U-ARM: Interfaccia di teleoperazione generale a costo ultra basso per la manipolazione robotica

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

September 2, 2025

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

cs.AI

Abstract

Proponiamo U-Arm, un framework di teleoperazione leader-follower a basso costo e rapidamente adattabile, progettato per interfacciarsi con la maggior parte dei bracci robotici disponibili in commercio. Il nostro sistema supporta la teleoperazione attraverso tre bracci leader stampati in 3D strutturalmente distinti che condividono una logica di controllo coerente, consentendo una compatibilità senza soluzione di continuità con diverse configurazioni di robot commerciali. Rispetto alle precedenti interfacce leader-follower open-source, abbiamo ulteriormente ottimizzato sia il design meccanico che la selezione dei servomotori, raggiungendo un costo della distinta base (BOM) di soli \50,5 per il braccio leader a 6 gradi di libertà (DoF) e 56,8 per la versione a 7 DoF. Per migliorare l'usabilità, mitigiamo la comune sfida nel controllo dei gradi di libertà ridondanti attraverso ottimizzazioni meccaniche e di controllo. I risultati sperimentali dimostrano che U-Arm raggiunge un'efficienza nella raccolta dei dati del 39% superiore e tassi di successo comparabili in molteplici scenari di manipolazione rispetto a Joycon, un'altra interfaccia di teleoperazione a basso costo. Abbiamo reso open-source tutti i modelli CAD delle tre configurazioni e fornito supporto alla simulazione per validare i flussi di lavoro di teleoperazione. Abbiamo anche reso open-source i dati di manipolazione del mondo reale raccolti con U-Arm. Il sito web del progetto è 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.