OpenArm 2.0, de la empresa japonesa Enactic, con sede en Tokio, es un brazo robótico de hardware libre con 7 grados de libertad (DOF) concebido para la investigación en IA física, la teleoperación y la recopilación de datos con contacto intenso. Utiliza articulaciones con accionamiento casi directo (QDD, quasi-direct-drive) y reversibles, lo que permite movimientos flexibles y control con retroalimentación de fuerza bilateral.
El brazo admite una carga útil nominal de 4,1 kg y un máximo de 6 kg, incorpora control CAN-FD a 1 kHz y monta una pinza paralela compacta con cámara integrada en la mano y dedos intercambiables. Ofrece teleoperación con retroalimentación de fuerza bilateral, compensación de gravedad e interacción flexible, sobre una estructura de aluminio y acero inoxidable con base de perfil MISUMI. El ecosistema se completa con la OpenArm Cell para evaluaciones estandarizadas y el OpenArm KER, una réplica sin motores destinada a teleoperación y recopilación de datos. Los archivos CAD, la lista de materiales (BOM), el firmware, el software de control, ROS 2, MuJoCo, Isaac Lab y las herramientas de conjuntos de datos, todo ello de código abierto, dan soporte a aplicaciones como el aprendizaje por imitación, el aprendizaje por refuerzo, la transferencia simulación-realidad (sim-to-real) y la manipulación robótica.
Especificaciones del OpenArm 2.0:
- Comunicación
- CAN-FD (recomendado): 1 Mbps nominales, 5 Mbps de datos, bucle de control a 1 kHz
- CAN 2.0 clásico como alternativa a 1 Mbps
- Grabación de ID y parámetros del motor mediante la herramienta de depuración Damiao por UART a 921600 bps
- Ruta hacia el host: SocketCAN de Linux (Ubuntu 22.04 / 24.04); sin ordenador integrado
- Grados de libertad (DOF): brazo de 7 ejes + 1 pinza paralela de tipo pinza (8 actuadores). Un sistema bimanual equivale a 14 DOF de brazo + 2 pinzas
- Motores / actuadores: 8 motores Damiao por brazo (QDD / planetario de relación baja; protocolo Damiao)
- 2× DAMIAO DM-J8009P-2EC — J1, J2 (hombro / carga alta); 20 N·m nominales, 40 N·m de pico, par 9:1
- 1× DAMIAO DM-J4340P-2EC — J3 (brazo superior / carga alta); 9 N·m nominales, 27 N·m de pico
- 1× DAMIAO DM-J4340-2EC — J4 (codo / carga media; la serie 4340 no es QDD); 9 N·m nominales, 27 N·m de pico
- 4× DAMIAO DM-J4310-2EC V1.1 — J5, J6, J7 + pinza (muñeca / mano); 3 N·m nominales, 7 N·m de pico
- Carga útil (incluye el efector final)
- Nominal de 4,1 kg: sostenidos durante 1 minuto en la peor postura (brazo totalmente extendido)
- Máxima de 6,0 kg: movimiento de 3 s hasta la peor postura + 1 s de mantenimiento
- Si se monta una herramienta de 1,5 kg, la carga útil restante es de ≈ 2,6 kg nominales / 4,5 kg de pico
- Alcance: 606 mm (cifra indicada por el socio del OpenArm 2.0 y en el CAD)
- Pinza
- Pinza compacta de 2 dedos, de tipo pinza o paralela
- Apertura máxima de mordaza de 88 mm; totalmente cerrada = mordazas en contacto
- Recorrido del rotor de cerrado a abierto: 60°; cero del motor = totalmente cerrada
- Guías lineales con rodamientos de bolas + rodamientos de articulación (pensados para retroalimentación de fuerza y teleoperación bilateral)
- Cámara RGB integrada en la mano de la pinza del 2.0
- Compatible con Intel RealSense D435 para vistas frontal y superior, y D405 para vistas de detalle montadas en la muñeca
- Las herramientas personalizadas se montan sustituyendo la pieza de interfaz J8_B
- Codificadores: magnéticos de una vuelta de 14 bits, con doble codificador por motor (salida + rotor)
- Modos de control: modo MIT de Damiao (kp, kd, q, dq, tau), además de los modos de posición y velocidad de Damiao
- Seguridad
- Límites mecánicos en todos los ejes
- Las articulaciones QDD o de relación baja son reversibles (el brazo cede al entrar en contacto)
- Protecciones del controlador Damiao: sobretemperatura, sobretensión/subtensión y sobrecorriente
- Gestión de bus-off y pérdida de comunicaciones en SocketCAN (la interfaz puede quedar caída tras un bus-off)
- Complementos de la Cell: cortinas de luz y sensores de área, parada de emergencia y plantilla de calibración
- Alimentación
- Motores: 24 V CC (el 8009P también admite 24–48 V)
- Corrientes: el 8009P, 20 A nominales y 50 A de pico cada uno; los 4340/4310, 2,5 A nominales
- Consumo de referencia de la OpenArm Cell: ≈ 480 W + PC
- Dimensiones
- A escala humana, proporcionado para una persona de ~160–165 cm de altura
- Placa base de 190 × 250 mm, 8 mm de grosor, paso de taladros de 30 mm, 48 roscas M6
- Peso: ≈ 5,5 kg por brazo
- Materiales
- Aluminio + acero inoxidable en las piezas estructurales y de alta carga
- Carcasas impresas en 3D
El proyecto OpenArm también incluye la OpenArm Cell, un recinto de evaluación estandarizada construido con perfiles de aluminio MISUMI. Pesa alrededor de 100 kg e incorpora un elevador motorizado del eje Z que permite ajustar la altura de la zona de trabajo. Una plantilla de calibración específica sitúa además el robot en una posición cero fija, lo que ayuda a mantener coherente la posición inicial del brazo entre distintos montajes. La Cell incluye también funciones de seguridad, como cortinas de luz que detienen el robot cuando alguien entra en la zona de trabajo.
La tercera pieza del proyecto es el OpenArm KER (Kinematic Equivalent Replica), un brazo guía sin motores diseñado para la teleoperación. Emplea la misma disposición de articulaciones y las mismas dimensiones de eslabones que el OpenArm, lo que proporciona un mapeo de movimiento 1:1 con el brazo robótico. El KER utiliza 16 codificadores magnéticos y articulaciones con rodamientos en lugar de motores, de modo que el operador puede moverlo con muy poca resistencia durante largas sesiones de recopilación de datos. Aunque el KER forma parte de la gama OpenArm 2.0, su calendario de lanzamiento definitivo aún está por anunciar.
El OpenArm se controla mediante software que se ejecuta en un PC con Linux (Ubuntu 22.04/24.04) y se comunica a través de SocketCAN. La pila de software de código abierto incluye bibliotecas CAN-FD en C++ y Python, ROS 2, configuraciones de MoveIt2 para operación bimanual y nodos Dora para la recopilación de datos y la teleoperación. También es compatible con MuJoCo e Isaac Lab, así como con LeRobot de Hugging Face y la biblioteca mink para la resolución cinemática. La plataforma incluye OpenArm Online, donde los investigadores pueden enviar políticas ya entrenadas como contenedores Docker y evaluarlas en tareas simuladas desde un navegador web. Los archivos CAD del hardware, en formatos STEP, STL y Fusion 360, tienen licencia CERN-OHL-S-2.0, mientras que la mayoría de los repositorios de software utilizan la licencia Apache 2.0. Los archivos de hardware, el software, los diseños CAD y otros recursos del proyecto están disponibles en GitHub y en su página de documentación.
Ya hemos hablado antes de otros brazos robóticos de código abierto, como el Waveshare RoArm-M2, un brazo de 4 DOF basado en ESP32; el Yahboom DOFBOT, un brazo robótico con visión de 6 DOF basado en Jetson Nano; y el Seeed Studio reBot Arm B601-DM, un brazo robótico de 6 ejes (más una pinza paralela) concebido para rebajar la barrera de entrada al aprendizaje de IA corporeizada. El OpenArm 2.0 es un diseño de gama alta, con motores QDD, estructura de aluminio y acero inoxidable y cargas útiles de 4,1 kg nominales y 6,0 kg de pico.
Enactic trabaja con fabricantes certificados en lugar de vender el OpenArm directamente. WowRobo es uno de esos fabricantes certificados: el OpenArm 2.0 parte de 6.500 dólares, la OpenArm Cell cuesta 6.200 dólares y el OpenArm KER 2.599 dólares. WowRobo indica un plazo de entrega de 20 a 40 días y envíos a todo el mundo. RT Corporation, en Japón, también suministra unidades OpenArm montadas y probadas, con precios disponibles por presupuesto. Encontrarás más información, incluidas las especificaciones técnicas completas, los tutoriales y los archivos CAD, en la página web de OpenArm.
Traducido del artículo en inglés «OpenArm 2.0 – An open-source 7-DOF robot arm with QDD joints, bilateral force feedback, in-hand camera» de Debashis Das.
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