U-ARM: Ультрадешевый универсальный интерфейс телеуправления для манипуляции роботами

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

September 2, 2025

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

cs.AI

Аннотация

Мы представляем U-Arm — недорогую и быстро адаптируемую систему телеуправления по принципу "лидер-ведомый", предназначенную для взаимодействия с большинством коммерчески доступных роботизированных манипуляторов. Наша система поддерживает телеуправление через три структурно различных 3D-печатных манипулятора-лидера, которые используют единую логику управления, обеспечивая бесшовную совместимость с различными конфигурациями коммерческих роботов. По сравнению с предыдущими открытыми интерфейсами "лидер-ведомый", мы оптимизировали как механическую конструкцию, так и выбор сервоприводов, достигнув стоимости материалов (BOM) всего в \$50,5 для 6-степенного манипулятора-лидера и \$56,8 для 7-степенной версии. Для повышения удобства использования мы устраняем распространённую проблему управления избыточными степенями свободы за счёт механических и управляющих оптимизаций. Экспериментальные результаты показывают, что U-Arm обеспечивает на 39% более высокую эффективность сбора данных и сопоставимые показатели успешности выполнения задач в различных сценариях манипуляции по сравнению с Joycon, другим недорогим интерфейсом телеуправления. Мы открыли исходные коды всех CAD-моделей для трёх конфигураций, а также предоставили поддержку симуляции для проверки рабочих процессов телеуправления. Мы также опубликовали данные о реальных манипуляциях, собранные с помощью U-Arm. Сайт проекта доступен по адресу: 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.