400元遙操95%機械臂，上海交大推出開源項目U-Arm！
目前它已在XArm6、Dobot CR5、ARX R5等多種機械臂真機上進行了遙操作的驗證。
△從左往右分別為U-Arm遙操作XArm6、Dobot CR5、ARX R5
如何用更低的成本、更高的效率，去采集、復現和擴展人類的操作數據？
遙操作是當前階段的主流數據采集方案。
然而，完全同構的遙操作系統往往花費昂貴，例如ALOHA項目用兩主兩從完全同的機械臂進行遙操作，整套系統花費超過2萬美金，而相對低成本的VR、手柄、GELLO框架又存在奇異點、適配難等問題。
近日，來自上海交通大學的團隊推出了一項開源解決方案——LeRobot-Anything-U-Arm。
這是一套僅需400元即可搭建、適配95%主流機械臂的通用遙操作系統。
3種結構覆蓋市面主流機械臂類型
傳統的主從遙操作系統通常要求主從臂嚴格同構，或以一個固定比例放縮幾何尺度，這在直覺上確保人類操作者能夠如預期地遙控從臂，但這在實踐中并非必要。
團隊指出，人類的視覺反饋可以自然地補償硬件幾何差異，只需保證關節的排布順序一致，就能獲得良好的操作體驗。
而由于逆運動學解析解的存在性（Pieper準則約束）與仿人構型的設計，當前市面上主流的6軸、7軸機械臂的關節順序只有3種。
于是，U-Arm便針對這三種拓撲結構分別設計了三款機械構型，用戶只需根據自己機械臂的類型選擇對應config的硬件，即可實現即插即用。
△三種關節構型覆蓋市面主流機械臂類型
如文章開頭的圖片展示，U-Arm已在XArm6、Dobot CR5、ARX R5三種機械臂真機上進行了遙操作的驗證。
在軟件兼容性方面，U-Arm推薦用基于ROS的控制方案實現遙操作框架中指令發送與接收的解耦，他們將控制器封裝成了ROS節點，對于不同的從臂，只需訂閱U-Arm發布的關節角度話題并發送到對應的機械臂接口即可。
面向遙操專門優化的硬件設計
△U-Arm Config-2，所有硬件全部開源可復現
此前已經有了一些低成本的3D打印遙操臂工作，舵機成本是這些硬件設備的大頭。以GELLO為例，不計算3D打印耗材成本的情況下，其單臂總BOM成本為288.24美元，其中所采用的Dynamixel舵機與控制板所占成本就超過了250美元。
U-Arm重新設計了硬件方案，在壓低成本的同時提升了可維護性和壽命。
其選用的舵機單價僅45元人民幣，一整套系統（不含3D打印材料）成本不到400元。