400元遥操95%机械臂，上海交大推出开源项目U-Arm！
目前它已在XArm6、Dobot CR5、ARX R5等多种机械臂真机上进行了遥操作的验证。
△从左往右分别为U-Arm遥操作XArm6、Dobot CR5、ARX R5
如何用更低的成本、更高的效率，去采集、复现和扩展人类的操作数据？
遥操作是当前阶段的主流数据采集方案。
然而，完全同构的遥操作系统往往花费昂贵，例如ALOHA项目用两主两从完全同的机械臂进行遥操作，整套系统花费超过2万美金，而相对低成本的VR、手柄、GELLO框架又存在奇异点、适配难等问题。
近日，来自上海交通大学的团队推出了一项开源解决方案——LeRobot-Anything-U-Arm。
这是一套仅需400元即可搭建、适配95%主流机械臂的通用遥操作系统。
3种结构覆盖市面主流机械臂类型
传统的主从遥操作系统通常要求主从臂严格同构，或以一个固定比例放缩几何尺度，这在直觉上确保人类操作者能够如预期地遥控从臂，但这在实践中并非必要。
团队指出，人类的视觉反馈可以自然地补偿硬件几何差异，只需保证关节的排布顺序一致，就能获得良好的操作体验。
而由于逆运动学解析解的存在性（Pieper准则约束）与仿人构型的设计，当前市面上主流的6轴、7轴机械臂的关节顺序只有3种。
于是，U-Arm便针对这三种拓扑结构分别设计了三款机械构型，用户只需根据自己机械臂的类型选择对应config的硬件，即可实现即插即用。
△三种关节构型覆盖市面主流机械臂类型
如文章开头的图片展示，U-Arm已在XArm6、Dobot CR5、ARX R5三种机械臂真机上进行了遥操作的验证。
在软件兼容性方面，U-Arm推荐用基于ROS的控制方案实现遥操作框架中指令发送与接收的解耦，他们将控制器封装成了ROS节点，对于不同的从臂，只需订阅U-Arm发布的关节角度话题并发送到对应的机械臂接口即可。
面向遥操专门优化的硬件设计
△U-Arm Config-2，所有硬件全部开源可复现
此前已经有了一些低成本的3D打印遥操臂工作，舵机成本是这些硬件设备的大头。以GELLO为例，不计算3D打印耗材成本的情况下，其单臂总BOM成本为288.24美元，其中所采用的Dynamixel舵机与控制板所占成本就超过了250美元。
U-Arm重新设计了硬件方案，在压低成本的同时提升了可维护性和寿命。
其选用的舵机单价仅45元人民币，一整套系统（不含3D打印材料）成本不到400元。