LeRobot Humanoid：一个开源、低成本、3D打印的人形机器人学习平台

LeRobot Humanoid：一个开源、低成本、3D打印的人形机器人学习平台

TL;DR

- 我们发布了LeRobot Humanoid，一个开源、低成本的人形机器人项目，专为机器人学习设计。 - 当前双足平台的零部件成本约为2,500美元（取决于采购、运输和税费），由3D打印部件、现成组件和廉价电子元件构成。 - 与许多只关注机器人模型、控制器或一次性原型的人形项目不同，LeRobot Humanoid作为完整技术栈发布：包括硬件、组装文档、运行时、辨识工具和训练环境。 - 该项目面向那些希望拥有一个可以建造、修改、损坏、修复、模拟、训练和控制的仿人平台的构建者和研究人员。 - 该平台仍处于实验阶段，但已连接起完整链路：设计探索→仿真→数据收集→辨识→训练→现实控制。

一个你可以搭建、修改并从中学到的仿人机器人

人形机器人正成为机器人学习越来越重要的目标。它们是通用、人类尺度的平台，能够与我们一样与相同的物体、工具和环境互动。但如今，实验人形机器人仍然困难：硬件通常昂贵、封闭、脆弱或难以复制。

这为开放机器人学习造成了瓶颈。即使模型、数据集、模拟器和训练代码被发布，用于生成数据和验证策略的物理平台往往仍然难以获取。许多人可以在模拟中训练策略，但只有少数实验室能在真实人形硬件上完成闭环。

LeRobot Humanoid专为特定定位设计：一个开源仿人平台，足够便宜以便复制，足够简单以便修改，并且足够完整以支持真实的机器人学习实验。

如果你在寻找最先进的人形机器人，这不是它。如果你在寻找一个你可以建造、理解、修复、装备、模拟并用于学习实验的人形机器人，这就是我们试图制造的机器人。

这就是发布内容不仅包括机器人模型或控制器的原因。它还包括硬件文件、组装文档、仿真资源、运行时工具、辨识管道和训练环境。目标是让完整的人形学习循环变得可访问，从机械设计到现实控制。

LeRobot Humanoid被设计为一个低成本的平台，用于真实的机器人学习实验。

我们正在发布的内容

LeRobot Humanoid不是一个单一仓库或单一机器人模型。它是一个完整的技术栈发布，旨在使平台可建造、可检查，并对机器人学习实验有用。

发布内容围绕五个主要组件组织：

| 组件 | 提供的功能 | | --- | --- | | 硬件 | 物料清单、3D可打印零件、组装说明、布线文档和电机设置工具，用于搭建机器人。 | | 设计工具 | 基于简化机器人表示、基准任务、最优控制评估和设计比较的控制导向设计工作流程。 | | 运行时 | 在仿真和真实硬件上校准和控制机器人的工具，包含安全检查以及与LeRobot集成用于数据收集。 | | 辨识 | 数据集回放和模拟器参数拟合工具，用于减少真实机器人与仿真之间的差距。 | | 训练库 | MJLab训练环境，包括LeRobot Humanoid和其他腿式机器人，用于训练和评估运动策略。 |

这些组件共同覆盖了机器人学习循环的主要步骤：设计平台、搭建它、模拟它、收集数据、辨识模型、训练策略，并将其部署回机器人。

该发布涵盖了从硬件设计和组装到仿真、辨识、训练和现实控制的完整循环。

一个低成本、3D打印的仿人平台

第一个约束是可复制性。

一个只能作为一次性原型工作的仿人机器人对于演示可能有用，但对于开放机器人学习来说远没有那么有用。对于这个项目，我们优先考虑了可以被其他构建者打印、替换、采购和修改的零件。

当前双足平台的零部件成本约为2,500美元。它由3D打印的机械组件、现成硬件以及廉价的执行器和电子元件组合而成。目标不是不惜一切代价最小化成本，而是在可负担性、机械性能和装配简便性之间找到实用平衡。

这也改变了机器人的开发方式。当一个结构件损坏时，可以重新打印。当一个设计选择不奏效时，可以修改并再次测试。该平台不是将硬件视为固定制品，而是设计为支持快速迭代。

因此，硬件发布包括了复制双足平台所需的文件和文档：可打印零件、物料清单、布线信息、组装说明和电机设置指南。目标是使机器人成为构建者可以检查、修复并适配到他们自己实验中的东西。

当前双足平台由3D打印部件、现成硬件和廉价的执行器/电子元件构成。

闭合设计、数据和仿真之间的循环

LeRobot Humanoid不仅仅是一个硬件项目。它也是试图使完整的机器人设计循环更具可复制性的尝试。

该项目不是将机械设计、仿真和控制视为独立步骤，而是围绕一个连续循环组织。在构建机器人之前，使用简化的机器人表示通过控制基准评估设计选择。在构建机器人之后，使用真实数据集辨识模拟器参数并改进仿真到现实的保真度。

设计工作流程从简化的机器人表示开始，而不是详细的CAD几何。这些表示使得快速探索设计选择、在基准运动上评估它们，以及在承诺硬件之前比较候选机构成为可能。

一旦物理机器人存在，循环朝着另一个方向继续。真实的机器人日志可以在仿真中回放，模拟与测量行为之间的差异可用于辨识更好的模拟器参数。

训练和控制机器人

一旦机器人物理存在，它也需要作为学习目标存在。

因此，LeRobot Humanoid通过仿真资源、训练环境和能够控制模拟与真实硬件的运行时栈暴露出来。目标是让同一个机器人在学习工作流程的不同阶段都能使用：在仿真中训练策略、安全测试控制器、收集现实世界数据，并最终将策略部署回物理平台。

对于训练，LeRobot Humanoid在lerobot-legged-zoo中可用，与其他腿式机器人一起。这使得可以在MJLab环境中训练和评估运动策略，跨平台比较行为，并在硬件上运行任何内容之前迭代任务。

在部署方面，运行时栈为仿真和真实机器人控制提供了通用接口。它处理校准、状态读取、命令发送和安全检查，同时为LeRobot集成保留开放接口。

这闭合了学习与硬件之间的循环。模拟器不仅用于训练策略，真实机器人也不仅用于演示：两者通过相同的运行时和数据流连接起来。

当前状态和路线图

LeRobot Humanoid仍是一个实验平台，但当前发布已提供构建、模拟、控制和改进机器人所需的基础。

主要发布的硬件目标是双足平台。这是当前用于启动、校准、数据收集、辨识和早期运动实验的版本。该技术栈面向熟悉机器人硬件（包括电机设置、布线、校准和安全程序）的研究人员和构建者。

在真实机器人上运行策略仍需要谨慎的启动。校准、安全检查、低增益测试和可靠的电源切断对于部署学习控制器至关重要。该平台应被视为开放的研究机器人，而非成品消费产品。

当前的工作重点在于提高现实世界行为的鲁棒性、缩小仿真到现实的差距，并将平台扩展到更完整的全身能力。首次发布专注于双足机器人；上半身集成和更高级的行为是路线图的一部分。

早期仿真到现实的站立策略在真实机器人上运行：从仿真到硬件：一个早期策略在双足平台上运行。

开始使用

LeRobot Humanoid作为一个开放工作区发布，以便构建者、研究人员和机器人学习从业者可以在不同层面探索该平台。

从主仓库lerobot-humanoid开始，了解完整技术栈的概览。

如果你想搭建机器人，lerobot-humanoid-hardware仓库包含物料清单、可打印零件、布线文档、组装步骤和电机设置说明。

如果你想从事控制和部署，从lerobot-humanoid-runtime开始。它让你在连接真实硬件之前先在仿真中测试机器人，并提供校准、状态读取、命令发送和安全检查所需的工具。

如果你想提高仿真到现实的保真度，lerobot-humanoid-identification提供了在仿真中回放真实数据集并拟合模拟器参数的工具。

如果你想训练策略，lerobot-legged-zoo提供了LeRobot Humanoid和其他腿式机器人的MJLab训练环境。

此次发布只是一个起点。如果你搭建了机器人、训练了策略、改进了模拟器或调整了设计，我们很想看到你的成果。