U-ARM: Ultra-günstige allgemeine Teleoperationsschnittstelle für die Robotersteuerung

U-ARM : Ultra low-cost general teleoperation interface for robot manipulation

September 2, 2025

papers.authors: Yanwen Zou, Zhaoye Zhou, Chenyang Shi, Zewei Ye, Junda Huang, Yan Ding, Bo Zhao

cs.AI

papers.abstract

Wir stellen U-Arm vor, ein kostengünstiges und schnell anpassbares Leader-Follower-Teleoperationsframework, das für die Anbindung an die meisten kommerziell erhältlichen Roboterarme konzipiert ist. Unser System unterstützt die Teleoperation durch drei strukturell unterschiedliche, 3D-gedruckte Leader-Arme, die eine konsistente Steuerungslogik teilen und somit nahtlose Kompatibilität mit verschiedenen kommerziellen Roboter-Konfigurationen ermöglichen. Im Vergleich zu früheren Open-Source-Leader-Follower-Schnittstellen haben wir sowohl das mechanische Design als auch die Servo-Auswahl weiter optimiert, wodurch wir eine Materialkostenliste (BOM) von nur 50,5 € für den 6-DoF-Leader-Arm und 56,8 € für die 7-DoF-Version erreichen. Um die Benutzerfreundlichkeit zu verbessern, mildern wir die häufige Herausforderung bei der Steuerung redundanter Freiheitsgrade durch mechanische und regelungstechnische Optimierungen. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass U-Arm im Vergleich zu Joycon, einer weiteren kostengünstigen Teleoperationsschnittstelle, eine um 39 % höhere Datenerfassungseffizienz und vergleichbare Aufgaben-Erfolgsraten in mehreren Manipulationsszenarien erreicht. Wir haben alle CAD-Modelle der drei Konfigurationen als Open Source veröffentlicht und auch Simulationsunterstützung zur Validierung von Teleoperations-Workflows bereitgestellt. Zudem haben wir reale Manipulationsdaten, die mit U-Arm gesammelt wurden, als Open Source veröffentlicht. Die Projektwebsite ist https://github.com/MINT-SJTU/LeRobot-Anything-U-Arm.

English

We propose U-Arm, a low-cost and rapidly adaptable leader-follower teleoperation framework designed to interface with most of commercially available robotic arms. Our system supports teleoperation through three structurally distinct 3D-printed leader arms that share consistent control logic, enabling seamless compatibility with diverse commercial robot configurations. Compared with previous open-source leader-follower interfaces, we further optimized both the mechanical design and servo selection, achieving a bill of materials (BOM) cost of only \50.5 for the 6-DoF leader arm and 56.8 for the 7-DoF version. To enhance usability, we mitigate the common challenge in controlling redundant degrees of freedom by %engineering methods mechanical and control optimizations. Experimental results demonstrate that U-Arm achieves 39\% higher data collection efficiency and comparable task success rates across multiple manipulation scenarios compared with Joycon, another low-cost teleoperation interface. We have open-sourced all CAD models of three configs and also provided simulation support for validating teleoperation workflows. We also open-sourced real-world manipulation data collected with U-Arm. The project website is https://github.com/MINT-SJTU/LeRobot-Anything-U-Arm.