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Grabette:一个用于记录机器人操作数据的开放系统

并共同构建一个共享数据集。

用手持夹爪在几分钟内记录你自己的操作任务,自动将其转化为机器人可直接使用的数据集,并助力打造一个开放、协作的机器人学习数据集。

瓶颈不在模型,而在数据。

机器人学习面临一个供给问题。我们有强大的策略架构(基于Transformer的VLA、扩散与流匹配策略,甚至世界模型),也有训练它们所需的GPU。但我们缺少的是大规模、多样化、真实世界的操作数据。

通过远程操控机器人来收集数据既昂贵又费力:首先,它需要一台机器人。而且,根据远程操作方式的不同,如果数据收集耗时数小时,对用户来说可能很繁琐,还会带来重大的硬件和后勤挑战。这在需要覆盖广泛任务和环境时难以规模化。

你并不需要一台机器人来收集机器人数据。 只需要一只人手、一个夹爪、一个摄像头,以及一种恢复手部动作6自由度轨迹的方法。捕捉演示过程,你就得到了机器人可以学习的数据。

这就是我们今天发布的内容:Grabette,一个用于记录操作数据的开放、低成本系统。拿起它,用你自己的手记录一个任务,然后得到一个干净、可直接用于机器人的数据集。不需要机器人,不需要实验室,不需要远程操控设备。

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而更大的目标是:如果记录一个演示像拍摄视频一样简单,那么任何人都可以贡献数据。我们希望Grabette能催生一个大规模、开放、协作的操作数据集。这是任何单一实验室都无法独自构建的。

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站在UMI的肩膀上

Grabette直接受到斯坦福大学通用操作接口(UMI)的启发:一个手持夹爪,配备鱼眼摄像头,在“野外”记录演示,通过SLAM恢复摄像头轨迹,并从中训练视觉运动策略。

UMI证明了这一方法是可行的。其他(闭源的)设备也存在,比如Agibot的MEgo夹爪、Genrobot的DAS夹爪和Sunday Robotics的技能捕捉手套。我们的目标是让使用变得毫不费力,尽可能降低从“我有一个任务”到“我有一个训练好的模型”的门槛。

Grabette构建于现代开放生态系统之上:LeRobot用于数据集,Hugging Face Hub用于共享,以及一个从浏览器运行、无需安装的处理流水线。Grabette是任何人都可以在工作台上搭建、在现场使用并贡献数据的工具。

认识Grabette

我们已经开发Grabette数月,觉得它已经足够好用,可以分享了。我们很高兴现在与大家分享!

Grabette是一个手持夹爪,配备了重建操作演示所需的一切。

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它搭载了两个摄像头,各有分工。 拆分这两个角色是经过深思熟虑的:廉价的广角鱼眼摄像头为策略提供了丰富的上下文,类似于腕部摄像头的视角;而RGBD摄像头则负责稳健的6自由度追踪这一艰巨任务。

在用户执行任务期间,Grabette 会记录数据,但实际执行训练后习得动作的则是它的机器人孪生体。因此,让我们认识一下 Gripette——Grabette 的机械臂末端执行器版本。

这对“双胞胎”共享相同的硬件基因:

  • Grabette:手持式演示设备(摄像头 + 惯性测量单元 + 夹爪,物料清单成本约 490 欧元)
  • Gripette:电动夹爪(摄像头 + 两个伺服电机,物料清单成本约 120 欧元),可在真实或模拟机械臂上形成闭环

Grabette 和 Gripette

Grabette 手持记录设备(左)与 Gripette 机器人夹爪(右)

为所有人打造

一切皆开源

立即查看仓库!

  • 硬件:Grabette 和 Gripette 的 CAD 及生产文件
  • 采集服务:树莓派设备端软件
  • 处理流程:可本地运行,或通过我们的 Hugging Face Space 在线处理
  • 下游参考栈:标准 LeRobot 训练 + OpenArm 评估方案

组件。采用市面可购的标准传感器,无封闭流程,无平台锁定。仅需树莓派、标准树莓派摄像头、市售 OAK-D 深度摄像头、磁性编码器。核心理念是任何人都能用可订购的零件自行组装。

设计上独立于机器人平台。采集过程和数据格式均不预设特定机械臂。演示数据以摄像头本地六自由度笛卡尔位姿加夹爪状态存储,输出为标准 LeRobot 数据集并上传至 Hugging Face Hub,因此同一份数据可驱动不同机器人和学习方法。不过,您仍需在机械臂上安装对应的 Gripette 夹爪。

从手部操作到数据集,只需两步

本次发布让任何人都能快速从“我想演示一个任务”到“获得训练就绪的数据集”,无需专业知识。

1. 记录

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按下按钮,观测摄像头、追踪摄像头(彩色、深度及惯性测量单元)以及夹爪编码器关节值的数据将同步记录,通过统一时钟确保精确同步。再次按下按钮结束片段,数据将本地保存于树莓派。

2. 在浏览器中直接处理

浏览器后处理

在浏览器中打开 Grabette 仪表盘。选择要加入数据集的片段,一键启动后处理:

  • 片段上传至 HF Hub
  • grabette-slam 空间利用 RTAB-MAP 库执行 SLAM,验证轨迹正确性(无跳变或追踪丢失)
  • 片段转换为 LeRobot 格式
  • 新数据集上传至您的空间,可使用 LeRobot 可视化工具查看每个片段的数据

至此,一切就绪,可以开始训练!

这些数据能做什么?以下是一个示例。

数据集只有能训练出东西才有意义。因此,为了展示完整的闭环流程,我们提供了一个完整示例。但需要明确的是,这只是一个展示其能力的示例,而非最终产品:本次发布的核心是记录系统。你的Grabette数据可与任何使用LeRobot数据集的方法兼容。

我们的示例采集了200段演示记录,例如:

以及:

  • 训练策略:基于LeRobot技术栈——采用扩散策略(ResNet18 + SpatialSoftmax编码器、DDIM调度器、6维旋转动作),可在单张消费级GPU上运行。
  • 评估策略:在配备Gripette夹爪的OpenArm 7自由度机械臂上,通过gRPC API驱动,得到如下结果:

现在轮到你了

数据瓶颈无法由单个实验室解决,而是需要社区在全球各地记录演示数据。现在你就可以为构建数据集贡献力量:制作一台Grabette,记录你感兴趣的任务,并将其分享到Hub上。每一段演示都会让开放数据集变得更庞大、更多样化,而每一位贡献者都能让机器人学习不再被昂贵的硬件所限制。

下一步计划

本次发布只是项目的开端!Grabette将持续进化。我们已有更多计划在路上,包括Casquette——一款头戴式第一人称视角设备,用于补充Grabette的自我中心视角捕捉(仍在开发中)。但最重要的下一步不仅属于我们,也属于你:开始记录,让我们一起构建数据集。

👉 制作一台Grabette(GitHub) · 处理你的数据(HF Space) · 为数据集贡献力量

由Pollen Robotics ❤️ 打造。