Microduck Hardware Explicado: Como Construir um Robô Bípedo RL DIY Original

Microduck tornou-se rapidamente um dos pequenos robôs mais falados de 2026. A Pollen Robotics apresenta-o como um bípedo de 25 cm, com cerca de 800 g, 15 atuadores, uma câmara, sensor de profundidade, dois IMUs e um loop de controlo de aprendizagem por reforço a 50 Hz a bordo. O seu preço de pré-encomenda introdutório é de $399, enquanto o seu software, simulador e fluxo de trabalho de aprendizagem por reforço são publicados para que os desenvolvedores possam inspecionar e expandir.

Essa combinação levanta naturalmente uma questão:

> Os fabricantes podem construir um robô de aprendizagem por reforço ao estilo Microduck a partir de peças disponíveis comercialmente?

A resposta curta é sim, se o objetivo for um bípedo DIY original que explora as mesmas ideias de engenharia. Não é responsável prometer um clone do Microduck barato e idêntico.A Pollen Robotics lançou o conjunto de software, mas não publicou uma lista completa oficial de materiais de hardware, CAD pronto para produção, esquemas de PCB, desenhos de cabos ou instruções de montagem.

Este guia, portanto, faz três coisas cuidadosamente:

1. separa as especificações oficiais dos fatos encontrados no código-fonte oficial;
2. identifica componentes de desenvolvimento práticos sem apresentá-los como uma lista oficial de materiais;
3. propõe uma arquitetura de robô DIY original que não requer a cópia da carcaça, marca, arquivos de produção ou eletrónica não publicada da Microduck.

Aviso importante de independência

Este é um comentário técnico independente e guia de seleção de peças por rcdrone.top. rcdrone.top não está afiliado, autorizado, patrocinado ou endossado pela Pollen Robotics ou Hugging Face.“Microduck,” “Pollen Robotics,” “Hugging Face,” “DYNAMIXEL,” “ROBOTIS,” e todos os outros nomes e marcas de produtos pertencem aos seus respetivos proprietários e são utilizados apenas para identificar e discutir os produtos relevantes.

Nenhum rcdrone.top produto deve ser comercializado como uma parte oficial da Microduck, a menos que seja uma parte autêntica vendida sob a própria marca do fabricante e identificada com precisão como tal. Placas e kits de terceiros devem usar nomes como Placa de Desenvolvimento Bípede RL, Kit de Fiação de Robô de 15 Servos, ou Compatível com Desenvolvimento de Software Microduck, seguido de uma qualificação clara de compatibilidade.

O que a Pollen Robotics confirma oficialmente

A página oficial do produto Microduck confirma as seguintes especificações de alto nível:

Estes factos são úteis, mas não são uma lista de materiais (BOM) a nível de componente.Os números de peça exatos devem ser tratados separadamente.

O que pode ser estabelecido a partir do repositório oficial de software

Um runtime de robô tem que saber qual porta serial abrir, quais dispositivos endereçar, qual sobreposição de câmara carregar e quais registos ler. Por essa razão, o repositório oficial de software revela mais sobre a arquitetura elétrica do que a página de marketing.

O código público atual e a documentação de design apontam para esta arquitetura:

Estes são resultados suportados por código-fonte, não um BOM de produção emitido pela Pollen Robotics. O hardware pode mudar antes ou durante a produção.

A escolha de hardware mais importante: 15 servos inteligentes

O Microduck não é construído em torno de servos PWM de hobby comuns. O seu sistema de controlo depende de um barramento de servos digitais multi-drop e feedback de estado das articulações.

A evidência aponta para 15 atuadores ROBOTIS DYNAMIXEL XL330-M288-T-class. Quatorze articulações participam na política aprendida; o décimo quinto atuador opera a boca ou bico sob controlo de nível superior.

Especificações de referência XL330-M288-T

Para um bípedo aprendido, a massa de 18 g é tão importante quanto o valor do torque. Substituir cada atuador por um servo serial de 55 g adiciona aproximadamente 555 g em 15 articulações antes que os suportes se tornem maiores. Isso altera a inércia do membro, o centro de massa, o comportamento de impacto e o problema de transferência da simulação para o real.

Por que um servo hobby de alto torque não é automaticamente um substituto

Um atuador candidato deve ser avaliado em relação a todos esses requisitos:

• embalagem de aproximadamente 20 × 34 × 26 mm;
• uma massa alvo próxima ou abaixo de 20 g;
• baixo retrocesso e posição zero repetível;
• feedback de posição absoluta da junta;
• feedback de velocidade e, de preferência, relacionado com corrente ou torque;
• telemetria de temperatura e tensão de alimentação;
• acesso determinístico a um barramento multi-servo;
• largura de banda suficiente para um loop de controle externo de 50 Hz;
• um protocolo de host documentado;
• um sistema de alimentação que possa suportar acelerações sincronizadas e quedas.

Comparar apenas o torque de estol é enganoso. O torque de estol é um limite de curta duração, não um ponto de operação contínuo seguro.

Alternativas de servo: o que é realista?

Opção 1: ROBOTIS XL330-M288-T — o menor risco de software

Usar a mesma família de atuadores dá ao desenvolvedor DIY a melhor chance de corresponder ao comportamento do barramento publicado, mapa de registos, sinais de feedback, dimensões e dinâmicas aprendidas.

A desvantagem é o custo. A preços de retalho normais, 15 servos XL330 genuínos podem custar tanto ou mais do que o preço introdutório do robô completo. O valor desta rota é a compatibilidade e o acesso ao desenvolvimento, não necessariamente um preço total mais baixo.

Melhor para: desenvolvedores que desejam estudar o tempo de execução oficial, controle de juntas e treinamento sim-para-real com o menor número de mudanças de atuadores.

Opção 2: Unitree S288 — uma alternativa mecânica de tamanho promissor

O Unitree S288 é incomumente interessante porque suas dimensões externas estão próximas da classe XL330 e seu peso listado é de aproximadamente 19,5 g.Utiliza um motor sem escovas, encoders absolutos duplos e um barramento digital half-duplex.

Não é compatível eletricamente ou por software com o XL330:

• o fornecimento recomendado está na classe de 12.6 V em vez de 5 V;
• a comunicação é o protocolo fixo de 6 Mbps da Unitree em vez do Protocolo DYNAMIXEL 2.0;
• o layout de registro e a semântica de controle são diferentes;
• a dinâmica das juntas e os ganhos do controlador diferem;
• o driver do motor e a política do robô devem ser adaptados e validados.

O S288 é melhor descrito como um candidato para um novo design bípede RL, não como um substituto direto do Microduck.

Melhor para: um robô original de alto desempenho com um driver reescrito, arquitetura de energia separada e políticas re-treinadas.

Opção 3: Feetech STS3215 — torque acessível, robô diferente

O STS3215 oferece um barramento serial digital, feedback de posição e substancialmente mais torque. As versões típicas têm aproximadamente 45,2 × 24,7 × 35 mm e 55 g.

Esses números tornam-no inadequado como um substituto direto em um robô de 700–800 g. Um robô projetado em torno de servos STS3215 será maior e mais pesado e exigirá suportes originais, um novo modelo de massa, nova distribuição de energia, novo software de controle e novo treinamento RL.

Ainda pode ser um bom atuador de ensino para um bípedo de mesa maior.

Melhor para: um robô educacional maior e de menor custo onde a geometria e as políticas exatas do Microduck não são necessárias.

Opção 4: servos PWM comuns — adequados apenas para um projeto simplificado

Os servos PWM podem mover um robô através de poses scriptadas, mas a maioria dos modelos não fornece a telemetria de posição, velocidade, corrente, voltagem e temperatura sincronizada esperada por esta arquitetura. Não são recomendados para reproduzir o ciclo de controle aprendido publicado.

Melhor para: demonstrações de poses lentas, animatrônicos, ou um robô inspirado em patos introdutório sem reivindicação de compatibilidade de políticas.

Computador principal e IA a bordo

O software oficial aponta para a família Radxa Zero 3W . Utiliza o Rockchip RK3566, um SoC Cortex-A55 quad-core com gráficos Mali-G52, suporte de vídeo por hardware e um pequeno NPU. A placa também fornece Wi-Fi e Bluetooth em um fator de forma semelhante ao Raspberry Pi Zero de 65 × 30 mm.

Essa escolha faz sentido porque o computador a bordo pode precisar lidar com várias tarefas simultaneamente:

• Inferência de política ONNX a 50 Hz;
• feedback conjunto e lógica de segurança;
• streaming de vídeo 720p através do WebRTC;
• codificação H.264 em hardware Rockchip;
• detecção de objetos RKNN de baixa taxa;
• comunicação via gamepad Bluetooth e telefone;
• provisionamento Wi-Fi;
• atualizações de software assinadas e reversão.

Pode um Raspberry Pi Zero 2 W ser usado em vez disso?

Pode ser útil para um robô de desenvolvimento apenas de movimento ou simplificado, e notas oficiais indicam que um protótipo anterior usou um Pi Zero 2 W. Não é uma substituição transparente para toda a pilha atual. A codificação de vídeo Rockchip MPP, inferência RKNN, sobreposições de árvore de dispositivos, mapeamentos seriais e scripts de implantação precisariam ser alterados.

Para uma primeira oferta de produto, a estratégia de peças mais seguras é:

• Radxa Zero 3W com uma configuração de RAM/eMMC claramente definida;
• dispersor de calor compatível;
• conector de 40 pinos;
• cabo de fita IMX219 verificado;
• uma imagem de sistema operativo testada e um guia de configuração específico para a versão.

Não comercialize outro SBC como “totalmente compatível com Microduck” sem testar toda a pilha de software e periféricos.

Sensoriamento de orientação: um IMU no barramento do servo

Uma das partes mais elegantes da arquitetura é a placa imu_to_dxl. Em vez de fazer o computador Linux ler o IMU principal através de uma transação I²C separada, a placa comporta-se como outro dispositivo no barramento DYNAMIXEL.

O design de controle oficial utiliza o ID do barramento 200 e lê um bloco de sensor compacto juntamente com os 15 atuadores.As evidências apontam para um ST LSM6DSV16X, um IMU de seis eixos com um motor de fusão de sensores SFLP a bordo.

O loop de controle consome:

• três eixos de giroscópio, configurados em torno de ±500 graus por segundo;
• três componentes de quaternions em forma compacta de meia precisão;
• um quarto componente de quaternion reconstruído no host.

Uma alternativa DIY legalmente mais limpa

Em vez de copiar um layout de PCB Pollen não publicado, projete uma placa de interface original a partir de folhas de dados públicas e documentação de protocolo:

• LSM6DSV16X;
• um pequeno MCU como um STM32G0 ou CH32V203;
• um circuito original de 3.3 V TTL half-duplex;
• um layout de PCB original e colocação de conectores;
• firmware escrito de forma independente implementando o comportamento documentado voltado para o host.

Se o firmware reutilizar Apache-2.0 código fonte, preserve as obrigações de copyright, licença e NOTA. Se for implementado de forma independente a partir de especificações de protocolo público, documente esse processo e mantenha registros de design.

Este tipo de placa é uma forte oportunidade de produto futuro para rcdrone.top, mas deve ser nomeado genericamente—por exemplo, Adaptador de Barramento IMU-para-Servo Digital—e sua declaração de compatibilidade deve identificar versões de software testadas.

Sensoriamento de profundidade: VL53L5CX e VL53L8CX

O robô utiliza um sensor de tempo de voo multi-zona ST em vez de um LiDAR mecânico de varredura. As famílias VL53L5CX e VL53L8CX mais recentes podem produzir uma grade de distância 8 × 8 via I²C. Evidências de software público apontam para o endereço 0x29 e uma taxa de operação em torno de 15 Hz nesta aplicação.

Para um projeto DIY, um breakout VL53L8CX padrão com um conector Qwiic ou STEMMA QT é a escolha mais simples.Evita copiar a PCB do sensor original e é fácil de substituir.

As variantes potenciais do produto incluem:

• VL53L8CX bare breakout;
• breakout mais cabo Qwiic curto;
• breakout mais hardware de montagem;
• pacote de sensor e SBC testado.

O campo de visão do sensor, material da janela, ângulo de montagem, calibração de crosstalk e pull-ups I²C devem ser documentados. Um módulo que utiliza o mesmo chip não é automaticamente calibrado mecanicamente para o mesmo robô.

Câmera: IMX219 continua a ser a escolha prática

A configuração do software aponta para um módulo IMX219, comumente vendido como a Raspberry Pi Camera v2. O caminho de mídia publicado utiliza um modo de sensor 1080p30 e produz um stream WebRTC 720p30 através do codificador de hardware Rockchip.

Um módulo IMX219 é um produto atraente porque está amplamente disponível e suportado por muitos SBCs.No entanto, os compradores precisam saber:

• passo do cabo de fita e orientação de contacto;
• tipo de lente standard, NoIR ou grande angular;
• campo de visão horizontal;
• se a imagem deve ser rotacionada em hardware;
• qual sobreposição da árvore de dispositivos foi testada;
• se o módulo funciona com codificação H.264 em hardware.

As versões grande angular e NoIR devem ser vendidas como alternativas de desenvolvimento, não como substituições ópticas exatas para uma câmara de produção não verificada.

Opções de áudio

A configuração oficial da árvore de dispositivos identifica um codec de áudio TLV320AIC3104. O HAT de produção em si não é hardware aberto, e seu esquema completo não está disponível.

Um robô DIY original pode usar uma das três abordagens:

1. Adaptador de áudio USB: mais fácil de integrar, mas consome espaço e uma conexão USB.
2. Placa de codec I²S original: suporta entrada de microfone e saída de altifalante, mas necessita de mais trabalho em Linux e PCB.
3. Amplificador I²S MAX98357A: compacto e fácil para saída de som, mas não fornece gravação de microfone.

Para um kit de desenvolvimento inicial rcdrone.top, o áudio deve ser opcional. Um kit de movimento e detecção é mais fácil de suportar do que uma placa que combina potência de alta corrente, comunicações de servo em meio-duplex, câmara, microfone, altifalante e relógios de codec na sua primeira revisão.

Design de potência: não copie uma suposição não resolvida

Esta é a área onde um guia DIY responsável deve ser conservador.

O trabalho público de engenharia reversa associa o robô a uma bateria de iões de lítio NP-F série 2S e reporta uma faixa de trabalho de 6.6–8.2 V. Um XL330-M288-T de retalho, no entanto, é oficialmente classificado apenas para 3.7–6.0 V.

Até que um robô de produção de envio seja medido, não assuma que uma bateria NP-F está conectada diretamente a servos XL330 de retalho. O produto final pode conter um regulador não publicado, trilhos de energia separados, uma variante de atuador personalizada ou outro detalhe não representado em material público.

Arquitetura de energia DIY mais segura

Para um robô utilizando servos XL330-M288-T de retalho:

• regule o barramento do servo dentro da faixa de tensão publicada pelo fabricante;
• forneça um barramento separado e estável de 5 V para o SBC quando prático;
• use um fusível ou dispositivo de proteção reiniciável;
• inclua um interruptor de energia físico e um botão de paragem de emergência acessível;
• dimensione a fiação para corrente transitória e queda de tensão;
• não projete a partir de “15 × corrente de bloqueio” como uma condição de operação contínua, mas teste os piores casos de transientes sincronizados;
• registe a tensão do barramento durante a elevação, impactos e eventos de articulação bloqueada;
• use um pacote de baterias protegido e um carregador destinado a essa química e contagem de série.

Qualquer futuro rcdrone.top kit de potência deve indicar a faixa de entrada, saídas reguladas, classificações contínuas e de pico, polaridade do conector, bitola do fio, comportamento de proteção e a combinação exata de servo/SBC testada.

A pilha de software que torna o robô interessante

O tempo de execução público do robô é principalmente escrito em Rust e evita deliberadamente um grande framework de robótica.Os seus serviços estão separados por responsabilidade:

Os processos comunicam através de um contrato JSON-RPC sobre sockets Unix. Esta separação é valiosa para um robô DIY: um processo de comportamento falhado não precisa destruir a rede ou o caminho de atualização.

Aprendizagem por reforço e simulação para o real

O fluxo de trabalho público utiliza simulação MuJoCo, aprendizagem por reforço estilo PPO, randomização de domínio e exportação ONNX. A documentação atual descreve uma interface de política de 50 Hz com 61 valores de observação e 14 ações de junta.

A lição crucial é que uma política treinada contém suposições sobre o robô físico:

• massa e inércia do link;
• centro de massa;
• velocidade do servo e resposta de torque;
• folga e atrito;
• latência de comando;
• ganhos do controlador;
• comportamento da tensão de alimentação;
• limites das articulações;
• contato com o solo e geometria do pé.

Mudar para outro servo ou mudar a estrutura não é apenas uma substituição mecânica. O simulador deve ser atualizado, e a política geralmente exigirá re-treinamento e validação no mundo real.

Para segurança, os primeiros testes devem usar um suporte, ganhos reduzidos, limites de articulação conservadores, uma área de piso clara, proteção ocular onde apropriado e um desligamento de energia acessível. Pequenos robôs ainda podem prender dedos, danificar engrenagens ou ejetar peças impressas quebradas.

Um roteiro prático de três etapas para DIY

Etapa 1: Kit de bancada de sensor e software

Comece sem pernas.

Peças sugeridas:

• Radxa Zero 3W;
• Câmara IMX219;
• VL53L8CX breakout;
• LSM6DSV16X breakout;
• Gamepad Bluetooth;
• cabos de fita, cabos Qwiic e uma fonte de bancada estável.

Esta etapa valida Linux, captura de câmera, quadros de profundidade, dados de orientação, Bluetooth e implantação de software sem o custo e risco de 15 atuadores.

Etapa 2: Equipamento de desenvolvimento de perna única com cinco servos

Peças sugeridas:

• cinco servos XL330-M288-T;
• interface de servo TTL genuína ou verificada;
• fonte de alimentação regulada de alta corrente de 5 V;
• fusível, interruptor e fiação segura;
• um quadro de teste original;
• protetores impressos e um suporte.

Esta etapa verifica o tempo de bus, IDs das juntas, calibração, limites de corrente, feedback de posição, configurações de ganho e parâmetros de simulação. Um kit de perna única também é um produto mais acessível do que forçar cada leitor a comprar 15 servos de uma só vez.

Etapa 3: Atuador bípede original 14+1

Somente após as duas primeiras etapas deve um construtor integrar:

• 10 atuadores de perna;
• quatro atuadores de cabeça e pescoço;
• um atuador de bico ou garra opcional;
• elos e geometria de invólucro originais;
• suportes de sensor originais;
• fiação original e placa de distribuição de energia;
• uma aparência original que não imita a concha ou as cores distintas da Microduck.

O simulador deve usar massas medidas, eixos de juntas, limites de atuadores e inércias do próprio hardware do construtor—não geometria de produção copiada.

Categorias de peças recomendadas para rcdrone.top

A oportunidade comercial mais forte não é um “kit de clone” não verificado. É um conjunto de componentes de desenvolvimento bem documentados que resolvem problemas específicos de integração.

Produtos que podem ser introduzidos primeiro

• Placas Radxa Zero 3W com variantes explícitas de RAM e armazenamento;
• servos ROBOTIS XL330-M288-T genuínos, individualmente e em pacotes de 3, 5 e 15 unidades;
• cabos de servo XL330 de 3 pinos JST em múltiplos comprimentos verificados;
• interfaces de desenvolvimento TTL compatíveis com DYNAMIXEL;
• Módulos de câmera IMX219 e cabos de fita correspondentes;
• VL53L8CX 8 × 8 ToF breakouts;
• placas de desenvolvimento LSM6DSV16X;
• gamepads Bluetooth;
• baterias protegidas, suportes de bateria e carregadores compatíveis;
• módulos de alimentação regulados de 5 V com classificações contínuas e de pico honestas;
• fusíveis, interruptores, chicotes de alimentação XT30/JST e hardware M2;
• pacotes de desenvolvimento de rolamentos e fixadores para pequenos bípedes originais.

Produtos originais de maior valor para desenvolver

• Adaptador IMU-para-bus de servo digital;
• Interface HAT de robô de alta corrente com um bus TTL documentado;
• Fiação codificada por cores para 15 servos;
• Estrutura de desenvolvimento de perna única RL;
• Pacote de sensor e computação testado;
• Estrutura bípede original projetada a partir de CAD limpo;
• Imagem de software versionada e documentação de inicialização.

Cada listagem orientada para compatibilidade deve incluir uma matriz como esta:

Cinco erros a evitar

1.Chamar uma lista reconstruída de “BOM oficial do Microduck”

Não é oficial a menos que a Pollen Robotics a publique como tal. Use análise de hardware baseada em evidências, lista de componentes suportada por código-fonte, ou guia de peças de desenvolvimento.

2. Vender malhas de simulação como peças de produção comercial

A geometria de simulação pode estar incompleta para fabricação, e reconstruções de terceiros relatam licenciamento não comercial sobre ativos de malha relevantes. Não venda derivados impressos sem confirmar a licença e obter qualquer permissão necessária. Crie CAD original em vez disso.

3. Usar logótipos do Microduck, fotografias de produtos ou arte de embalagem sem permissão

Use diagramas e fotografias originais das peças que realmente vende. Ligue para a página oficial do produto para referência em vez de copiar seus ativos visuais.

4. Descrevendo um kit de terceiros como oficial ou endossado

Utilize uma declaração de independência proeminente. Evite nomes confusos como “HAT Microduck Oficial,” “Placa de Substituição Microduck,” ou um logótipo de produto que se assemelhe à marca original.

5. Assumir que dimensões correspondentes significam comportamento correspondente

Um atuador com as mesmas dimensões pode usar outra voltagem, protocolo, modelo de feedback, curva de torque e limite térmico. Um novo driver e validação de política ainda podem ser necessários.

Perguntas frequentes

O Microduck é open source?

O seu software de robô público é licenciado sob a Licença Apache 2.0, e a Pollen Robotics também publica o fluxo de trabalho de simulação e aprendizado por reforço. Isso não torna automaticamente cada design mecânico, PCB, logótipo, fotografia ou nome de produto aberto para reprodução comercial.

Este é um BOM Microduck oficial?

Não.Combina especificações publicadas oficialmente com identidades de componentes suportadas pela configuração de software oficial. Deve ser tratado como um guia de desenvolvimento, não como uma lista de materiais de produção.

Posso construir um Microduck mais barato com servos padrão?

Pode construir um bípedo inspirado em pato, mas os servos PWM padrão não reproduzem o feedback do servo inteligente e o barramento digital determinístico usados pela arquitetura de controlo publicada. O resultado exigirá eletrónica, software, mecânica e formação diferentes.

Os servos Unitree S288 podem substituir os servos XL330?

São promissores para um robô compacto original porque o tamanho e o peso são semelhantes. Não são substituições diretas: a voltagem, protocolo, comandos, feedback e dinâmica diferem.

Posso usar as políticas aprendidas oficiais após mudar o hardware?

Não assuma isso.Mesmo pequenas alterações na massa, inércia, fricção, folga, resposta do motor, ganhos do controlador ou temporização podem quebrar o comportamento sim-para-real. Atualize a simulação e re-treine ou re-ajuste a política.

Qual é a melhor primeira compra?

Para trabalho de software e percepção, comece com o kit de bancada de computação e sensores. Para trabalho de locomoção, comece com um equipamento de perna única com cinco servos. Ambos os caminhos reduzem o risco e criam peças reutilizáveis para um robô completo posterior.

Veredicto final

O Microduck é valioso porque demonstra que um pequeno robô de aprendizado por reforço pode combinar atuadores inteligentes leves, feedback de estado sincronizado, inferência a bordo, visão, detecção de profundidade, controle Bluetooth e atualizações de software robustas em uma plataforma acessível.

A oportunidade responsável de DIY não é copiar seu design de produto distintivo.É para aprender com a arquitetura publicada e construir um novo robô em torno de:

• servos de feedback leves;
• um barramento de meio-duplex determinístico;
• um SBC Linux com suporte de vídeo em hardware;
• um IMU fundido, sensor ToF de múltiplas zonas e câmera compacta;
• mecânica e eletrónica originais;
• um modelo MuJoCo medido;
• políticas re-treinadas ajustadas ao hardware real.

Esse caminho oferece aos criadores um projeto útil, dá aos desenvolvedores espaço para melhorar o design e oferece rcdrone.top um catálogo sustentável de servos inteligentes, sensores, placas de computação, cabos, módulos de energia e kits de desenvolvimento originais—sem apresentar um produto de terceiros como o robô oficial.

Fontes e leituras adicionais

• Página oficial do produto Microduck
• Repositório de runtime do Pollen Robotics Microduck
• Arquitetura de software do Microduck
• Design de controle do robô Microduck
• Repositório de aprendizagem por reforço do Microduck
• Especificações do ROBOTIS XL330-M288-T
• Especificações do Unitree S288/J288
• Informações do produto Feetech STS3215

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