Humanoider Roboter für Bildung und persönliche Assistenz

Ich arbeite am Umbau des humanoiden Roboters Poppy, um sein Open-Source-Vermächtnis fortzuführen und ihn leichter, stabiler, schneller, billiger und intelligenter zu machen, indem ich offline agentenbasierte KI-Modelle verwende.

Meine Motivation, Poppy Humanoid als erschwinglichen Open-Source-Roboter nachzubauen, geht über die bloße Ermöglichung des Zugangs zur humanoiden Robotik hinaus. Sie rührt von meiner tiefen Enttäuschung über das rumänische Schulsystem her, in dem es nicht gelungen ist, echte Innovation, praktische Fähigkeiten und kritisches Denken zu fördern.

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Als ich aufwuchs, erlebte ich aus erster Hand, wie das System veraltete Theorie dem praktischen Lernen vorzog und die Schüler davon abhielt, zu experimentieren und über den Tellerrand zu schauen. Robotik, künstliche Intelligenz und Ingenieurwesen wurden als abstrakte Konzepte behandelt, die in den Klassenzimmern wenig bis gar keine praktische Anwendung fanden. Viele begabte Schülerinnen und Schüler wurden ohne Anleitung, Zugang zu Ressourcen oder Ermutigung zurückgelassen , um Technologie auf sinnvolle Weise zu erforschen.

Mit diesem Projekt möchte ich diesen Kreislauf durchbrechen, indem ichjedem, unabhängig von seinem Hintergrund, die Werkzeuge zum Lernen, Experimentieren und Entwickeln an die Hand gebe, ohne durch teure proprietäre Systeme eingeschränkt zu werden.

Technologiesollte offen, erschwinglich und zugänglich sein, damit Studenten, Macher und Forscher reale Fähigkeiten entwickeln und die Grenzen des Möglichen erweitern können.

Wofür werden die Spendengelder verwendet?

Ihre Unterstützung wird zur Deckung folgender Kosten beitragen

• Forschung und Entwicklung (Hardware + KI)
• 3D-Druck, Testen neuer Teile und neuer Materialien
• Open-Source-Dokumentation und Anleitungen
• Erstellung eines zugänglichen DIY-Kits für jedermann

Dies ist ein von der Gemeinschaft getragenes Projekt, und alle Fortschritte werden quelloffen sein, so dass jeder dazu beitragen und davon profitieren kann.

Das Gehirn: Erschwinglich, offline, kindgerecht

Die Schlüsselinnovation meines Poppy-Humanoiden-Umbaus ist sein Offline-Gehirn, das ihn unabhängig, schnell und sicher macht und gleichzeitig erschwinglich bleibt.

• Die Hardware: Ein kleiner Raspberry Pi wird den Roboter antreiben, um die Kosten niedrig und die Zugänglichkeit hoch zu halten.
• KI-Modell: Eine hochgradig destillierte Version von GPT-NeoX, die so optimiert ist, dass sie auf begrenzter Hardware läuft, ohne dass eine Cloud-Verarbeitung erforderlich ist.
• Fähigkeiten: Es übernimmt Spracherkennung, Entscheidungsfindung und Bildverarbeitung, so dass der Roboter ohne teure externe Rechenleistung funktioniert.

Dieser Offline-Ansatz gewährleistet die vollständige Privatsphäre und ist somit ideal für den privaten und schulischen Gebrauch.

KI-Bewegungsausgleich & HerkuleX-Servos - ein intelligenterer, kostengünstigerer Ansatz

Um den neu gestalteten Poppy Humanoid erschwinglicher und effizienter zu machen, ersetze ich die ursprünglichen Servomotoren durch HerkuleX-Servos, die ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis und eine integrierte Rückkopplungssteuerung bieten.

Warum HerkuleX?

• Billiger als Dynamixel bei ähnlichen Eigenschaften
• Daisy-Chain-Konnektivität, die die Komplexität der Verdrahtung reduziert
• Eingebaute PID-Regelung und Positionsrückmeldung zur Verbesserung der Präzision
• Mehr Drehmoment pro Euro, wodurch die Bewegungen stärker und gleichmäßiger werden

AI-Bewegungskompensation

Um die Bewegung weiter zu optimieren, integriere ich ein KI-gesteuertes Kompensationssystem, das auf dem destillierten GPT-NeoX-Modell aufbaut :

• Prädiktive Bewegungsanpassungen - KI korrigiert kleine Fehler in Echtzeit
• Energieeffiziente Bewegungsplanung - Reduzierung der unnötigen Belastung der Motoren
• Selbstlernend - Das System passt die Bewegungen im Laufe der Zeit an

Durch die Kombination von HerkuleX-Servos mit der KI-Bewegungskompensation kann ich qualitativ hochwertige Bewegungen zu geringeren Kosten erzielen, wodurch humanoide Roboter für jedermann zugänglich werden.

Zukünftige Acrobat-Roboter & Bewegungssteuerung

Über die humanoide Form hinaus plane ich auch die Entwicklung eines humanoiden Roboters im Akrobatenstil mit folgenden Schwerpunkten:

• Dynamische Bewegung - Gleichgewicht, Saltos und Beweglichkeit.
• Effiziente Steuerungssysteme - Einsatz von Reinforcement Learning zur Verbesserung der Leistung im Laufe der Zeit.

Voraussichtliches technisches Datenblatt

Dieses voraussichtliche technische Datenblatt wird im Laufe der Tests noch verfeinert. Der Schwerpunkt liegt auf Kostenreduzierung, Druckbarkeit und KI-gesteuerter Autonomie, um es für Bastler, Pädagogen und Robotiker weltweit zugänglich zu machen.

• Aufbau & Herstellung: FDM 3D-gedruckt (PLA, PETG oder ABS), modularer Aufbau
• Höhe: ~80-90 cm (einstellbar)
• Gewicht: ~3-4 kg
• Freiheitsgrade (DoF): ~20-25 (abhängig von der endgültigen Servoauswahl)
• Aktuatoren: HerkuleX-Servos (günstigere Alternative zu Dynamixel)
• Hauptprozessor: Raspberry Pi 4 / 5 (endgültige Version TBD)
• KI-Modell: Distilled GPT-NeoX (optimiert für Offline-Nutzung)
• Bewegungskompensation: KI-basierte prädiktive Bewegungssteuerung
• Wahrnehmung: YOLO für Objekterkennung, LiDAR für 3D-Mapping, VGA-Kamera für Hochgeschwindigkeits-Rendering, Audio-Lautsprecher und Stereomikrofone.
• Steuerungsschnittstelle: Gestenerkennung, Sprachbefehle oder Fernsteuerung
• Konnektivität: Wi-Fi, Bluetooth (optional)
• Akku: Li-Ion oder LiPo (voraussichtlich 12V, 5000mAh)
• Software-Framework: Python-basiert, mit PyTorch/TensorFlow für KI
• Betriebssystem: Raspberry Pi OS (Debian-basiert)
• Erweiterungsmöglichkeiten: USB, GPIO, und I²C für zusätzliche Sensoren und Module
• Anwendungen: Bildung, Forschung, Robotikentwicklung, Akrobatik

Dieses Design legt den Schwerpunkt auf Erschwinglichkeit, Zugänglichkeit und KI-gesteuerte Autonomie, so dass es leicht zu bauen, zu modifizieren und für verschiedene Robotik-Anwendungen zu erweitern ist.

Mit Ihrer Spende unterstützen Sie die Entwicklung von erschwinglichen, intelligenten und offline-fähigen KI-Robotern für jedermann.

Jede Spende hilft, diese Vision Wirklichkeit werden zu lassen.

Vielen Dank für Ihre Unterstützung!