U-ARM: Interfaz de teleoperación general de ultra bajo costo para manipulación robótica

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

September 2, 2025

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

cs.AI

Resumen

Proponemos U-Arm, un marco de teleoperación líder-seguidor de bajo costo y rápida adaptabilidad diseñado para interactuar con la mayoría de los brazos robóticos disponibles comercialmente. Nuestro sistema admite la teleoperación a través de tres brazos líderes impresos en 3D estructuralmente distintos que comparten una lógica de control consistente, lo que permite una compatibilidad perfecta con diversas configuraciones de robots comerciales. En comparación con interfaces líder-seguidor de código abierto anteriores, optimizamos tanto el diseño mecánico como la selección de servomotores, logrando un costo de materiales (BOM) de solo \$50.5 para el brazo líder de 6 grados de libertad (DoF) y \$56.8 para la versión de 7 DoF. Para mejorar la usabilidad, mitigamos el desafío común de controlar grados de libertad redundantes mediante optimizaciones mecánicas y de control. Los resultados experimentales demuestran que U-Arm logra un 39\% más de eficiencia en la recopilación de datos y tasas de éxito comparables en múltiples escenarios de manipulación en comparación con Joycon, otra interfaz de teleoperación de bajo costo. Hemos liberado todos los modelos CAD de las tres configuraciones y también proporcionamos soporte de simulación para validar flujos de trabajo de teleoperación. Además, hemos liberado datos de manipulación del mundo real recopilados con U-Arm. El sitio web del proyecto es 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.