U-ARM：ロボット操作のための超低コスト汎用テレオペレーションインターフェース

要旨

我々はU-Armを提案する。これは、市販のほとんどのロボットアームとインターフェース可能な、低コストで迅速に適応可能なリーダー・フォロワー型テレオペレーションフレームワークである。本システムは、一貫した制御ロジックを共有する3種類の構造的に異なる3Dプリント製リーダーアームを通じてテレオペレーションをサポートし、多様な市販ロボット構成とのシームレスな互換性を実現している。従来のオープンソースのリーダー・フォロワーインターフェースと比較して、機械設計とサーボ選択の両方を最適化し、6自由度リーダーアームの部品表（BOM）コストをわずか50.5ドル、7自由度バージョンを56.8ドルに抑えた。使いやすさを向上させるため、冗長な自由度の制御における一般的な課題を、機械的および制御の最適化によって軽減した。実験結果は、U-Armが別の低コストテレオペレーションインターフェースであるJoyconと比較して、複数の操作シナリオにおいて39％高いデータ収集効率と同等のタスク成功率を達成することを示している。我々は3つの構成のすべてのCADモデルをオープンソース化し、テレオペレーションワークフローの検証のためのシミュレーションサポートも提供した。また、U-Armで収集した実世界の操作データもオープンソース化した。プロジェクトのウェブサイトはhttps://github.com/MINT-SJTU/LeRobot-Anything-U-Armである。

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.

U-ARM：ロボット操作のための超低コスト汎用テレオペレーションインターフェース

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

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