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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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ロボット把持システム向けの柔軟なFBG接触力センサ
3DプリントTPUケースとFBGアレイを用いた小型高感度な接触力センサを開発し、ソフトグリッパに統合して力制御を実現した。
原題: A Flexible FBG-Based Contact Force Sensor for Robotic Gripping Systems ／ Wenjie Lai, Huu Duoc Nguyen, Jiajun Liu 他
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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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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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HATPIC: ロボティクス開発向けオープンソース単軸力覚ジョイスティック
遠隔操作開発向けに、低コストで高品質な力覚フィードバックを提供するオープンソースの単軸ハプティックジョイスティックを設計し、一般的なロボティクスツールとの統合を示した。
原題: HATPIC: An Open-Source Single Axis Haptic Joystick for Robotic Development ／ Julien Mellet, Fabio Ruggiero, Vincenzo Lippiello
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接触拡散モデルによる多点接触位置推定
拡散モデルを用いて、関節トルクとベース力覚センサからロボット表面の複数接触点を高精度に推定する手法を提案。実機で単一接触0.44cm、二点接触1.24cmの誤差を達成。
原題: CDM: Contact Diffusion Model for Multi-Contact Point Localization ／ Seo Wook Han, Min Jun Kim
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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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DOGlove：低コストオープンソースの力覚フィードバックグローブによる巧みな操作
600ドル以下で自作できる力覚フィードバック付きグローブを開発し、ロボットハンドの遠隔操作と接触の多いタスクの模倣学習を実現した。
原題: DOGlove: Dexterous Manipulation with a Low-Cost Open-Source Haptic Force Feedback Glove ／ Han Zhang, Songbo Hu, Zhecheng Yuan 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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多材料3Dプリント指の固有感覚のための柔軟で高集積な光ファイバー曲げセンサ
プラスチック光ファイバーと読み出し電子回路を3Dプリントされたフレクシャに埋め込み、多材料3Dプリント指の固有感覚を実現する半自動印刷プロセスを提案し、その性能を評価した。
原題: Soft and Highly-Integrated Optical Fiber Bending Sensors for Proprioception in Multi-Material 3D Printed Fingers ／ Ellis Capp, Marco Pontin, Peter Walters 他
日本語で読む → - 論文視覚触覚融合ロボティクス
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
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
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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ロボットと人間の協調を支援する身体装着型振動触覚ベストの情報符号化戦略
都市捜索救助（USAR）場面でロボットから操作者へリアルタイム情報を伝えるため、身体装着型振動触覚ベストの情報符号化手法を検討し、皮膚をスクリーンのように使う「セマンティックハプティクス」が学習しやすさと解釈精度を向上させることを示した。
原題: Vibrotactile information coding strategies for a body-worn vest to aid robot-human collaboration ／ Adrian Vecina Tercero, Praminda Caleb-Solly
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自己混合レーザー干渉法によるロボット触覚センシング
自己混合干渉法(SMI)をロボット指先に初めて統合し、滑りや外部接触の検知において音響センシングより高感度で環境ノイズに強いことを示した。
原題: Self-Mixing Laser Interferometry for Robotic Tactile Sensing ／ Remko Proesmans, Ward Goossens, Lowiek Van den Stockt 他
日本語で読む → - 論文触覚HCI
身体的感情コミュニケーションの探求：媒介社会的触覚に関する人間中心レビュー
触覚インタフェースや感情情報、マッピング手法に関する文献を広く調査し、媒介社会的触覚（MST）の感情表現空間と設計空間を整理したレビュー論文。
原題: Exploring Embodied Emotional Communication: A Human-oriented Review of Mediated Social Touch ／ Liwen He, Zichun Guo, Yanru Mo 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作/触覚ロボティクス
視覚・触覚モデル仲介型遠隔超音波検査システム
遠隔超音波検査の遅延対策として、事前取得した超音波ボリュームをリアルタイム再スライスして視覚プレビューと触覚フィードバックを同時に提示するモデル仲介型遠隔操作を提案し、1000msの往復遅延まで操作負担と完了時間を補償できることを示した。
原題: Visual-Haptic Model Mediated Teleoperation for Remote Ultrasound ／ David Black, Maria Tirindelli, Septimiu Salcudean 他
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初期滑りの時空間特徴検出におけるモデリング・シミュレーション・応用
視覚触覚センサ等のひずみ分布センシングに適用可能な、初期滑りの時空間特徴を完全に表現する新しいモデリング・検出手法を提案し、摩擦パラメータ推定や適応把持制御への有効性を実験で示した。
原題: Modeling, Simulation, and Application of Spatio-Temporal Characteristics Detection in Incipient Slip ／ Mingxuan Li, Lunwei Zhang, Qiyin Huang 他
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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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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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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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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
日本語で読む → - 論文触覚HCI
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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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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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
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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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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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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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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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人工皮膚モジュールとしての低コスト箔/紙ベースタッチモード圧力センシング素子
DIY技術で作製した超低コストの紙ベース柔軟容量性圧力センサを数理モデル・FEA・実験で評価し、義手用の大面積電子皮膚やワイヤレス制御に応用した。
原題: Low-cost foil/paper based touch mode pressure sensing element as artificial skin module for prosthetic hand ／ Rishabh B. Mishra, Sherjeel M. Khan, Sohail F. Shaikh 他
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