Toddlerbot - オープンソースのML対応ヒューマノイドプラットフォーム
(toddlerbot.github.io)- ToddlerBotは低コストのオープンソースヒューマノイドロボットプラットフォームであり、ロボティクス・AI研究におけるポリシー学習と実験のスケーラビリティを目標に設計
- 新バージョン(2.0)は側転、ハイハイ、高速歩行、VR遠隔操作、リアルタイムのステレオ深度推定など多様な新機能をサポート
- 30自由度設計、多様なエンドエフェクタ(手のひら型・グリッパー)、3Dプリントベースの迅速な修理など、再現性と耐久性を重視
- 強化学習と拡散モデルを活用した歩行・双腕・全身操作、スキルチェイニング(skill chaining)などのML互換性が実証済み
- 完全なオープンソースのマニュアルとコードを提供し、誰でも製作・ポリシー転移・マルチロボット協調実験が可能
Toddlerbotオープンソースプロジェクトの意義
- Toddlerbotはオープンソースのヒューマノイドロボットプロジェクトで、誰でもソースを活用して直接組み立てや改造が可能
- 商用ヒューマノイドロボットと比べて製作コストが低く、構造と部品数が少ないため参入障壁が低いのが特徴
- ロボットのハードウェア設計、ソフトウェア制御、アルゴリズム学習など多様な目的に活用可能
- 活発なコミュニティと文書化により、初心者から専門家まで高い実用性を持つ
- 研究・開発目的、教育用、プロトタイピングなどに適したロボットプラットフォーム
主な機能と利点
- 3Dプリンタ、オープンソース回路図、公開ソフトウェアを通じて容易に製作可能
- モジュラーデザイン構造により、頭部、腕、胴体などを自由に設計・交換可能
- Pythonなど複数のプログラミング言語と連携でき、多様な制御戦略の実験が可能
- センサー、モーター、カメラなどの選択的な追加拡張をサポート
ToddlerBot 2.0の主な機能
- 側転: 高い敏捷性とバランス能力を実演し、失敗時でもほとんど破損しない
- ハイハイ: 幼児のように腕と脚を使った四つんばいでの移動動作
- 高速歩行: 全方向歩行速度0.25m/s、その場旋回は最大1rad/s
- VR遠隔操作: Meta Quest 2ベースのリアルタイム操作
- ステレオ深度推定: Jetson Orin NX 16GBを搭載し、10Hzでリアルタイム処理
設計上の特徴
- 30自由度(DoF): 腕7、脚6、首2、腰2
- センサー・電子機器: 魚眼カメラ2基、スピーカー、マイク2基、IMU、Jetson Orin NX
- エンドエフェクタ: 柔軟な手のひら型と平行ジョーグリッパーの2つのオプション
性能実験
- 腕長テスト: 胴体体積の14倍の大きさの物体をつかめる
- 荷重テスト: 全体重量の40%にあたる1.48kgを持ち上げてバランスを維持
- 持続性テスト: 強化学習ベースの歩行ポリシーで19分継続、7回転倒しても破損なし、修理は35分以内(3Dプリント+組み立て)
AIベースの動作
- 対話・腕立て伏せ: OpenAI Realtime API + GPT-4o連携
- 鉄棒懸垂: AprilTagベースの位置認識、シミュレーションポリシーの実機転移
- 歩行・操作: 強化学習とRGBベースの拡散ポリシーにより双腕および全身操作を実行
- スキルチェイニング(Skill Chaining): ハンドル把持(拡散ポリシー) → 台車を押す(強化学習ポリシー)
再現性と拡張性
- ポリシー転移: 1台のToddlerBotで学習した操作ポリシーを別個体へ無損失で転移
- マルチロボット協調: 2台のロボットが長時間タスク(部屋の片付け)を協力して実行
- 組み立てやすさ: オープンソースのマニュアル・動画により誰でも製作可能
研究支援
- 論文: ToddlerBot: Open-Source ML-Compatible Humanoid Platform for Loco-Manipulation (arXiv:2502.00893)
- スタンフォード大学の研究チームが開発、NSFおよびSloan Fellowshipなど多数の支援
1件のコメント
Hacker Newsのコメント
本当に印象的な仕事で、もう少し安くなれば家でちょっとしたプロジェクトに使ってみたいと思う
側転に失敗する動画がかなり強烈で、まだロボットは転倒を防いだり、倒れるときに自分の身を守る方法を学べていないように見える。側転のデモ自体は非常に驚異的で、最初はおもちゃかCGかと思ったが、失敗シーンを見て少し本物だと信じられるようになった
本当にすごい作品だ！ ロボット全体がほぼ3Dプリント可能な構造だという点にどんな制約があるのか気になる。でも自分で組み立てるなら不可欠だと思う
もっと安い、あるいは初心者向けのバージョンがあるのか気になる。Jetson nanoはそのまま使い、残りの部品は初心者にも負担の少ない構成だといいのだが
すばらしいプロジェクトだ！ VLAで追加研究できるように、Mujocoシミュレーターが用意されているのか気になる
こういうロボットを買って、猫に餌をやったり、玄関の荷物を取ってきたりできるようにできないかと想像してしまう。もしかして欲張りすぎだろうか追記: 安いといっても$6,000だと知って笑ってしまった
それは状況次第だ。餌をロボット向けの容器に入れておくなら、ロボットが直接すくって与えるよりずっと簡単だ。配達員（あるいはロボット）が荷物を毎回同じ場所に置いてくれるならもっと簡単だが、そうでなければロボットが荷物を見つけるのは非常に難しい。梱包チームとユーザーが置き場所まで事前に取り決める必要があるかもしれない。野心的ではあるが、実現を妨げるのは不可能だからではなく、環境ごとの変化や細部まで全部プログラムしなければならない点だ。ロボットを5cm動かすのは簡単だが、どこかに置かれた見知らぬ物を探させるのは非常に難しく、着実に進歩してはいるものの、依然として厄介な問題だ
自動給餌器ならすでに市販品がたくさんある。私は月に一度補充するキブル用給餌器と、毎日補充が必要なウェットフード用給餌器、それに給水ファウンテンを使っている
$6,000という価格は赤ちゃんサイズのサーボロボットとしては高いほうだが、たいていの中国製ロボット犬よりは安い。ロボットは本当にコストがかかる
$1,000版が出たら本当にいいと思う（それが可能かどうかは分からないが）
腰に2軸（2 DOF）！ 本当にすごい情熱だ
本当にかっこよく見える。良い情報を共有してくれてありがとう