złożone i wyrafinowane struktury zaprojektowane tak, aby naśladować ludzki wygląd i zachowanie, realizując różnorodne funkcje. W przypadku wyżej wymienionych produktów kliknij poniżej, aby dowiedzieć się więcej o ich specyfikacjach.
Strukturę robota humanoidalnego można ogólnie podzielić na kilka podstawowych części: głowę, tułów, kończyny górne, kończyny dolne i układ sterowania.
Głowa zazwyczaj zawiera system wizyjny (kamera), system słuchowy (mikrofon), system mowy (głośnik) i mechanizm symulacji ekspresji, umożliwiający robotowi postrzeganie otoczenia, komunikowanie się z ludźmi i wyrażanie emocji. System wizyjny rejestruje obrazy za pomocą kamery, dokonuje rozpoznawania i przetwarzania obrazu, zapewniając robotowi możliwości percepcji wzrokowej; układ słuchowy odbiera sygnały dźwiękowe poprzez mikrofon, umożliwiając rozpoznawanie mowy i interakcję; system mowy odpowiada za przekształcanie informacji tekstowych na mowę, umożliwiając komunikację głosową z ludźmi.
Tułów jest podstawową strukturą nośną humanoidalnego robota, integrującą system zasilania, jednostkę obliczeniową i różne czujniki. Układ zasilania zapewnia stabilne zasilanie robota, zapewniając jego ciągłą pracę. Jednostka obliczeniowa, „mózg robota”, przetwarza dane z różnych czujników, wykonując złożone algorytmy i podejmując decyzje. Czujniki, w tym akcelerometry, żyroskopy i czujniki siły, służą do postrzegania postawy robota, stanu ruchu i interakcji z otoczeniem.
Kończyny górne obejmują zazwyczaj ramiona, łokcie, nadgarstki i dłonie. Każdy przegub jest wyposażony w silnik napędowy i mechanizm przekładniowy, umożliwiający robotowi wykonywanie różnych precyzyjnych ruchów, takich jak chwytanie, przenoszenie i manipulowanie narzędziami. Silniki napędowe zapewniają moc, a mechanizm przekładni przekazuje moc do każdego przegubu, zapewniając elastyczną kontrolę ruchu.
Kończyny dolne, włączając biodra, kolana, kostki i stopy, są kluczowe dla chodzenia i biegania humanoidalnych robotów. Projekt kończyn dolnych musi uwzględniać stabilność, elastyczność i efektywność energetyczną, zazwyczaj wykorzystując zasady biomimetyczne do symulacji mechanizmów chodzenia człowieka. Dzięki precyzyjnej kontroli stawów i planowaniu chodu robot może stabilnie chodzić po zróżnicowanym terenie, a nawet wykonywać skomplikowane ruchy, takie jak skakanie i toczenie się.
System sterowania to „ośrodek nerwowy” humanoidalnego robota, odpowiedzialny za koordynację pracy różnych części i uzyskiwanie ogólnej kontroli ruchu oraz podejmowanie-decyzji behawioralnych. Systemy sterowania zazwyczaj wykorzystują architekturę warstwową, obejmującą sterowanie ruchem-niskiego poziomu, planowanie zachowań-średniego poziomu i podejmowanie decyzji-wysokiego poziomu-. Sterowanie ruchem na niskim-poziomie zapewnia precyzyjną kontrolę stawów, gwarantującą poruszanie się robota-po wcześniej ustawionej trajektorii; planowanie zachowania średniego-poziomu planuje sekwencję zachowań robota w oparciu o wymagania dotyczące zadania i informacje o środowisku; a podejmowanie-wysokiego szczebla decyzyjnego-podejmuje optymalne decyzje w oparciu o postrzegane informacje i cele zadań.
Co więcej, skład strukturalny robotów humanoidalnych obejmuje wiedzę i technologie z wielu dziedzin, w tym materiałoznawstwa, projektowania mechanicznego, elektrotechniki i informatyki. Dzięki ciągłemu postępowi technologicznemu skład strukturalny robotów humanoidalnych stanie się bardziej zoptymalizowany, ich funkcje bardziej wszechstronne, a scenariusze ich zastosowań szersze.
