mały|Valkyrie (R5), dwunożny robot humanoidalny zbudowany przez NASA
Robot humanoidalny – robot, którego budowa naśladuje ciało człowieka. Typowo obejmuje tułów, głowę, dwa ramiona i dwie nogi, choć konstrukcje humanoidalne mogą zawierać tylko część tych elementów, na przykład samą górną część ciała osadzoną na mobilnej, często kołowej podstawie.
Cele takiego projektowania bywają praktyczne (obsługa narzędzi i poruszanie się w środowiskach stworzonych dla ludzi), badawcze (analiza dwunożnej lokomocji czy interakcji człowiek–robot) lub wystawiennicze. Międzynarodowa Federacja Robotyki definiuje robota humanoidalnego jako maszynę o ludzkim wyglądzie (typowo dwa ramiona z dłońmi, dwie nogi, tułów i głowa), zdolną wykonywać zadania w środowiskach zaprojektowanych dla ludzi bez ich przebudowy. Określenia android używa się zwykle wobec robotów do złudzenia przypominających człowieka.
Historia
Samo słowo „robot” pochodzi od czeskiego robota (praca przymusowa) i spopularyzowała je sztuka Karla Čapka R.U.R. z 1920 roku, choć sam termin przypisywany bywa bratu pisarza, Josefowi. Za jednego z pierwszych humanoidów uważany jest Elektro, skonstruowany przez Westinghouse robot o wzroście 2,1 m i masie 118 kg, który od 1939 roku prezentował na nowojorskiej Wystawie Światowej około 26 trików, w tym chodzenie, mówienie i liczenie.
Za pierwszy humanoid opisany w literaturze naukowej uchodzi WABOT-1 z Uniwersytetu Wasedy, maszyna zdolna do chodzenia, rozpoznawania obiektów i manipulowania nimi. W 1986 roku Honda rozpoczęła tajny program badawczy, którego efektem był w 1996 roku robot P2, a następnie ASIMO, potrafiący podskakiwać, biegać, nalewać herbatę i samodzielnie ładować akumulatory. Amerykańska firma Boston Dynamics pracowała nad Atlasem przez piętnaście lat. Od 2009 roku powstawały kolejne wersje maszyny napędzanej układem hydraulicznym, a do 2016 roku robot potrafił chodzić bez podłączenia kablem, otwierać drzwi i utrzymywać równowagę przy popychaniu go kijem hokejowym. Później Atlas nauczył się parkouru i układów tanecznych, a w kwietniu 2024 roku wersję hydrauliczną wycofano i zastąpiono konstrukcją w pełni elektryczną, przygotowywaną do komercjalizacji.
W 2025 i 2026 roku humanoidy zaczęły masowo opuszczać laboratoria i trafiać do fabryk oraz magazynów. Raport Morgana Stanleya z czerwca 2026 roku prognozuje, że same tylko Chiny będą produkować do 2030 roku około 446 tysięcy robotów humanoidalnych rocznie, a udział pełnowymiarowych humanoidów ma wzrosnąć z 30% w 2026 roku do około 70% w 2028.
Zastosowania
Medycyna i badania
Praca szpitalna w dużej mierze polega na poruszaniu się, manipulowaniu przedmiotami i bezpiecznej interakcji w przestrzeniach zaprojektowanych dla ludzi, dlatego to właśnie humanoidalny kształt uznaje się tam za szczególnie obiecujący. W 2026 roku chirurdzy Uniwersytetu Kalifornijskiego po raz pierwszy w historii przeprowadzili z udziałem telesterowanych humanoidów zabiegi na dużych ssakach niebędących naczelnymi. W pierwszym z zabiegów robot pracował u boku ludzkiego chirurga przy usunięciu pęcherzyka żółciowego, w drugim dwa humanoidy przeprowadziły operację samodzielnie. Wyglądający na przebudowaną maszynę Unitree G1 zestaw o masie 27 kg jest znacznie lżejszy i tańszy od klasycznych systemów robotyki chirurgicznej ważących około 800 kg i wymagających przebudowy sali operacyjnej.
Humanoidy o górnej połowie ciała osadzonej na mobilnej podstawie służą od lat głównie badaniom nad interakcją człowiek–robot i robotyką poznawczą, a udostępniane środowiskom akademickim platformy badawcze pozwalają wielu ośrodkom dzielić koszty rozwoju technologii.
Rozrywka
W parkach rozrywki humanoidalne maszyny pełnią rolę zaawansowanych animatronów, odtwarzających ludzkie ruchy i mowę. Disney Research rozwija z kolei „stuntronics”, czyli lalki kaskaderskie swobodnie szybujące w powietrzu, które dzięki pokładowym czujnikom wykonują powtarzające się salta, skręty i pozy podczas widowisk na żywo.
Humanoidy stały się też bohaterami zawodów sportowych. W maju 2025 roku chińska firma Unitree transmitowała opisywany jako pierwszy na świecie pojedynek bokserski robotów, w którym cztery maszyny G1 walczyły w turnieju. Sterowano nimi zdalnie, choć wykonywały też krótkie autonomiczne sekwencje zaprogramowanych działań. W sierpniu 2025 roku Pekin gościł pierwsze Światowe Igrzyska Robotów Humanoidalnych z zawodami w kickboxingu, lekkoatletyce, piłce nożnej i tańcu. Widowisko, wspierane przez chiński rząd, miało pokazać przewagę kraju w branży. Wydarzenie poprzedziły występy tańczących humanoidów w transmitowanej gali noworocznej, którą w sieci obejrzano niemal 17 miliardów razy. W lipcu 2026 roku firma EngineAI zorganizowała w Shenzhen turniej kickboxingu Ultimate Robot Knock-out Legend. Trzydzieści dwa zespoły rywalizowały na identycznych maszynach T800, rozwijając własne oprogramowanie, przy puli nagród 10 mln juanów. W jednej z walk robotowi oderwano kopnięciem głowę, a według organizatorów starcia miały też służyć jako poligon testowy. Zbierane podczas nich dane miały pomagać przy projektowaniu kolejnych generacji maszyn.
Platformy badawcze
Wiele humanoidów powstało głównie po to, by demonstrować postęp w sterowaniu ruchem i służyć jako platformy rozwojowe. Międzynarodowe zawody, takie jak rozgrywki FIRA, RoboCup czy DARPA Robotics Challenge, wyznaczają punkty odniesienia i motywują zespoły do długofalowej pracy. Zbudowany przez NASA dla zmagań DARPA Robotics Challenge robot Valkyrie (R5) miał być wytrzymałą, w pełni elektryczną maszyną zdolną do działania w środowiskach zniszczonych lub niebezpiecznych dla człowieka.
Budowa
Czujniki
Najważniejszym czujnikiem dwunożnego robota jest jednostka inercyjna, łącząca akcelerometry, żyroskopy i magnetometry. Montowana zwykle w górnej części ciała mierzy przyspieszenia oraz prędkości kątowe względem podłoża i dostarcza danych silnikowi chodu. Do postrzegania otoczenia służą kamery (także systemy wizji stereoskopowej mierzące odległość od przeszkód), skanery laserowe, czujniki ultradźwiękowe i na podczerwień oraz czujniki siły, ciśnienia i dotyku umieszczane w dłoniach i stopach.
Siłowniki
Najczęściej stosowane są siłowniki liniowe, przy czym pojedynczy silnik elektryczny często nie daje dość momentu obrotowego dla stawu robota wielkości człowieka, dlatego łączy się wiele silników na staw lub stosuje przekładnie. Siłowniki hydrauliczne rozwijają większy moment obrotowy przy tych samych rozmiarach. Siłowniki pneumatyczne działają na zasadzie ściśliwości gazów. O możliwościach i cenie całego robota decyduje dobór technologii napędu, kinematyki, liczby stopni swobody (praktyczne minimum to około 20), jednostek obliczeniowych i zasilania, opartego najczęściej na akumulatorach litowo-polimerowych.
Planowanie i sterowanie
Kluczowym problemem pozostaje utrzymanie równowagi podczas chodu. Robot jest stabilny, gdy jego środek masy (a dokładniej punkt zerowego momentu, ZMP, wprowadzony w 1970 roku przez Miomira Vukobratovicia) pozostaje wewnątrz wielokąta podparcia wyznaczonego przez stopy. Współczesne silniki chodu generują trajektorię ZMP z wyprzedzeniem, wykorzystując uproszczone modele dynamiczne, co pozwala humanoidom maszerować płynnie także przy dynamicznych ruchach. Ponieważ humanoidy pracują w otwartym, zmiennym środowisku, ich układy planowania muszą łączyć planowanie ścieżki, omijanie przeszkód i unikanie kolizji z bieżącą korektą postawy całego ciała.
W kulturze
Fantastyka naukowa od dekad wykorzystuje roboty humanoidalne, by stawiać pytania o granice człowieczeństwa. W filmie Blade Runner androidy-replikanci, nieodróżnialne od ludzi z wyglądu, są pozbawione praw i budzą jednocześnie sympatię widzów oraz niepokój związany z nadmiernie wiernym naśladownictwem.
Krytyka
W logistyce humanoidy nie dorównują jeszcze automatyzacji klasycznej: chwytki nie dysponują dostateczną podatnością i czuciem dotyku, by pewnie obsługiwać tysiące kształtów towarów, a w ciasnych magazynowych alejkach lepiej radzą sobie roboty kołowe (AMR) i sprawdzone systemy „towar do człowieka”. Analitycy oceniają, że powszechne wdrożenia to wciąż odległa perspektywa. Pojawia się też pytanie o etykę: zdaniem informatyka Petera Bentleya, gdyby roboty osiągnęły ludzką inteligencję, przymus pracy wobec nich wymagałby ochrony prawnej porównywalnej z zakazem niewolnictwa. Same humanoidalne kopie ludzi mogą wywoływać niepokój i odrazę, co opisuje hipoteza doliny niesamowitości analizowana m.in. w metaanalizie 49 badań na próbie 3556 osób.
Przypisy
Kategoria:Robotyka Kategoria:Roboty