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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: 2025/9/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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Hydrosoft: 柔軟触覚マニピュレーションのための非ホロノミック弾性流体モデル
柔軟な触覚センサの経路依存的な接触力分布と表面積変化を捉える計算効率の良い非ホロノミック弾性流体モデルを提案し、微分可能な定式化により高解像度触覚フィードバックと統合した軌道最適化を実現した。
原題: Hydrosoft: Non-Holonomic Hydroelastic Models for Compliant Tactile Manipulation ／ Miquel Oller, An Dang, Nima Fazeli
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マルチモーダル信号を用いたニューロモーフィック物体・姿勢認識のための人間模倣ソフトアントロポモルフィックハンドシステム
人間の体性感覚系を模倣し、触覚・固有受容覚・温度のマルチモーダルセンサを搭載したソフトロボットハンドで、スパイキングニューラルネットワークにより物体と姿勢を高精度に認識するシステムを開発した。
原題: Human-Inspired Soft Anthropomorphic Hand System for Neuromorphic Object and Pose Recognition Using Multimodal Signals ／ Fengyi Wang, Xiangyu Fu, Nitish Thakor 他
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ロボティクス向け大面積フレキシブル触覚センシングのためのスケーラブルな直交デジタル符号化アーキテクチャの設計
CDMAに着想を得た直交デジタル符号化により、配線を大幅に削減しつつ大面積フレキシブル触覚センサのリアルタイム性とスケーラビリティを実現するアーキテクチャを提案し、16ノードで検証した。
原題: Design of scalable orthogonal digital encoding architecture for large-area flexible tactile sensing in robotics ／ Weijie Liu, Ziyi Qiu, Shihang Wang 他
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視覚ベース触覚センサの分類：レビュー
視覚ベース触覚センサ（VBTS）を、接触を触覚画像に変換する原理に基づきマーカー型と強度型の2つに大別し、さらに4つのサブタイプに分類して比較したレビュー論文。
原題: Classification of Vision-Based Tactile Sensors: A Review ／ Haoran Li, Yijiong Lin, Chenghua Lu 他
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EgoTouch: AR/VRヘッドセットカメラによる身体上タッチ入力
AR/VRヘッドセットに内蔵されたRGBカメラだけで、特別な機器なしに腕や手へのタッチ入力を高精度に実現し、歩行中や多様な照明・肌色でも頑健に動作する手法を提案した。
原題: EgoTouch: On-Body Touch Input Using AR/VR Headset Cameras ／ Vimal Mollyn, Chris Harrison
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EclipseTouch：装着型赤外線影投射によるアドホック面でのタッチセグメンテーション
ヘッドセットに統合したカメラと赤外線エミッタで構造化された影を作り、日常の未計測面へのホバー距離とタッチ接触を高精度に検出する技術を提案した。
原題: EclipseTouch: Touch Segmentation on Ad Hoc Surfaces using Worn Infrared Shadow Casting ／ Vimal Mollyn, Nathan DeVrio, Chris Harrison
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Text2Touch: LLMが設計した報酬関数による触覚を活用したハンド内操作
LLMに報酬関数を設計させ、触覚センサ付き4指ロボットハンドで多軸のハンド内物体回転を実現した研究。人間設計の報酬を上回る性能を、より簡潔な報酬で達成した。
原題: Text2Touch: Tactile In-Hand Manipulation with LLM-Designed Reward Functions ／ Harrison Field, Max Yang, Yijiong Lin 他
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両手触覚反応型把持のための学習ベース協調制御
2つの触覚センサと学習ベースのマルチエージェントMPCを組み合わせ、柔らかさや形状が異なる物体を両手で協調して把持する手法を提案。
原題: Learning-Based Collaborative Control for Bi-Manual Tactile-Reactive Grasping ／ Leonel Giacobbe, Jingdao Chen, Chuangchuang Sun
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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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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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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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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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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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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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UltraTac：超音波と視触覚を統合したロボット知覚センサ
視触覚センサに超音波センシングを同軸光音響構造で統合し、近接覚・材質分類・テクスチャと材質の同時認識を実現した。
原題: UltraTac: Integrated Ultrasound-Augmented Visuotactile Sensor for Enhanced Robotic Perception ／ Junhao Gong, Kit-Wa Sou, Shoujie Li 他
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全身触覚センシングのための布ベース感圧センサアレイのスケーリング
布ベースの感圧センサと独自の読み出し回路、デイジーチェーンSPIバスを組み合わせ、1平方メートルに8000以上の触覚素子を50FPS以上で駆動する全身触覚システムを構築し、把持タスクで有効性を示した。
原題: Scaling Fabric-Based Piezoresistive Sensor Arrays for Whole-Body Tactile Sensing ／ Curtis C. Johnson, Daniel Webb, David Hill 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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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