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フィジカルAI関連の最新論文を、日本語のひとことで。原題は英語です。
最新論文: 2025/8/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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柔らかい物体の特性に対する身体性を備えた触覚知覚
多モーダル電子皮膚と様々な触診動作を用い、物体の粘弾性・表面特性を知覚する際の身体性と相互作用の影響を調査し、潜在フィルタで因果的機械特性を推定した研究。
原題: Embodied Tactile Perception of Soft Objects Properties ／ Anirvan Dutta, Alexis WM Devillard, Zhihuan Zhang 他
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触覚的快適さ：インタラクションによる心拍数の低下
触覚ゲームで注意をそらす小型コンパニオンロボットを開発し、7〜8歳の子どもを対象とした実験で、ロボットとの触覚インタラクションが非使用時と比べて心拍数を有意に低下させることを示した。
原題: Tactile Comfort: Lowering Heart Rate Through Interactions ／ Morten Roed Frederiksen, Kasper Støy, Maja Matarić
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GelSLAM：リアルタイム・高忠実・堅牢な3D触覚SLAMシステム
触覚のみを用いて物体の姿勢を長時間推定し、形状を高忠実に再構成するリアルタイム3D SLAMシステムを提案。表面法線と曲率を利用した追跡とループ閉じ込みにより、低テクスチャ物体でもサブミリ精度を実現。
原題: GelSLAM: A Real-time, High-Fidelity, and Robust 3D Tactile SLAM System ／ Hung-Jui Huang, Mohammad Amin Mirzaee, Michael Kaess 他
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触覚による変形物体の再構成：弾性静力学SDFを用いたPROD
力制御触覚プローブで柔軟物体を押し込み、弾性静力学SDFを推定して形状と剛性を再構成する手法を提案。
原題: PROD: Palpative Reconstruction of Deformable Objects through Elastostatic Signed Distance Functions ／ Hamza El-Kebir
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PneuGelSight：柔軟ロボットのための視覚ベース固有感覚・触覚センシング
柔軟空気圧マニピュレータにカメラを内蔵し、高解像度の固有感覚と触覚を視覚的に取得する手法を提案。シミュレーションから実機へのゼロショット転移を可能にするパイプラインも構築した。
原題: PneuGelSight: Soft Robotic Vision-Based Proprioception and Tactile Sensing ／ Ruohan Zhang, Uksang Yoo, Yichen Li 他
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オプティカルフローによる触覚ジェスチャ認識の改善
触覚画像にオプティカルフローを追加して接触の動きを強調し、ジェスチャ認識の精度を9%向上させた。
原題: Improving Tactile Gesture Recognition with Optical Flow ／ Shaohong Zhong, Alessandro Albini, Giammarco Caroleo 他
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触覚ロボティクス：展望
触覚センシング技術の現状と課題を整理し、製造・医療・リサイクル・農業などへの応用に向けた今後の方向性を展望した論文。
原題: Tactile Robotics: An Outlook ／ Shan Luo, Nathan F. Lepora, Wenzhen Yuan 他
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ウェアラブル柔軟センサによる適応的歩行位相・地形形状推定のためのモデル非依存メタ学習
布ベースの柔軟ウェアラブルセンサを用いて、MAMLにより歩行位相と地形形状を同時推定し、未知の被験者や地形への少ない校正データでの適応と汎化を実現した。
原題: Model-agnostic Meta-learning for Adaptive Gait Phase and Terrain Geometry Estimation with Wearable Soft Sensors ／ Zenan Zhu, Wenxi Chen, Pei-Chun Kao 他
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視覚音響融合による手姿勢と接触推定
骨伝導スピーカーと圧電マイクを手に装着し、音響信号とRGB-D画像をグラフ注意ネットワークで統合することで、遮蔽や静的な接触時でも高精度に手の姿勢と接触を推定するウェアラブルシステムを提案。
原題: Visuo-Acoustic Hand Pose and Contact Estimation ／ Yuemin Mao, Uksang Yoo, Yunchao Yao 他
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VLH：視覚・言語・触覚基盤モデル
視覚と言語の理解から空中での力覚・振動フィードバックを生成する基盤モデルVLHを提案し、ドローンとVRで人間とのインタラクション性能を評価した。
原題: VLH: Vision-Language-Haptics Foundation Model ／ Luis Francisco Moreno Fuentes, Muhammad Haris Khan, Miguel Altamirano Cabrera 他
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大規模言語モデルはレーダー信号から材料を識別できるか？
レーダー生信号から材料を直接推論するLLM活用の初の試み。物理ベースの信号処理で特徴を抽出し、RAGでドメイン知識を補って識別する手法を提案。
原題: Can Large Language Models Identify Materials from Radar Signals? ／ Jiangyou Zhu, Hongyu Deng, He Chen
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ソフトフィンガー外骨格における視覚を用いたユーザー相互作用力の学習
ソフトな指用外骨格と人間の接触力を、低解像度のグレースケール画像から学習ベースで推定するフレームワークを開発し、フィードバック制御にも応用した。
原題: Learning User Interaction Forces using Vision for a Soft Finger Exosuit ／ Mohamed Irfan Refai, Abdulaziz Y. Alkayas, Anup Teejo Mathew 他
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触覚が語り、音が感じる：ロボットから人への感情的・社会的触覚のマルチモーダルアプローチ
振動モーターと音を同期させたマルチモーダルシステムで、ロボットが触覚と音の組み合わせにより感情や社会的ジェスチャーを伝える手法を検証した。
原題: Touch Speaks, Sound Feels: A Multimodal Approach to Affective and Social Touch from Robots to Humans ／ Qiaoqiao Ren, Tony Belpaeme
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産業用ロボットの内蔵関節センサのみを用いた触覚ジェスチャー認識
外部センサを使わず、ロボットの内蔵関節センサの信号から深層学習で触覚ジェスチャーを認識する手法を検討し、スペクトログラム表現が精度向上に有効で95%以上の認識率を達成した。
原題: Tactile Gesture Recognition with Built-in Joint Sensors for Industrial Robots ／ Deqing Song, Weimin Yang, Maryam Rezayati 他
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固有感覚センシングによるロボットマニピュレータ上の多クラス人間・物体検出
ロボットアームの固有感覚センサのみを用いて、接触相手が人間か柔らかい物体か硬い物体かを3クラスで識別するLSTM/GRU/Transformerモデルを構築し、リアルタイムで91.11%の精度を達成した研究。
原題: Multi-Class Human/Object Detection on Robot Manipulators using Proprioceptive Sensing ／ Justin Hehli, Marco Heiniger, Maryam Rezayati 他
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境界はどこか：組織境界描出のためのマルチモーダルセンサ融合テストベンチ
手術支援ロボット向けに、視覚・接触マイク・力覚センサを融合して組織境界を高精度に識別するモジュール式テストベンチを開発し、その有効性を実験で示した。
原題: Where is the Boundary: Multimodal Sensor Fusion Test Bench for Tissue Boundary Delineation ／ Zacharias Chen, Alexa Cristelle Cahilig, Sarah Dias 他
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見る必要はない！敏感な皮膚で覆われたロボットアームによる物体の位置特定と把持
視覚入力なしで、ロボットアーム全体を覆う触覚センサのみを用いて物体を探索・把持する手法を提案し、実機で85.7%の成功率を達成した。
原題: No Need to Look! Locating and Grasping Objects by a Robot Arm Covered with Sensitive Skin ／ Karel Bartunek, Lukas Rustler, Matej Hoffmann
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SimShear: シミュレーションから実機へのせん断触覚サーボ
せん断変形をシミュレーションで陽にモデル化せずに、GANで触覚画像を変換し、実機の触覚制御に応用する手法を提案。
原題: SimShear: Sim-to-Real Shear-based Tactile Servoing ／ Kipp McAdam Freud, Yijiong Lin, Nathan F. Lepora
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VR・遠隔操作のための布ベース柔軟温熱ハプティックデバイス
布と空気圧で指先に圧力と温度を提示する超軽量（指1本あたり2g）ウェアラブルデバイスを開発し、VR把持作業の成功率と力制御精度が向上することを示した。
原題: A Soft Fabric-Based Thermal Haptic Device for VR and Teleoperation ／ Rui Chen, Domenico Chiaradia, Antonio Frisoli 他
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触覚刺激を符号化してオルガノイドに点字認識させる
触覚センサのデータを電気刺激パターンに変換して脳オルガノイドを刺激し、点字の文字分類を行わせた研究。3つのオルガノイドを組み合わせることで精度が83%に向上し、ノイズ耐性も改善した。
原題: Encoding Tactile Stimuli for Braille Recognition with Organoids ／ Tianyi Liu, Hemma Philamore, Benjamin Ward-Cherrier
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HapticGiant：階層型力制御を備えた新型超大規模力覚ハプティックインタフェース
人体の腕に近い運動学を持つ大型力覚提示装置を開発し、階層最適化によるアドミタンス型力制御で関節・直交座標の制約や特異点に対応した。
原題: HapticGiant: A Novel Very Large Kinesthetic Haptic Interface with Hierarchical Force Control ／ Michael Fennel, Markus Walker, Dominik Pikos 他
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力を感じる：非構造化植生下のナビゲーションのための繊細な物理ベース走行可能性センサ
ロボットが植生から受ける押し返し力を直接計測するセンサを開発し、微妙な力の変化を実験で検証した。この力ベースの指標はナビゲーション判断や学習アルゴリズムの基盤となる。
原題: Feeling the Force: A Nuanced Physics-based Traversability Sensor for Navigation in Unstructured Vegetation ／ Zaar Khizar, Johann Laconte, Roland Lenain 他
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遠隔手術ロボット操作における手首装着型触覚フィードバックが力の精度と作業速度に与える影響
da Vinci研究用ロボットでの触診課題において、手首装着型の空気圧触覚デバイスが力の誤差を有意に低減する一方、動作時間が長くなることを示した。
原題: Effects of Wrist-Worn Haptic Feedback on Force Accuracy and Task Speed during a Teleoperated Robotic Surgery Task ／ Brian B. Vuong, Josie Davidson, Sangheui Cheon 他
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協働ロボットアームによる力ベースの粘弾性測定と生体力学特性評価
協働ロボットアームを用いて材料の粘性・弾性を力ベースで測定し、高精度機器による基準値と比較して、生体組織への適用可能性を検証した。
原題: Force-Based Viscosity and Elasticity Measurements for Material Biomechanical Characterisation with a Collaborative Robotic Arm ／ Luca Beber, Edoardo Lamon, Giacomo Moretti 他
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UniTac：触覚センサなしで実現する全身接触センシング
関節センサのみを用いたデータ駆動型の全身接触位置推定手法を提案し、FrankaアームとSpot四足歩行ロボットで有効性を検証した。
原題: UniTac: Whole-Robot Touch Sensing Without Tactile Sensors ／ Wanjia Fu, Hongyu Li, Ivy X. He 他
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転がる触覚センサ：イベントカメラ搭載ローラーによる大面積表面の高速検査
イベントカメラをローラー機構に組み込んだ触覚センサを提案し、従来の連続触覚センシングより11倍速い最大0.5 m/sの走査速度で100μm以下の精度を実現した。
原題: They See Me Rolling: High-Speed Event Vision-Based Tactile Roller Sensor for Large Surface Inspection ／ Akram Khairi, Hussain Sajwani, Abdallah Mohammad Alkilany 他
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FiDTouch：指腹への3Dウェアラブル触覚ディスプレイ
指腹に接触・圧力・皮膚伸長・振動などの触覚刺激を与える小型逆デルタ機構を用いた3Dウェアラブル触覚デバイスを開発し、静的接触と皮膚伸長の知覚に関する二段階のユーザー研究で性能を評価した。
原題: FiDTouch: A 3D Wearable Haptic Display for the Finger Pad ／ Daria Trinitatova, Dzmitry Tsetserukou
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実世界での触覚：ポータブル視触覚グリッパによる繊細なマニピュレーション学習
触覚センサ内蔵のポータブルグリッパで視覚と触覚のデータを同時収集し、両モダリティの特性を保つ表現学習により、試験管挿入やピペット操作などの精密作業を高精度・高ロバストに実現した。
原題: Touch in the Wild: Learning Fine-Grained Manipulation with a Portable Visuo-Tactile Gripper ／ Xinyue Zhu, Binghao Huang, Yunzhu Li
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把持内平面運動における摩擦推定
パラレルグリッパで物体を滑らせながら把持する際に、触覚センサの力と滑り速度から静摩擦・クーロン摩擦・接触半径をオンライン推定する手法を提案し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: Friction Estimation for In-Hand Planar Motion ／ Gabriel Arslan Waltersson, Yiannis Karayiannidis
日本語で読む → - 論文手術ロボティクス/触覚/VR訓練ロボティクス
手術ロボティクス訓練カリキュラムへの拡張支援アルゴリズム導入と評価
VR手術ロボティクス訓練シミュレータに触覚支援を追加し、訓練中の性能向上と未支援の臨床場面へのスキル転移を実験的に示した。
原題: Implementation and Assessment of an Augmented Training Curriculum for Surgical Robotics ／ Alberto Rota, Ke Fan, Elena De Momi
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