Robot humanoide

Valquíria (R5), un robot humanoide[1] de la NASA

Un robot humanoide és un robot que s'assembla al cos humà en forma. El disseny pot tenir finalitats funcionals, com ara la interacció amb eines i entorns humans i el treball al costat dels humans, amb finalitats experimentals, com ara l'estudi de la locomoció bípeda,[2] o amb altres finalitats.

En general, els robots humanoides es caracteritzen pel seu disseny antropomòrfic, que inclou un tors, un cap, dos braços i dues cames. Alguns robots humanoides poden tenir una gamma més limitada de rèpliques corporals, que només comprenen un subconjunt dels components esmentats anteriorment.

El terme androide pot referir-se a robots humanoides dissenyats per semblar-se molt al físic humà. El terme ginoide s'utilitza de vegades per referir-se a robots amb aspecte femení.

Aplicacions

Medicina i recerca

Els robots humanoides són un recurs valuós en el món de la medicina i la biotecnologia, així com en altres camps de recerca com la biomecànica i la ciència cognitiva.[3] Els robots humanoides s'utilitzen per desenvolupar pròtesis complexes per a persones amb discapacitats físiques com ara la pèrdua de membres.[4] El WABIAN-2 és un nou robot humanoide mèdic creat per ajudar els pacients en la rehabilitació de les extremitats inferiors.[4]

Tot i que l'objectiu inicial de la recerca humanoide era construir millors ortesis i pròtesis per a éssers humans, el coneixement s'ha transferit entre ambdues disciplines. Alguns exemples són les pròtesis de cama motoritzades per a persones amb discapacitat neuromuscular, l'ortesi de turmell i peu, les pròtesis de cama biològicament realistes i les pròtesis d'avantbraç.

Els robots humanoides es poden utilitzar com a subjectes de prova per a la pràctica i el desenvolupament d'ajudes sanitàries personalitzades, actuant essencialment com a infermeres robòtiques per a grups demogràfics com ara la gent gran.[5] Els humanoides també són adequats per a algunes vocacions basades en procediments, com ara administradors de recepció i treballadors de línies de fabricació d'automòbils. En essència, com que poden utilitzar eines i operar equips i vehicles dissenyats per a la forma humana, els humanoides teòricament podrien realitzar qualsevol tasca que un ésser humà pugui realitzar, sempre que tinguin el programari adequat. Tanmateix, la complexitat de fer-ho és immensa.

Entreteniment

Robots humanoides en un combat de boxa escenificat durant una exhibició de robòtica.

Els robots humanoides han aparegut durant molt de temps en l'entreteniment i la ficció, des de figures mitològiques com Prometeu fins a personatges mecànics dels primers autòmats i pel·lícules de ciència-ficció.[6] En els parcs temàtics contemporanis, les màquines humanoides s'utilitzen àmpliament com a animatròniques sofisticades que imiten el moviment humà, les expressions facials i la parla. Grups de recerca de Walt Disney Imagineering han desenvolupat "stuntronics", dobles d'acrobàcies humanoides de vol lliure que utilitzen detecció i control integrats per realitzar salts i postures aèries durant espectacles en directe, permetent a personatges com ara superherois executar acrobàcies que serien perilloses per als intèrprets humans.[7]

Fora dels parcs temàtics, els robots humanoides apareixen cada cop més en esdeveniments i competicions en directe d'estil esportiu. El 2025, l'empresa xinesa de robòtica Unitree va retransmetre en directe el que va anunciar com el primer torneig de boxa entre robots humanoides, amb quatre robots G1 participant en un esdeveniment en un ring petit que combinava el control remot amb seqüències autònomes curtes. El mateix any, Pequín va acollir els primers Jocs Mundials de Robots Humanoides, on més de 500 robots de 280 equips van competir en esdeveniments com futbol, curses i boxa i van realitzar coreografies com hip-hop i arts marcials durant la cerimònia d'obertura. També s'han promogut partits d'exhibició i tornejos amb equips de futbol de robots humanoides com a proves per a futurs esdeveniments multiesportius de robots.[8] Fins i tot hi va haver robots humanoides que van actuar com a ballarins durant la cerimònia d'inauguració dels Jocs Asiàtics de Platja de 2026 a Sanya, Xina.

Els robots humanoides també s'han utilitzat com a intèrprets en concerts i programes de televisió. Al festival de música VOYAGEX de 2025 a Changchun, l'humanoide Adam de PNDbotics va aparèixer a l'escenari com a teclista com a part d'una actuació en directe d'una banda. A principis d'aquell any, una gala televisiva del Festival de Primavera xinès va presentar una coreografia en què setze robots humanoides Unitree H1 ballaven al costat d'artistes humans, presentada com a demostració del progrés del país en robòtica humanoide. Aquestes i altres aparicions similars en esdeveniments musicals i festivals públics s'han descrit com a maneres de familiaritzar el públic amb els robots humanoides alhora que mostren avenços en el control dinàmic, l'equilibri i la interacció humà-robot.[9] Un altre exemple és la Gala del Festival de Primavera de China Media Group del 2026.[10]

El juliol de 2026, EngineAI va estrenar l'Ultimate Robot Knock-out Legend (URKL), una lliga de combat professional per a robots humanoides de mida humana, amb un premi en metàl·lic d'1,4 milions de dòlars i un cinturó d'or pur de deu quilograms per al campió. La lliga va lliurar robots T800 estandarditzats per EngineAI a tots els equips participants, que van competir desenvolupant algoritmes i estratègies per ajudar els seus robots a vèncer els seus oponents. Durant els primers combats, un T800 va aconseguir una puntada de peu de tornado que va provocar la decapitació del cap d'un oponent.[11][12][13][14] Segons Zhao Tongyang, CEO d'EngineAI, la competició no era només per entreteniment, ja que les dades de les partides s'utilitzen per desenvolupar i millorar encara més la futura generació d'humanoides per a aplicacions comercials i industrials.[15]

Diversos robots humanoides i les seves possibles aplicacions en la vida quotidiana, incloent-hi rols de servei i d'acompanyament, apareixen al documental independent Plug & Pray, estrenat el 2010.[16]

Demostratiu

Fotografia de la primera generació d'Ameca al laboratori d'Engineered Arts

Tot i que moltes aplicacions reals dels robots humanoides no s'han explorat, el seu ús principal és demostrar tecnologies emergents.[17] Exemples moderns de robots humanoides, com el Honda Asimo, es revelen al públic per tal de demostrar nous avenços tecnològics en habilitats motores, com ara caminar, enfilar-se i tocar un instrument.[17] Altres robots humanoides s'han desenvolupat per a ús domèstic, però només destaquen en habilitats d'un sol propòsit i estan lluny de ser autònoms.[17] Els robots humanoides, especialment aquells amb algoritmes d'intel·ligència artificial (IA), podrien ser útils per a futures missions d'exploració espacial perilloses i/o distants, sense la necessitat de tornar enrere i a la Terra un cop finalitzada la missió.

Sensors

Un sensor és un dispositiu que mesura algun atribut del món. Sent una de les tres primitives de la robòtica (a més de la planificació i el control), la detecció juga un paper important en els paradigmes robòtics.

Els sensors es poden classificar segons el procés físic amb què treballen o segons el tipus d'informació de mesura que donen com a sortida. En aquest cas, es va utilitzar el segon mètode.[18]

Propioceptiu

Els sensors propioceptius detecten la posició, l'orientació i la velocitat del cos i les articulacions de l'humanoide, juntament amb altres valors interns.[19]

En els éssers humans, els otòlits i els canals semicirculars (a l'orella interna) s'utilitzen per mantenir l'equilibri i l'orientació.[20] A més, els humans utilitzen els seus propis sensors propioceptius (per exemple, tacte, extensió muscular, posició de les extremitats) per ajudar-los amb la seva orientació. Els robots humanoides utilitzen acceleròmetres per mesurar l'acceleració, a partir de la qual es pot calcular la velocitat mitjançant la integració;[21] sensors d'inclinació per mesurar la inclinació; sensors de força col·locats a les mans i els peus del robot per mesurar la força de contacte amb l'entorn;[22] sensors de posició que indiquen la posició real del robot (a partir dels quals es pot calcular la velocitat mitjançant la derivació);[23] i fins i tot sensors de velocitat.

Exteroceptiu

Una mà artificial que sosté una bombeta

Es poden utilitzar matrius de tactels per proporcionar dades sobre allò que s'ha tocat. La Mà d'Ombra utilitza una matriu de 34 tactels disposats sota la seva pell de poliuretà a la punta de cada dit.[24] Els sensors tàctils també proporcionen informació sobre les forces i els parells de moviment transferits entre el robot i altres objectes. La visió per computador fa referència al processament de dades de qualsevol modalitat que utilitzi la llum per produir una imatge. En robots humanoides s'utilitza per reconèixer objectes i determinar-ne les propietats.

Els sensors de visió funcionen de manera més semblant als ulls dels éssers humans. La majoria de robots humanoides utilitzen càmeres de dispositius d'acoblament de càrrega com a sensors de visió.

Els sensors de so permeten als robots humanoides escoltar la parla i els sons ambientals, de manera similar a les orelles d'un ésser humà. Els robots solen utilitzar micròfons per transmetre la parla.

Actuadors

Els actuadors són els motors responsables del moviment del robot.[25] L'exemple més popular d'un robot humanoide que utilitza actuadors hidràulics va ser el robot Atlas original fabricat per Boston Dynamics (retirat el 2024).

Els robots humanoides estan construïts de manera que imiten el cos humà. Utilitzen actuadors que funcionen com a músculs i articulacions, tot i que amb una estructura diferent.[26] Els actuadors dels robots humanoides poden ser elèctrics, pneumàtics o hidràulics.[27][28] És ideal que aquests actuadors tinguin una potència elevada, una massa baixa i unes dimensions reduïdes.[28]

Elèctric

Els actuadors elèctrics són els tipus d'actuadors més populars en robots humanoides.[29] Aquests actuadors són de mida més petita, i un sol actuador elèctric pot no produir prou potència per a una articulació de mida humana.[29] Per tant, és comú utilitzar múltiples actuadors elèctrics per a una sola articulació en un robot humanoide.[29] Un exemple de robot humanoide que utilitza actuadors elèctrics és l'HRP-2.[30] El 2026, la indústria va fer la transició cap a mòduls d'unió integrats que combinen motors sense escombretes d'alt parell amb engranatges d'ona de deformació per augmentar la densitat de potència.

Hidràulic

Els actuadors hidràulics produeixen més potència que els actuadors elèctrics i els actuadors pneumàtics, i tenen la capacitat de controlar el parell que produeixen millor que altres tipus d'actuadors.[31] No obstant això, poden arribar a ser molt voluminosos.[32][31] Una solució per solucionar el problema de la mida són els actuadors electrohidrostàtics (EHA).[31] L'exemple més popular d'un robot humanoide que utilitza actuadors hidràulics és el robot ATLAS fabricat per Boston Dynamics.[31][33]

Pneumàtic

Els actuadors pneumàtics funcionen sobre la base de la compressibilitat del gas.[34][35] A mesura que s'inflen, s'expandeixen al llarg de l'eix, i a mesura que es desinflen, es contrauen. Si un extrem està fix, l'altre es mourà en una trajectòria lineal. Un exemple popular d'actuador pneumàtic és el múscul de Mac Kibben.[35]

Planificació i control

La planificació en robots és el procés de planificar els moviments i les trajectòries que el robot ha de dur a terme.[36] El control és l'execució real d'aquests moviments i trajectòries planificats.[36] En els robots humanoides, la planificació ha de dur a terme moviments bípedes, és a dir, que els robots haurien de planificar moviments similars als d'un humà.[37] Com que un dels principals usos dels robots humanoides és interactuar amb els humans, és important que els mecanismes de planificació i control dels robots humanoides funcionin en una varietat de terrenys i entorns.[37]

La qüestió de l'estabilització dels robots bípedes caminants a la superfície és de gran importància.[38] El manteniment del centre de gravetat del robot sobre el centre de la zona de suport per proporcionar una posició estable es pot triar com a objectiu de control.[38]

Per mantenir l'equilibri dinàmic durant la caminada, un robot necessita informació sobre la força de contacte i el seu moviment actual i desitjat.[39] La solució a aquest problema es basa en un concepte important, el punt de moment zero (ZMP).[39]

Una altra característica dels robots humanoides és que es mouen, recopilen informació (mitjançant sensors) sobre el "món real" i interactuen amb ell.[40] No es queden quiets com els manipuladors de fàbrica i altres robots que treballen en entorns altament estructurats.[40] Per permetre que els humanoides es moguin en entorns complexos, la planificació i el control s'han de centrar en la detecció d'autocol·lisions, la planificació de trajectòries i l'evitació d'obstacles.[40][41]

Els robots humanoides encara no tenen algunes característiques del cos humà.[42] Inclouen estructures amb flexibilitat variable, que proporcionen seguretat (al mateix robot i a les persones) i redundància de moviments, és a dir, més graus de llibertat i, per tant, una àmplia disponibilitat de tasques.[42] Tot i que aquestes característiques són desitjables per als robots humanoides, aportaran més complexitat i nous problemes a la planificació i el control.[43] El camp del control de tot el cos tracta aquestes qüestions i aborda la coordinació adequada de nombrosos graus de llibertat, per exemple, per realitzar diverses tasques de control simultàniament seguint un ordre de prioritat determinat.[44][45]

Alguns robots humanoides només presenten la part superior del cos, que normalment està muntada en una base amb rodes,[46] cosa que redueix dràsticament el risc de caiguda comú a les unitats bípedes.[47]

Referències

  1. ↑ «NASA Looks to University Robotics Groups to Advance Humanoid Robot». NASA, 11-06-2015.
  2. ↑ (2023) "Bipedal Running: Bioinspired Fundamentals for versatile Humanoid Robot Locomotion" a 22nd IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots (Humanoids 2023). . DOI:10.1109/Humanoids57100.2023.10375238 
  3. ↑ Siciliano, Bruno. «Humanoid Robots: Historical Perspective, Overview, and Scope». A: Humanoid Robotics: A Reference (en anglès), 2019, p. 3–8. DOI 10.1007/978-94-007-6046-2_64. ISBN 978-94-007-6045-5.
  4. 1 2 Yu Ogura. «Development of a new humanoid robot WABIAN-2». A: Proceedings 2006 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2006. ICRA 2006 (en anglès), 2006, p. 76–81. DOI 10.1109/ROBOT.2006.1641164. ISBN 0-7803-9505-0.
  5. ↑ Yu Ogura. «Development of a new humanoid robot WABIAN-2». A: Proceedings 2006 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2006. ICRA 2006 (en anglès), 2006, p. 76–81. DOI 10.1109/ROBOT.2006.1641164. ISBN 0-7803-9505-0.
  6. ↑ Siciliano, Bruno. «Humanoid Robots: Historical Perspective, Overview, and Scope». A: Humanoid Robotics: A Reference (en anglès), 2019, p. 3–8. DOI 10.1007/978-94-007-6046-2_64. ISBN 978-94-007-6045-5.
  7. ↑ «Stuntronics – Disney Research» (en anglès). la.disneyresearch.com. [Consulta: 25 octubre 2021].
  8. ↑ «China holds first AI-powered robot football match» (en anglès). People's Daily Online, 02-07-2025. [Consulta: 21 novembre 2025].
  9. ↑ «RoboCup Humanoid League» (en anglès). RoboCup Humanoid League. [Consulta: 21 novembre 2025].
  10. ↑ Humanoid robots perform drunken kung fu with nunchucks at China’s Spring Gala https://interestingengineering.com/ai-robotics/humanoid-robots-wield-nunchucks-china
  11. ↑ Aldon, Michael. «China Hosts First Robot MMA Fight: Donnie Yen Witnesses Brutal Head Kick Decapitation» (en anglès americà). Yahoo Sports, 17-07-2026. [Consulta: 19 juliol 2026].
  12. ↑ «Robot wars: MMA bout between humanoids leaves 1 without a head, fans stunned» (en anglès). South China Morning Post, 18-07-2026. [Consulta: 19 juliol 2026].
  13. ↑ «Ultimate Robot Knockout Legend — The Humanoid Robot Combat League - RoboSports Global» (en anglès americà), 14-07-2026. [Consulta: 19 juliol 2026].
  14. ↑ «World’s first autonomous humanoid robot fight is China’s DARPA moment - Tecrow» (en anglès americà), 17-07-2026. [Consulta: 19 juliol 2026].
  15. ↑ Haddi, Abdul. «China's EngineAI hosts world's first robot MMA competition, 'T800' loses head and keeps on fighting» (en anglès americà). PC Guide, 17-07-2026. [Consulta: 19 juliol 2026].
  16. ↑ Siciliano, Bruno. «Humanoid Robots: Historical Perspective, Overview, and Scope». A: Humanoid Robotics: A Reference (en anglès), 2019, p. 3–8. DOI 10.1007/978-94-007-6046-2_64. ISBN 978-94-007-6045-5.
  17. 1 2 3 Behnke, Sven KI-Zeitschrift, 4, 8, 12-2008, p. 5–9.
  18. ↑ Magdy, Khaled. «What Are Different Types Of Sensors, Classification, Their Applications?» (en anglès americà). DeepBlue, 01-08-2020. [Consulta: 5 novembre 2021].
  19. ↑ Siegwart, Roland. Introduction to Autonomous Mobile Robots (Intelligent Robotics and Autonomous Agents series) second edition (en anglès). MIT Press, 2004, p. Chapter 4. ISBN 0262015358.
  20. ↑ «How does the balance system work?» (en anglès). Royal Victorian Eye and Ear Hospital. Arxivat de l'original el 2021-10-23. [Consulta: 5 novembre 2021].
  21. ↑ Nistler, Jonathan R.; Selekwa, Majura F. Procedia Computer Science, 6, 2011, p. 413–418. DOI: 10.1016/j.procs.2011.08.077 [Consulta: free].
  22. ↑ «Types of Tactile Sensor and Its Working Principle» (en anglès americà). ElProCus - Electronic Projects for Engineering Students, 12-05-2016. [Consulta: 5 novembre 2021].
  23. ↑ «Content - Differential calculus and motion in a straight line» (en anglès). amsi.org.au. [Consulta: 5 novembre 2021].
  24. ↑ «Shadow Robot Company: The Hand Technical Specification» (en anglès). Arxivat de l'original el 2008-07-08. [Consulta: 9 abril 2009].
  25. ↑ Le, Huu Minh; Do, Thanh Nho; Phee, Soo Jay Sensors and Actuators A: Physical, 247, 2016, p. 323–354. Bibcode: 2016SeAcA.247..323L. DOI: 10.1016/j.sna.2016.06.010.
  26. ↑ Le, Huu Minh; Do, Thanh Nho; Phee, Soo Jay Sensors and Actuators A: Physical, 247, 2016, p. 323–354. Bibcode: 2016SeAcA.247..323L. DOI: 10.1016/j.sna.2016.06.010.
  27. ↑ Hashimoto, Kenji Advanced Robotics, 34, 21–22, 16-11-2020, p. 1390–1397. DOI: 10.1080/01691864.2020.1813624 [Consulta: free].
  28. 1 2 Stasse, O. «An Overview of Humanoid Robots Technologies». A: Biomechanics of Anthropomorphic Systems (en anglès). 124, 2019, p. 281–310 (Springer Tracts in Advanced Robotics). DOI 10.1007/978-3-319-93870-7_13. ISBN 978-3-319-93869-1.
  29. 1 2 3 Hashimoto, Kenji Advanced Robotics, 34, 21–22, 16-11-2020, p. 1390–1397. DOI: 10.1080/01691864.2020.1813624 [Consulta: free].
  30. ↑ Stasse, O. «An Overview of Humanoid Robots Technologies». A: Biomechanics of Anthropomorphic Systems. 124, 2019, p. 281–310 (Springer Tracts in Advanced Robotics). DOI 10.1007/978-3-319-93870-7_13. ISBN 978-3-319-93869-1.
  31. 1 2 3 4 Stasse, O. «An Overview of Humanoid Robots Technologies». A: Biomechanics of Anthropomorphic Systems (en anglès). 124, 2019, p. 281–310 (Springer Tracts in Advanced Robotics). DOI 10.1007/978-3-319-93870-7_13. ISBN 978-3-319-93869-1.
  32. ↑ Hashimoto, Kenji Advanced Robotics, 34, 21–22, 16-11-2020, p. 1390–1397. DOI: 10.1080/01691864.2020.1813624 [Consulta: free].
  33. ↑ From 2024 onwards, the ATLAS was upgraded to an electric drivetrain that allows for more precise control, avoiding the problems associated with hydraulic systems.
  34. ↑ Hashimoto, Kenji Advanced Robotics, 34, 21–22, 16-11-2020, p. 1390–1397. DOI: 10.1080/01691864.2020.1813624 [Consulta: free].
  35. 1 2 Stasse, O. «An Overview of Humanoid Robots Technologies». A: Biomechanics of Anthropomorphic Systems (en anglès). 124, 2019, p. 281–310 (Springer Tracts in Advanced Robotics). DOI 10.1007/978-3-319-93870-7_13. ISBN 978-3-319-93869-1.
  36. 1 2 Khatib, Oussama IFAC Proceedings Volumes, 27, 14, 9-1994, p. 351–359. DOI: 10.1016/S1474-6670(17)47337-X [Consulta: free].
  37. 1 2 Fu, Chenglong. «Planning and Control for THBIP-I Humanoid Robot». A: 2006 International Conference on Mechatronics and Automation (en anglès), 2006, p. 1066–1071. DOI 10.1109/ICMA.2006.257773. ISBN 1-4244-0465-7.
  38. 1 2 Bazylev, D.N.; Pyrkin, A.A.; Margun, A.A.; Zimenko, K.A.; Kremlev, A.S. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics, 15-05-2015, p. 418–425. DOI: 10.17586/2226-1494-2015-15-3-418-425 [Consulta: free].
  39. 1 2 Fu, Chenglong. «Planning and Control for THBIP-I Humanoid Robot». A: 2006 International Conference on Mechatronics and Automation (en anglès), 2006, p. 1066–1071. DOI 10.1109/ICMA.2006.257773. ISBN 1-4244-0465-7.
  40. 1 2 3 Raković, Mirko; Savić, Srdjan; Santos-Victor, José; Nikolić, Milutin; Borovac, Branislav Frontiers in Neurorobotics, 13, 04-06-2019. DOI: 10.3389/fnbot.2019.00036. PMC: 6558152. PMID: 31214011 [Consulta: free].
  41. ↑ Du, Guanglong; Long, Shuaiying; Li, Fang; Huang, Xin Frontiers in Robotics and AI, 5, 06-11-2018. DOI: 10.3389/frobt.2018.00125. PMC: 7805694. PMID: 33501004 [Consulta: free].
  42. 1 2 Yamane, Katsu. «A Comparative Study Between Humans and Humanoid Robots». A: Humanoid Robotics: A Reference (en anglès), 2018, p. 1–20. DOI 10.1007/978-94-007-7194-9_7-1. ISBN 978-94-007-7194-9.
  43. ↑ «Robots with high degrees of freedom face barriers to adoption» (en anglès americà). Collaborative Robotics Trends, 02-10-2019. [Consulta: 4 novembre 2021].
  44. ↑ Khatib, O.; Sentis, L.; Park, J.; Warren, J. International Journal of Humanoid Robotics, 1, 1, 3-2004, p. 29–43. DOI: 10.1142/S0219843604000058.
  45. ↑ Whole-Body Impedance Control of Wheeled Humanoid Robots (en anglès). 116, 2016 (Springer Tracts in Advanced Robotics). DOI 10.1007/978-3-319-40557-5. ISBN 978-3-319-40556-8.
  46. ↑ Koetsier, John. «World-First: Humanoid Robot On Live Industrial-Scale Electronics Production Line» (en anglès). Forbes, 15-04-2026. [Consulta: 8 maig 2026].
  47. ↑ DeGeurin, Mack. «2025 proved humanoid robots are here to stay. And fall down.» (en anglès americà). Popular Science, 30-12-2025. [Consulta: 8 maig 2026].
This article is issued from Viquipèdia. The text is available under Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 unless otherwise noted. Additional terms may apply for the media files.