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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: 2025/2/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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把持学習における触覚センシングの役割
対向型把持タスクにおいて、力ベースの触覚センシングの複雑さが強化学習の学習挙動にどう影響するかを体系的に比較評価した論文。
原題: The Role of Tactile Sensing for Learning Reach and Grasp ／ Boya Zhang, Iris Andrussow, Andreas Zell 他
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触覚を理解する：Bag-of-words Senseにおける教師なしShapelet学習
t-SNEを隠れ層に用いて時系列データをshapelet所属確率に写像し、触覚データのクラスタリング精度を向上させるNN-STNEを提案した論文。
原題: Making Sense of Touch: Unsupervised Shapelet Learning in Bag-of-words Sense ／ Zhicong Xian, Tabish Chaudhary, Jürgen Bock
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不確かさを手がかりに重心を探る：任意物体の重心推定のための能動知覚手法
ベイズニューラルネットで不確かさを定量化し、触覚を伴う複数回の情報量の多い把持・回転操作を能動的に選ぶことで、未知の実物体の重心を高精度に推定する枠組みを提案した。
原題: Learning to Double Guess: An Active Perception Approach for Estimating the Center of Mass of Arbitrary Objects ／ Shengmiao Jin, Yuchen Mo, Wenzhen Yuan
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センサ非依存の触覚表現
光学式触覚センサ間でゼロショット転移を可能にするセンサ非依存の触覚表現を提案し、シミュレーションで学習して実世界の新センサに汎化できることを示した。
原題: Sensor-Invariant Tactile Representation ／ Harsh Gupta, Yuchen Mo, Shengmiao Jin 他
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AnyTouch: 複数の視触覚センサにまたがる統合的な静的・動的表現の学習
4種類の視触覚センサからなる整列済みデータセットTacQuadを構築し、触覚画像と動画を統合して静的・動的両面からマルチセンサ表現を学習するフレームワークAnyTouchを提案した。
原題: AnyTouch: Learning Unified Static-Dynamic Representation across Multiple Visuo-tactile Sensors ／ Ruoxuan Feng, Jiangyu Hu, Wenke Xia 他
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脚式ロボット向け光学式6軸力覚センサのパラメータ最適化
脚式ロボット向けに、フォトカプラを用いた非接触型の小型軽量6軸力覚センサを開発し、感度最大化と誤差最小化のためのパラメータ最適化手法を提案した。四足歩行ロボットに搭載して性能を検証した。
原題: Parameter Optimization of Optical Six-Axis Force/Torque Sensor for Legged Robots ／ Hyun-Bin Kim, Byeong-Il Ham, Keun-Ha Choi 他
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V-HOP: 視覚触覚融合による6D物体姿勢追跡
視覚と触覚を統合したトランスフォーマーにより、多様なグリッパやセンサに対応する6D物体姿勢追跡手法を提案し、実世界で視覚のみの手法を大きく上回る性能を実現した。
原題: V-HOP: Visuo-Haptic 6D Object Pose Tracking ／ Hongyu Li, Mingxi Jia, Tuluhan Akbulut 他
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伸縮性容量・抵抗型ひずみセンサ: 直接インク書き込みによる簡便な製造
商用3Dプリンタに自作プリントヘッドを組み合わせ、シリコーン基板上に導電インクを直接描画することで、容量型・抵抗型の伸縮性ひずみセンサを柔軟に作製する手法を提案した。
原題: Stretchable Capacitive and Resistive Strain Sensors: Accessible Manufacturing Using Direct Ink Writing ／ Lukas Cha, Sonja Groß, Shuai Mao 他
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接触音によるタッチジェスチャと感情認識で人とロボットのインタラクションを強化
人型ロボットPepperへの接触時に生じる音だけを用いて、タッチジェスチャと感情（覚醒度・感情価）を認識する軽量モデルを提案し、従来の音声認識モデルと同等の性能をより少ない計算量で実現した。
原題: Sound-Based Recognition of Touch Gestures and Emotions for Enhanced Human-Robot Interaction ／ Yuanbo Hou, Qiaoqiao Ren, Wenwu Wang 他
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ViTacTip：透明スキンと生体模倣チップを備えたロボットマニピュレーション用マルチモーダルセンサの設計とベンチマーク
透明スキンと生体模倣チップで視覚・近接・触覚・力覚を同時に取得する小型センサViTacTipを設計し、GANによるモダリティ間変換と多タスク学習でその性能を実証した論文。
原題: Design and Benchmarking of A Multi-Modality Sensor for Robotic Manipulation with GAN-Based Cross-Modality Interpretation ／ Dandan Zhang, Wen Fan, Jialin Lin 他
日本語で読む → - 論文触覚画像認識
GelBelt：大面積を持続的にセンシングする視覚ベース触覚センサ
エラストマーベルトと2つの車輪で対象表面を連続走査し、大規模表面の形状復元と欠陥検出を高精度・高速（最大45mm/s）で行える視覚ベース触覚センサを提案した。
原題: GelBelt: A Vision-based Tactile Sensor for Continuous Sensing of Large Surfaces ／ Mohammad Amin Mirzaee, Hung-Jui Huang, Wenzhen Yuan
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HydroelasticTouch: ハイドロエラスティック接触面を用いた触覚センサシミュレーション
ハイドロエラスティック接触モデルを用いて圧力ベース触覚センサを高精度かつ妥当な計算コストでシミュレーションし、ゼロショットのsim-to-real転移で有効性を検証した研究。
原題: HydroelasticTouch: Simulation of Tactile Sensors with Hydroelastic Contact Surfaces ／ David P. Leins, Florian Patzelt, Robert Haschke
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視覚触覚センサ付きソフト第六の指：脳卒中サバイバーの日常物体操作を支援
脳卒中後の把持障害を補うため、視覚ベースの触覚センサを備えたソフトな追加ロボット指を開発し、滑り検知に応じて把持力を自動調整することで日常物体の操作を可能にした。
原題: Soft Vision-Based Tactile-Enabled SixthFinger: Advancing Daily Objects Manipulation for Stroke Survivors ／ Basma Hasanen, Mashood M. Mohsan, Abdulaziz Y. Alkayas 他
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触覚系列知覚による材料特性認識のための時間的結合基盤モデル
触覚センサの時系列データを時間的に統合する基盤モデルを提案し、視覚が遮られる状況でも材料特性を高精度に認識できることを示した。
原題: Temporal Binding Foundation Model for Material Property Recognition via Tactile Sequence Perception ／ Hengxu You, Tianyu Zhou, Jing Du
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触覚ロボティクスのための感覚運動制御戦略
触覚センシングを活用してロボットが複雑な環境で接触を伴う動作を計画し、多様な物体を巧みに扱うための知覚・制御システムの最新手法をレビューし、設計・実装の指針と今後の課題を示した。
原題: Sensorimotor Control Strategies for Tactile Robotics ／ Enrico Donato, Matteo Lo Preti, Lucia Beccai 他
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ThinTact: レンズレスイメージングによる薄型視覚触覚センサ
マスクベースのレンズレスイメージングを用いて厚さ10mm以下・200mm²以上の視覚触覚センサを実現し、DCTベースの高速再構成アルゴリズムとマスク最適化でリアルタイム触覚センシングを可能にした。
原題: ThinTact:Thin Vision-Based Tactile Sensor by Lensless Imaging ／ Jing Xu, Weihang Chen, Hongyu Qian 他
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構造化光を用いたロボット支援手術における軟組織インタラクションの画像からの力推定
内視鏡ステレオカメラと構造化光投影で軟組織の3D変形を再構成し、PointNetベースのニューラルネットワークで接触力を推定する手法を提案した論文。
原題: Image-to-Force Estimation for Soft Tissue Interaction in Robotic-Assisted Surgery Using Structured Light ／ Jiayin Wang, Mingfeng Yao, Yanran Wei 他
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ChatGPTに触れる：LLMで感情的な触覚インタラクションを駆動する
LLMを使って10種類の感情と6種類の触ジェスチャーに対応する振動パターンを生成し、振動モーターを組み込んだウェアラブルスリーブで人に伝える手法を提案・評価した研究。
原題: Touched by ChatGPT: Using an LLM to Drive Affective Tactile Interaction ／ Qiaoqiao Ren, Tony Belpaeme
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NormalFlow: 視覚触覚センサによる高速・頑健・高精度な接触ベース物体6DoF姿勢追跡
視覚触覚センサが推定する表面法線のずれを最小化することで、物体の6DoF運動をリアルタイムに追跡する手法を提案し、低テクスチャ物体や長時間の回転追跡、3D再構成で高精度を示した。
原題: NormalFlow: Fast, Robust, and Accurate Contact-based Object 6DoF Pose Tracking with Vision-based Tactile Sensors ／ Hung-Jui Huang, Michael Kaess, Wenzhen Yuan
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微細構造と軽量CNNで高性能化した視覚ベース触覚センサ
マイクロ溝構造で光を変調し力応答を増幅する視覚ベース触覚センサを提案し、1層CNNで接触位置・変位・力を高精度に推定した。
原題: High-Performance Vision-Based Tactile Sensing Enhanced by Microstructures and Lightweight CNN ／ Mayue Shi, Yongqi Zhang, Xiaotong Guo 他
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触れて伝える：ロボットのための人間の感情と社会的ジェスチャーのマルチモーダル解読
圧力センサとマイクを搭載したソーシャルロボットを用い、人間が触覚で伝える感情や社会的ジェスチャーをSVMやCNNで分類するマルチモーダル手法を検討した研究。
原題: Touch and Tell: Multimodal Decoding of Human Emotions and Social Gestures for Robots ／ Qiaoqiao Ren, Remko Proesmans, Yuanbo Hou 他
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布センシングによる手内在筋活動の計測
親指の内在筋の表面筋電位を計測するため、テキスタイル電極を用いたウェアラブルスリーブを開発し、親指の動きや筋活動の検出性能を評価した。
原題: Fabric Sensing of Intrinsic Hand Muscle Activity ／ Katelyn Lee, Runsheng Wang, Ava Chen 他
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ロボットハンド全体への高解像度触覚埋め込みによる適応的な人間らしい把持
表面の70%に0.1mm解像度の触覚センサを備えた生体模倣ハンドを開発し、生成アルゴリズムと組み合わせることで、動的な実環境での把持性能が触覚なしの場合より大幅に向上することを示した。
原題: Embedding high-resolution touch across robotic hands enables adaptive human-like grasping ／ Zihang Zhao, Wanlin Li, Yuyang Li 他
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GenTact Toolbox：ロボット全身用触覚スキンを手続き的に生成する計算設計パイプライン
ロボットの形状と用途に合わせて全身触覚スキンを設計・製造する計算パイプラインを提案し、Franka Research 3アームに6つの静電容量式スキンを実装して人とのインタラクションで検証した。
原題: GenTact Toolbox: A Computational Design Pipeline to Procedurally Generate Context-Driven 3D Printed Whole-Body Artificial Skins ／ Carson Kohlbrenner, Caleb Escobedo, S. Sandra Bae 他
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ポリマー/紙ベースのダブルタッチモード静電容量型圧力センサ素子によるロボットアームのワイヤレス制御
低コストで柔軟なポリマー/紙ベースの圧力センサを試作し、その線形出力を利用してロボットアームをワイヤレスで精密に制御できることを示した。
原題: Polymer/paper-based double touch mode capacitive pressure sensing element for wireless control of robotic arm ／ Rishabh B. Mishra, Wedyan Babatain, Nazek El-Atab 他
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SonicBoom: マイクロフォンアレイによる接触位置推定
ロボットのエンドエフェクタに取り付けた複数の接触マイクで音響信号を学習し、衝突位置を高精度に推定するシステムを開発した。
原題: SonicBoom: Contact Localization Using Array of Microphones ／ Moonyoung Lee, Uksang Yoo, Jean Oh 他
日本語で読む → - 論文触覚physics.med-ph
組織触診のための可変剛性・動的力覚センサ
光反射を利用してセンサ変形から力を推定する可変剛性・動的レンジ力覚センサを提案し、圧力に応じて剛性と力範囲が増加することを実験で示した。
原題: Variable Stiffness & Dynamic Force Sensor for Tissue Palpation ／ Abu Bakar Dawood, Zhenyu Zhang, Martin Angelmahr 他
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柔軟な非均一容量性触覚センサアレイのためのセンサ位置推定法
センサ密度が場所によって異なる柔軟触覚センサアレイを開発し、隠れたセンサ配置を±2mmの精度で推定する位置同定手法を提案した。
原題: A Sensor Position Localization Method for Flexible, Non-Uniform Capacitive Tactile Sensor Arrays ／ Carson Kohlbrenner, Caleb Escobedo, Nataliya Nechyporenko 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
導電性フィラメントを用いた全指触覚センサ付き五指ハンドの設計と挿入後屈曲動作への応用
導電性フィラメントで作った神経線を柔軟な表皮に埋め込み、指全体の接触位置を抵抗変化から推定する触覚センサを開発し、ロボットが工具に指を挿入してから曲げる動作を実現した。
原題: Design of a Five-Fingered Hand with Full-Fingered Tactile Sensors Using Conductive Filaments and Its Application to Bending after Insertion Motion ／ Kazuhiro Miyama, Shun Hasegawa, Kento Kawaharazuka 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作/触覚ロボティクス
触覚ロボット遠隔操作におけるハンドエクソスケルトンを用いた剛性知覚
遠隔操作ロボットハンドに触覚フィードバックを付与し、視覚情報なしでも物体の硬さを識別できるかを被験者実験で検証した。変位フィードバックの追加が類似剛性の識別を向上させる可能性を示した。
原題: Haptic Stiffness Perception Using Hand Exoskeletons in Tactile Robotic Telemanipulation ／ Gabriele Giudici, Claudio Coppola, Kaspar Althoefer 他
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