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遠隔操作arXiv:2509.02437

U-Arm:ロボットマニピュレーション向け超低コスト汎用遠隔操作インターフェース

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

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3Dプリント製リーダーアームで様々な商用ロボットアームを遠隔操作できる低コストフレームワークを提案し、データ収集効率を39%向上させた。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 商用ロボットアームの多くに接続可能な低コスト・迅速適応型のleader-followerテレオペレーションフレームワーク「U-Arm」 - 同一の制御ロジックを共有する構造の異なる3種類の3Dプリント製leader armを提供 - 6-DoF版のBOMコストは$50.5、7-DoF版は$56.8 - CADモデル3構成とシミュレーション支援、実世界操作データをオープンソース化

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のオープンソースleader-followerインターフェースと比較し、機械設計とサーボ選定を最適化 - 6-DoF leader armで$50.5、7-DoFで$56.8という低BOMコストを実現 - 低コストテレオペレーションインターフェース「Joycon」と比較し、データ収集効率が39%向上 - 複数の操作シナリオで同等のタスク成功率を達成

3. 技術・手法の肝は?

- 構造が異なる3つの3Dプリント製leader armで同一制御ロジックを共有 - 冗長自由度制御の課題を機械的・制御的最適化により緩和 - 商用ロボットアームの多様な構成に対応するleader-followerテレオペレーション設計 - シミュレーションによるテレオペレーションワークフロー検証を支援

4. どうやって有効だと検証した?

- Joyconとの比較実験を実施 - 複数の操作シナリオにおいてデータ収集効率39%向上を確認 - 同シナリオで同等のタスク成功率を確認 - シミュレーション支援と実世界操作データのオープンソース化を実施

5. 議論はある?

- 冗長自由度制御の課題を機械・制御最適化で緩和したと述べるが、詳細な議論は要旨からは不明 - 対応可能な商用ロボットアームの範囲や限界は要旨からは不明 - 長期的な耐久性や保守性に関する議論は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- Joycon(低コストテレオペレーションインターフェースとして比較対象) - leader-followerテレオペレーションの先行オープンソースインターフェース - LeRobot(プロジェクト名に関連するオープンソースロボティクス基盤)

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

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

分類: cs.RO

原文アブストラクト

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.

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