1. 阿里云服务器申请

阿里云官网地址为https://www.aliyun.com，初次使用请从右上角【注册】入口完成账号创建。正常登录阿里云账号后按下图步骤进入云服务器选购界面：

页面下拉，这里我们选择按量付费方式中的16*CPU+60G+A10的优惠套餐，点击立即抢购，进入系统详情配置页面。

2. 阿里云服务器配置

在云服务器配置页面有以下几点配置需要关注：

2.1. 处理器规格

确认配置是否符合预期：

2.2. 镜像选择

这里我们选择ubuntu22.04 64bit公共基础镜像，同时预装12.8版本CUDA驱动。

2.3. 扩展程序选择

需要选择3.11.12版本及以上的Python版本，这里我们选择的是3.11.12。

2.4. 配置系统盘容量

因为我们采用的CUDA驱动版本是12.8.1，要求系统盘容量在40GB以上，用户可以根据自身需要调整，这里我们调整到60GB。可以看到相比于扩容前的40GB，单位小时内费用仅仅上涨￥0.021。

2.5. 密钥对选择

已有密钥对的用户可以直接在下拉框中选择，初次使用的用户可以点击右侧创建密钥对链接创建。

2.6. 确认下单

配置完成后，在页面右下角可以看到服务器费用，下图中看到的是原价，初次使用的用户享有优惠价格，约￥2/小时。云服务器创建后只有在运行时收费，关机/停止后不计费但会正常保留用户在服务器上的所有修改，只有释放服务器后才会清除。

虽然阿里云优惠后费用很低，但是只有账户余额不少于￥100的前提下才可以完成下单，所以需要提前充值，支持开发票以及余额提现。

云服务器实例创建后即可在账号的工作台中看到，点击会进入云服务器控制台。

2.7. 在线重置root密码

选择云服务器进入实例详情页，在这里可以实现服务器的开机、关机、重启、释放等操作。

在实例详情页中在线充值密码，这个密码就是后续SSH访问云服务器的账号和密码。

3. 阿里云服务器连接

3.1. SSH连接控制台

运行中的云服务器实例在详情页中可以看到其公网IP地址，可以在本地Terminal中通过ssh命令连接:

ssh username@remote_host

3.2. VNC连接服务器桌面

因为阿里云公共基础镜像默认不带桌面，需要用户自行安装，即通过SSH方式连接到服务器后执行安装命令：

sudo apt-get update
sudo apt-get install ubuntu-desktop
# 设置默认启动图形桌面
sudo systemctl set-default graphical.target
# 重启
sudo reboot

如果安装过程中出现报错“unmet dependencies”，运行下方命令后从头重试：

apt-get remove update-manager-core libparted2 python3-update-manager

顺利安装桌面并重启后，可以通过VNC访问桌面。

3.3. 数据传输

可以使用scp命令将本地文件上传到云服务器上，同理也支持将云服务器上文件拉取到本地：

# 拷贝文件
scp /path/to/local/file username@remote_host:/path/to/remote/directory
scp username@remote_host:/path/to/remote/file /path/to/local/directory
# 拷贝目录
scp -r /path/to/local/directory username@remote_host:/path/to/remote/directory
scp -r username@remote_host:/path/to/remote/directory /path/to/local/directory

4. 环境搭建

4.1. ROS2安装

参考官方ROS2 humble版本安装教程：https://docs.ros.org/en/humble/Installation/Ubuntu-Install-Debs.html#install-ros-2-packages，顺序执行命令即可。

注意事项：

ROS2每次运行前都需要设置环境，为了避免忘记，请通过如下命令将环境配置写入.bashrc，此后每次打开一个Terminal都会自动完成ROS2环境配置：

echo "source /opt/ros/humble/setup.bash" >> ~/.bashrc

如果在执行“curl -L -o /tmp/ros2-apt-source.deb "https://github.com/ros-infrastructure/ros-apt-source/releases/download/${ROS_APT_SOURCE_VERSION}/ros2-apt-source_${ROS_APT_SOURCE_VERSION}.$(. /etc/os-release && echo $VERSION_CODENAME)_all.deb"”时，因为云服务器网络原因无法正常下载的话，可以采用如下方法解决：

云服务器上执行echo $(curl -s https://api.github.com/repos/ros-infrastructure/ros-apt-source/releases/latest | grep -F "tag_name" | awk -F\" '{print $4}')，获取输出，例如1.1.0；
云服务器上执行echo $(. /etc/os-release && echo $VERSION_CODENAME)，获取输出，例如jammy；
将步骤1和步骤2的结果分别替换原curl命令中的${ROS_APT_SOURCE_VERSION}和$(. /etc/os-release && echo $VERSION_CODENAME)，替换后的地址例如https://github.com/ros-infrastructure/ros-apt-source/releases/download/1.1.0/ros2-apt-source_1.1.0.jammy_all.deb，将这个地址在本地浏览器打开并保存文件到本地；
将上步保存的文件传输到云服务器上；
执行命令sudo mv /path/to/step-4/deb/file /tmp/ros2-apt-source.deb；

继续执行后续sudo dpkg -i /tmp/ros2-apt-source.deb命令即可。

4.2. IsaacSim4.5安装

从官方地址https://docs.isaacsim.omniverse.nvidia.com/4.5.0/installation/download.html#下载安装包。

下载完成并上传到云服务器后，参考官方安装教程https://docs.isaacsim.omniverse.nvidia.com/4.5.0/installation/install_workstation.html#workstation-setup，顺序执行命令即可。

mkdir ~/isaacsim
cd /Directory/which/containing/your/downloaded/issac-sim/zip/file
unzip "isaac-sim-standalone@4.5.0-rc.36+release.19112.f59b3005.gl.linux-x86_64.release.zip" -d ~/isaacsim
cd ~/isaacsim
./post_install.sh

4.3. LeRobot机械臂下载

访问https://github.com/TheRobotStudio/SO-ARM100，可以git clone拉取，也可以直接下载zip包。放置到云服务器任意位置并解压（unzip /path/to/your/zip/file）后备用即可。

5. 仿真平台使用

5.1. 仿真平台启动

启动VNC远程桌面连接，桌面右键Open Terminal打开终端命令行，执行位于仿真平台安装目录下的脚本isaac-sim.selector.sh。

在弹出窗口选择ROS2 Bridge和ROS2，并点击START。

如果在主界面启动过程中报如下错误可以不管或者点击Wait。

直到主界面出现并呈现显卡信息和帧率时，仿真平台启动完毕。

5.2. 导入LeRobot机械臂

【File】->【Import】后在弹出菜单中找到章节4.3下载的LeRobot所在目录，并选中文件Simulation/SO101/so101_new_calib.urdf后点击【Import】。

提示确认保存路径时选择Yes。

5.3. 配置仿真环境

删除内建的ArticulationRoot，在机械臂上【右键】->【Add】->【Physics】->【ArticulationRoot】。

创建地板和物理场景。

5.4. 配置工作流

在Graph配置窗口依次拖出On Playback Tick，Articulation Controller, ROS2 Subscribe Joint State三个组件，并按下图方式连接它们：

最后选中Aticulation Controller组件，点击【Add Target...】，选择已导入的机械臂确立绑定关系。

至此，我们可以开始让机械臂持续监听Topic的指令（Topic的Name可以在Subscriber组件中查看并修改）：

6. ROS2操控程序

6.1. 创建ROS2工作区

# 1. 安装colcon
sudo apt update
sudo apt install python3-colcon-common-extensions
# 2. 创建工作空间
mkdir -p ~/ros2_ws/src
cd ~/ros2_ws/src
# 3. 创建lerobot_pkg包
ros2 pkg create --build-type ament_python lerobot_pkg

6.2. 创建Topic Publisher脚本

# 1. 进入lerobot_pkg的源码目录
cd ~/ros2_ws/src/lerobot_pkg/lerobot_pkg
# 2. 创建不间断随机发送关节状态指令的Publisher脚本lerobot_publisher.py
# ./ros2_ws/
# └── src
#     └── lerobot_pkg
#         ├── lerobot_pkg
#         │   ├── __init__.py
#         │   └── lerobot_publisher.py # **脚本lerobot_publisher.py放置位置**
#         ├── package.xml
#         ├── resource
#         │   └── lerobot_pkg
#         ├── setup.cfg
#         ├── setup.py
#         └── test
#             ├── test_copyright.py
#             ├── test_flake8.py
#             └── test_pep257.py
# 3. 配置入口
# 修改setup.py脚本：
# entry_points={
#     'console_scripts': [
#         'lerobot_publisher = lerobot_pkg.lerobot_publisher:main'
#     ],
# },
# 4. 赋予脚本可执行权限
chmod +x ~/ros2_ws/src/lerobot_pkg/lerobot_pkg/lerobot_publisher.py

lerobot_publisher.py源码见下方代码块，其中有两个关键配置一定要注意，无法顺利操控机械臂往往与它们有关：

"self.create_publisher(JointState, "joint_command", 10)"中joint_command就是Topic Name，需要与章节5.4中配置一致；
"self.joint_state.name"数组中名称要与仿真平台中机械臂各关节名称保持一致；

import rclpy
from rclpy.node import Node
from sensor_msgs.msg import JointState
import numpy as np
import time
 
 
class TestROS2Bridge(Node):
    def __init__(self):
 
        super().__init__("test_ros2bridge")
 
        # 创建发布者。此发布者将发布 JointState 消息到 /joint_command 主题。
        self.publisher_ = self.create_publisher(JointState, "joint_command", 10)
 
        # 创建 JointState 消息
        self.joint_state = JointState()
 
        self.joint_state.name = [
            "shoulder_pan",
            "shoulder_lift",
            "elbow_flex",
            "wrist_flex",
            "wrist_roll",
            "gripper"
        ]
 
        num_joints = len(self.joint_state.name)
 
        # 确保 Kit 的编辑器处于播放状态以接收消息
        self.joint_state.position = np.array([0.0] * num_joints, dtype=np.float64).tolist()
        self.default_joints = [0, 0, 0, 0, 0, 0]
 
        # 将运动限制在较小范围内（这不是机器人的范围，仅是运动范围）
        self.max_joints = np.array(self.default_joints) + 0.3
        self.min_joints = np.array(self.default_joints) - 0.3
 
        # 使用位置控制让机器人围绕每个关节摆动
        self.time_start = time.time()
 
        timer_period = 0.05  # 秒
        self.timer = self.create_timer(timer_period, self.timer_callback)
 
    def timer_callback(self):
        self.joint_state.header.stamp = self.get_clock().now().to_msg()
 
        joint_position = (
            np.sin(time.time() - self.time_start) * (self.max_joints - self.min_joints) * 0.5 + self.default_joints
        )
        self.joint_state.position = joint_position.tolist()
 
        # 将消息发布到主题
        self.publisher_.publish(self.joint_state)
 
 
def main(args=None):
    rclpy.init(args=args)
 
    ros2_publisher = TestROS2Bridge()
 
    rclpy.spin(ros2_publisher)
 
    # 显式销毁节点
    ros2_publisher.destroy_node()
    rclpy.shutdown()
 
 
if __name__ == "__main__":
    main()

6.3. 编译构建

cd ~/ros2_ws
colcon build

colcon build
Starting >>> lerobot_pkg
Finished <<< lerobot_pkg [1.14s]          
Summary: 1 package finished [1.55s]

6.4. 启动Topic Publish

cd ~/ros2_ws
source install/setup.bash
ros2 run lerobot_pkg lerobot_publisher

正常情况下，此时仿真平台机械臂会不断收到来自脚本的运动指令并执行。

阿里云服务器上部署ROS2+Isaac-Sim4.5实现LeRobot机械臂操控