TARA: A Low-Cost 3D-Printed Robotic Arm for Accessible Robotics Education

📄 arXiv: 2509.01043v1 📥 PDF

作者: Thays Leach Mitre

分类: cs.RO

发布日期: 2025-09-01

备注: 6 pages, 5 figures. Preprint submission

💡 一句话要点

提出TARA以解决高成本机器人教育问题

🎯 匹配领域: 支柱一：机器人控制 (Robot Control)

关键词: 机器人教育 3D打印 低成本机器人 开源设计 可及性 实践技能 教育公平

📋 核心要点

  1. 现有的机器人平台成本高昂，限制了学生获取实践技能的机会，影响教育效果。
  2. TARA是一款低成本、3D打印的机器人手臂，提供开源设计和组装指南，旨在提高教育的可及性。
  3. 实验结果表明，TARA在基本操作任务中表现准确，强调了其在教育中的可重复性和扩展性。

📝 摘要（中文）

高昂的机器人平台成本限制了学生在实际场景中获得实践技能的能力。为了解决这一挑战，本文提出了TARA，一款低成本、3D打印的机器人手臂，旨在促进可及的机器人教育。TARA包含一个开源库，提供设计文件、组装说明和基础代码，使用户能够构建和定制该平台。该系统在经济性和功能性之间取得平衡，提供了一款约200美元的高性能机器人手臂，显著低于通常需要数千美元的工业系统。实验验证确认了其在基本操作任务中的准确性能。本文优先考虑教育的可重复性，而非性能基准测试，提供了一个学生和教育工作者可以可靠复制和扩展的平台。

🔬 方法详解

问题定义：本文旨在解决高成本机器人教育平台的问题，现有的工业机器人系统价格高昂，难以为学生提供实践机会。

核心思路：TARA的设计理念是通过3D打印技术降低成本，同时保持功能性，使其成为教育领域的可及工具。

技术框架：TARA的整体架构包括设计文件、组装说明和基础代码，用户可以根据需要进行定制和扩展。主要模块包括机械结构、控制系统和用户界面。

关键创新：TARA的最大创新在于其低成本和开源特性，使得教育工作者和学生能够轻松复制和修改，区别于传统的高价机器人系统。

关键设计：在设计中，TARA采用了模块化结构，便于组装和维护，使用标准化的零件以降低生产成本，同时提供了基本的控制算法以支持多种操作任务。

📊 实验亮点

实验验证显示，TARA在基本操作任务中表现出色，准确性高，且成本仅为200美元，显著低于传统工业机器人系统的数千美元价格。这一成果强调了TARA在教育领域的实用性和可复制性。

🎯 应用场景

TARA的设计和实现为机器人教育提供了一个经济实惠的解决方案，适用于学校、教育机构和个人学习者。其开源特性使得教育者能够根据课程需求进行定制，促进了机器人技术的普及和教育公平。未来，TARA有潜力在更多教育场景中推广，激发学生对机器人技术的兴趣和实践能力。

📄 摘要（原文）

The high cost of robotic platforms limits students' ability to gain practical skills directly applicable in real-world scenarios. To address this challenge, this paper presents TARA, a low-cost, 3D-printed robotic arm designed for accessible robotics education. TARA includes an open-source repository with design files, assembly instructions, and baseline code, enabling users to build and customize the platform. The system balances affordability and functionality, offering a highly capable robotic arm for approximately 200 USD, significantly lower than industrial systems that often cost thousands of dollars. Experimental validation confirmed accurate performance in basic manipulation tasks. Rather than focusing on performance benchmarking, this work prioritizes educational reproducibility, providing a platform that students and educators can reliably replicate and extend.