Guia de Configuração do OpenArm: Do Desembalagem à Primeira Teleoperação

Lista de Verificação de Desembalagem

Inspecione cada componente em relação à lista de embalagem antes de descartar qualquer embalagem. Um kit padrão do OpenArm inclui: o braço seguidor (braço robótico de 6-DOF com articulações acionadas por servo e garra integrada), o braço líder (réplica cinemática passiva usada pelo operador para teleoperação), duas câmeras USB (montadas no pulso e overhead), a placa de controle e hub USB, uma fonte de alimentação de 24V, todo o hardware M3 e M4 necessário, uma chave de torque e o cabo de controle USB-A para USB-C. Kits que incluem a opção de computação também são enviados com um mini-PC configurado com Ubuntu 22.04 e a pilha de software SVRC pré-instalada.

Verifique os cabos dos servos em ambos os braços para qualquer pinçamento ou dobra que possa ter ocorrido durante o transporte. Flexione suavemente cada articulação em seu alcance de movimento à mão (com a energia desconectada) para confirmar que nenhuma articulação está presa. Se alguma articulação parecer rígida ou com saltos em vez de suave e flexível, não ligue — entre em contato com o suporte do SVRC antes de prosseguir, pois um servo danificado deve ser substituído antes do primeiro uso para evitar danos ao trem de engrenagens.

Organize o hardware em um espaço de trabalho claro com pelo menos 1m de espaço livre ao redor do braço robótico em todas as direções antes da montagem. O alcance máximo do OpenArm é de 850mm, então planeje a disposição da sua mesa de acordo. O braço líder pode ser colocado ao lado do seguidor ou oposto ao operador, dependendo do seu estilo de trabalho preferido; a maioria dos operadores acha que colocar o braço líder diretamente ao lado da mão dominante é a disposição mais natural.

Etapas de Montagem

Se o seu OpenArm chegou parcialmente desmontado para transporte (a maioria dos kits é enviada com o braço superior destacado para proteção), comece anexando o segmento do braço superior à articulação do ombro. Alinhe os furos de montagem e use os parafusos M4 fornecidos com a chave de torque ajustada para 0,8 Nm — não aperte demais as fixações do braço do servo. Passe cada cabo de servo pelo canal do braço antes de assentar completamente a articulação, pois o acesso é difícil uma vez montado. O guia de montagem na documentação do OpenArm (disponível através do plataforma SVRC) inclui fotografias de cada etapa e um diagrama de roteamento de cabos.

Monte a câmera do pulso usando o suporte impresso incluído no kit. Roteie o cabo USB pelo canal do antebraço ao lado do cabo do servo da garra. Prenda com os clipes de cabo fornecidos a cada 100mm para evitar que o cabo fique preso em objetos durante a manipulação. A câmera overhead é montada em um suporte separado (incluído em kits completos) posicionado aproximadamente 600mm acima e 300mm atrás da base do braço seguidor, inclinada em 30–45 graus para baixo para capturar todo o espaço de trabalho.

Conecte a placa de controle à cadeia de servos do braço seguidor via o conector JST no primeiro servo na base. A placa de controle alimenta todos os servos através de um barramento de energia em cascata; confirme a polaridade de cada conector antes de aplicar energia. Conecte a fonte de alimentação de 24V à placa de controle (o conector de jack, não o conector do barramento de servos). Conecte a placa de controle ao seu computador via o cabo USB-C incluído. Finalmente, conecte ambas as câmeras ao hub USB e o hub ao computador via USB-A.

Calibração

A calibração estabelece a posição zero de cada articulação — o ponto de referência a partir do qual todas as medições de ângulo de articulação subsequentes são feitas. Ligue a placa de controle e confirme que todos os LEDs dos servos iluminam em verde (âmbar indica um erro de comunicação; vermelho indica uma falha de sobrecorrente — resolva isso antes de prosseguir). Abra a ferramenta de calibração do SVRC, seja por meio da interface da web da plataforma SVRC ou da ferramenta de linha de comando incluída na pilha de software.

O procedimento de calibração leva aproximadamente 10 minutos. Você será solicitado a mover cada articulação para sua posição inicial definida — uma configuração totalmente estendida e ereta — e confirmar. A ferramenta registra o deslocamento do encoder em cada articulação e o grava na EEPROM do servo. Após a calibração, verifique comandando cada articulação para seus limites de faixa documentados e observando se o movimento físico corresponde à faixa comandada. Se alguma articulação atingir um limite rígido antes do limite de software, o deslocamento de calibração está incorreto e deve ser repetido.

A calibração da câmera é separada. A plataforma SVRC inclui um fluxo de trabalho de calibração de câmera baseado em uma placa ChArUco que calcula parâmetros intrínsecos e a transformação extrínseca entre a câmera do pulso, a câmera overhead e a estrutura da base do robô. Imprima a placa de calibração na escala especificada (papel A3, escala de 100%), colete 30–50 imagens em orientações variadas e execute o script de calibração. A calibração da câmera não é estritamente necessária para começar a coletar demonstrações, mas políticas treinadas sem extrínsecos calibrados generalizam menos bem entre cópias de hardware. Complete-a antes de iniciar a coleta de dados de produção.

Conectando-se à Plataforma SVRC

A plataforma SVRC é a camada de software para gravação de episódios, gerenciamento de conjuntos de dados e treinamento de políticas. Crie ou faça login na sua conta SVRC, navegue até a seção de Hardware e adicione um novo dispositivo OpenArm. Insira o número de série impresso no rótulo da placa de controle. A plataforma gerará um token de dispositivo — cole isso no arquivo de configuração em ~/.svrc/config.yaml no seu computador, em seguida, reinicie o serviço do agente SVRC com systemctl restart svrc-agent.

Assim que o agente se conectar, o dispositivo aparecerá como "Online" no painel da plataforma. Você pode verificar a conexão transmitindo o estado das juntas e os feeds da câmera ao vivo a partir da visualização do dispositivo da plataforma. Este feed ao vivo também é útil para monitorar sessões de coleta de dados remotamente e para revisar a qualidade dos episódios sem baixar arquivos de dados brutos. O explorador de conjuntos de dados da plataforma permite que você marque, anote e gerencie episódios diretamente no navegador.

Sua Primeira Sessão de Teleoperação

Ative o modo de teleoperação na plataforma SVRC ou via a ferramenta de linha de comando: svrc teleop start --leader /dev/ttyUSB0 --follower /dev/ttyUSB1. As juntas do braço líder entrarão em um modo de compensação de gravidade compatível; o braço seguidor irá espelhar cada movimento em tempo real com uma latência configurável (padrão de 50ms). Mova o braço líder lentamente pelo espaço de trabalho e confirme se o seguidor acompanha com precisão. Verifique se há juntas que atrasam ou superam — isso indica um problema de ajuste PID que pode ser corrigido no arquivo de configuração do servo.

Para seu primeiro episódio gravado, escolha uma tarefa simples e repetível: pegar um cubo de uma posição fixa e colocá-lo em um alvo marcado. Pratique o movimento com o sistema de teleoperação por 5–10 repetições sem gravar para desenvolver a memória muscular. Quando seus movimentos estiverem suaves e consistentes, inicie uma sessão de gravação na plataforma SVRC. Cada episódio será marcado com um carimbo de data/hora, o número de série do hardware e seu ID de sessão. Após completar uma demonstração, revise a reprodução do episódio na plataforma antes de gravar o próximo — detectar problemas de qualidade cedo economiza um tempo significativo de re-coleta mais tarde. Veja nosso guia de serviços de dados para melhores práticas sobre como estruturar sessões de coleta de dados para treinamento de políticas.

Dicas de Coleta de Dados

Mantenha uma velocidade consistente durante as demonstrações. Mudanças abruptas de velocidade — aproximação rápida, agarrar lentamente de repente — dificultam o aprendizado de comportamentos suaves pelas políticas. Busque um ritmo que pareça deliberado, mas não penoso: como se estivesse demonstrando uma tarefa a um colega que precisa ver cada passo claramente. Se você estiver coletando para Política de Difusão ou ACT, a variação sistemática na posição do objeto é mais valiosa do que demonstrações adicionais com objetos no mesmo lugar. Após cada 20 episódios, mova o objeto-alvo para uma nova posição dentro da faixa de implantação esperada.

Faça pausas a cada 30–45 minutos. A fadiga do operador produz mudanças sutis na qualidade da demonstração — hesitações, agarras assimétricas, colocações incompletas — que são difíceis de detectar em episódios individuais, mas degradam o treinamento de políticas em escala. A análise de sessões da plataforma SVRC sinaliza episódios onde a duração da demonstração é um outlier (muito rápida ou muito lenta em comparação com a mediana da sessão), fornecendo um sinal de qualidade automatizado. Use essas sinalizações como um ponto de partida para revisão manual, não como um substituto completo para isso. Para escalar além do que um único operador pode produzir, o SVRC's serviço de coleta gerenciado fornece equipes de operadores treinados com protocolos de QA estruturados. Contate-nos para saber mais.