文章核心观点 - 公司推出了一款名为U-ARM的超低成本、开源主从遥操作系统，旨在解决双机械臂策略学习中真实世界操作数据收集的瓶颈问题 [4][5] - 该系统通过创新的硬件设计和成本优化，将单臂成本显著降低至50.5美元（6自由度）和56.8美元（7自由度），远低于市场主流方案如ALOHA（超5万美元）和GELLO（270美元） [6][9] - U-ARM在真实世界实验中展现出显著效率优势，平均任务耗时17.7秒，相比低成本代表Joycon（29.04秒）数据收集效率提升39% [22][24] 研究背景与核心需求 - 大规模高质量的真实世界操作数据是双机械臂策略学习的关键瓶颈，相比仿真或纯人类数据，真实机械臂数据对训练鲁棒政策的直接适用性最强 [4] - 当前获取这类数据的主要方式仍是人类演示，需要可靠的遥操作接口作为支撑 [4] 现有方案的痛点与U-ARM的定位 - 现有遥操作设备存在明显痛点：末端执行器轨迹记录设备（如DexCap）收集的数据常出现运动学奇点、精度不足等问题；主从遥操作系统（如ALOHA）虽能确保轨迹可执行，但适配不同商用机械臂需大量工程工作且成本极高 [6] - 高成本方案如ALOHA（双臂超5万美元）虽易用性强但限制普及；低成本方案如VR头显存在晕动症问题，SpaceMouse难以实现双手操作，Joycon（20美元）实际操作效率低；过渡方案如GELLO（270美元）成本仍有下降空间；入门级方案如LeRobot无法适配常用的6/7自由度商用臂 [6][9] - U-ARM的定位是填补“超低成本”与“高兼容性”之间的空白，借鉴3D打印思路但进一步简化设计，主臂无需主动驱动仅记录关节角度 [9] U-ARM系统设计 - 硬件设计基于多数商用6/7自由度机械臂遵循的3种标准化关节序列，设计了三种主臂构型（两种6DoF、一种7DoF）以适配不同商用机械臂，如Xarm6、Fanuc、KUKA、UR5、Franka等 [10][12][14] - 所有部件采用PLA 3D打印，最小壁厚设为4mm以保证耐用性，并采用双轴固定设计缓解关节连接板松动/断裂问题 [14] - 通过拆解中菱舵机、移除内置齿轮箱仅保留编码器，并调整关节轴螺丝松紧控制阻尼，平衡“易移动性”与“稳定性” [14] - 主臂关节活动范围故意设为较窄区间以覆盖典型桌面操作需求，避免极端姿态破坏结构完整性，提升系统稳定性 [14][15] 算法设计 - 安装前需手动将编码器调至135°中性位，确保主臂在正常操作中不会超出编码器有效范围（0-270°） [16] - 每次遥操作需执行初始化让从臂移动到预定义姿态，主臂靠近后完成初始化并接管控制 [17][19] - 采用滤波与插值算法：若目标角度变化量小于阈值则不执行动作避免抖动，否则将变化量分步发送控制指令确保从臂运动平滑准确 [17] 实验验证与结果分析 - 仿真适配部分在ManiSkill环境中支持7种商用机械臂，用户可在操作真实机械臂前验证潜在问题，并收集演示数据用于降低真实数据收集成本 [20] - 真实世界实验对比U-ARM（Config-1）和Joycon操控Xarm6执行5种典型桌面任务，U-ARM平均耗时17.7秒，成功率75.8%；Joycon平均耗时29.04秒，成功率83% [22][24] - U-ARM效率提升39%主要得益于其主从关节映射设计，使操作者能更自然快速地完成大范围移动；成功率略低因实时传输手部动作在精细操作时易出现微小误差，但属于可接受的权衡 [24]