U-ARM: Interface de teleoperação geral de custo ultrabaixo para manipulação 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

Resumo

Propomos o U-Arm, uma estrutura de teleoperação líder-seguidor de baixo custo e rápida adaptação, projetada para interfacear com a maioria dos braços robóticos disponíveis comercialmente. Nosso sistema suporta teleoperação através de três braços líderes impressos em 3D estruturalmente distintos que compartilham uma lógica de controle consistente, permitindo compatibilidade perfeita com diversas configurações de robôs comerciais. Em comparação com interfaces líder-seguidor de código aberto anteriores, otimizamos tanto o design mecânico quanto a seleção de servos, alcançando um custo de lista de materiais (BOM) de apenas \$50,5 para o braço líder de 6 graus de liberdade (DoF) e \$56,8 para a versão de 7 DoF. Para melhorar a usabilidade, mitigamos o desafio comum de controlar graus de liberdade redundantes por meio de otimizações mecânicas e de controle. Resultados experimentais demonstram que o U-Arm alcança 39\% maior eficiência na coleta de dados e taxas de sucesso comparáveis em múltiplos cenários de manipulação em relação ao Joycon, outra interface de teleoperação de baixo custo. Disponibilizamos todos os modelos CAD de três configurações e também fornecemos suporte de simulação para validar fluxos de trabalho de teleoperação. Também disponibilizamos dados de manipulação do mundo real coletados com o U-Arm. O site do projeto é 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.