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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: 2024/12/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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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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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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接触条件誘導拡散モデルによる視覚ベース触覚画像生成
物体のRGB画像と接触力データから、高忠実度な視覚ベース触覚センサ画像を生成する拡散モデルを提案し、従来手法より誤差を大幅に削減した。
原題: Vision-based Tactile Image Generation via Contact Condition-guided Diffusion Model ／ Xi Lin, Weiliang Xu, Yixian Mao 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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動画から粒子を理解する：視覚-触覚学習による粒状材料の特性推定
粒状材料との相互作用動画から、視覚-触覚学習フレームワークを用いて粒子サイズと密度の相対値を推定する手法を提案。訓練後は視覚情報のみで特性を分析できる。
原題: Understanding Particles From Video: Property Estimation of Granular Materials via Visuo-Haptic Learning ／ Zeqing Zhang, Guangze Zheng, Xuebo Ji 他
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可変密度3次元触覚人工皮膚における接触位置推定の機械学習アプローチ
半円錐形の3次元人工皮膚に不均一に配置された静電容量式触覚センサの接触位置を、全結合ニューラルネットワークで推定し、平均誤差5.7mmを達成した。
原題: A Machine Learning Approach to Contact Localization in Variable Density Three-Dimensional Tactile Artificial Skin ／ Carson Kohlbrenner, Mitchell Murray, Yutong Zhang 他
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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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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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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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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
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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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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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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
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触覚センシングによる力覚フィードバックとVR三次元物体再構成を両立したロボット遠隔操作
カメラが使えない環境でも、触覚センサから得た情報でVR内に物体形状を再構成し、操作者に力覚フィードバックを与えることで、目隠し状態でもピック・アンド・プレース遠隔操作が可能なことを示した。
原題: Leveraging Tactile Sensing to Render both Haptic Feedback and Virtual Reality 3D Object Reconstruction in Robotic Telemanipulation ／ Gabriele Giudici, Aramis Augusto Bonzini, Claudio Coppola 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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触覚刺激の不変ニューロモルフィック表現による実時間テクスチャ分類システムのロバスト性向上
触覚センサの読み取りを、走査速度や接触力に依存しないスパイキング表現に変換する3段階のアルゴリズムを開発し、実時間テクスチャ分類の精度と効率を改善した。
原題: Invariant neuromorphic representations of tactile stimuli improve robustness of a real-time texture classification system ／ Mark M. Iskarous, Zan Chaudhry, Fangjie Li 他
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物体特性推定のための予測的視触覚インタラクティブ知覚フレームワーク
視覚と触覚を備えたロボットが押す・引くなどの探索動作を行い、物体の硬さ・質量・摩擦・形状などの物理特性を能動的に推定する枠組みを提案した。
原題: Predictive Visuo-Tactile Interactive Perception Framework for Object Properties Inference ／ Anirvan Dutta, Etienne Burdet, Mohsen Kaboli
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触覚に基づくロボット指の力推定と相互作用制御
触覚センサアレイのデータ効率的なキャリブレーションにより、ロボットハンドの複雑な表面でも高精度な力推定を実現し、100Hzのアドミタンス制御ループで相互作用力追従を可能にした。
原題: Tactile-based force estimation for interaction control with robot fingers ／ Elie Chelly, Andrea Cherubini, Philippe Fraisse 他
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人工多モーダル指先による触覚のデジタル化
高解像度センサとオンデバイスAIを備えた半球状の人工指先を開発し、触覚・振動・熱・匂いを多モーダルに検出できることを示した論文。
原題: Digitizing Touch with an Artificial Multimodal Fingertip ／ Mike Lambeta, Tingfan Wu, Ali Sengul 他
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TacEx: Isaac SimにおけるGelSight触覚シミュレーション — ソフトボディと視触覚シミュレータの統合
Isaac Simにソフトボディ接触シミュレータGIPCと視触覚シミュレータTaxim/FOTSを組み込み、GelSight Miniの触覚を高精度に再現するモジュール式シミュレーションフレームワークTacExを開発し、強化学習環境でその有効性を検証した。
原題: TacEx: GelSight Tactile Simulation in Isaac Sim -- Combining Soft-Body and Visuotactile Simulators ／ Duc Huy Nguyen, Tim Schneider, Guillaume Duret 他
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触覚変形のベクトル場解析による滑り検出と重症度推定フレームワーク
GelSight Miniの触覚変形データをベクトル場解析し、滑りの発生検出と滑り速度（重症度）を推定する機械学習モデルを構築、触覚フィードバック制御に応用した。
原題: Learned Slip-Detection-Severity Framework using Tactile Deformation Field Feedback for Robotic Manipulation ／ Neel Jawale, Navneet Kaur, Amy Santoso 他
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知覚強度に基づくノイズ除去を用いた遠隔操作ロボットの振動触覚フィードバック
遠隔操作ロボットの自己運動で生じる振動ノイズを、人間の知覚強度に合わせたフィルタで除去し、触覚フィードバックの品質を保つ手法を提案した。
原題: Vibrotactile Feedback for a Remote Operated Robot with Noise Subtraction Based on Perceived Intensity ／ Ryoma Yamawaki, Takeru Shimamura, Noel Alejandro Avila Campos 他
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電気インピーダンス・トモグラフィによるデータ効率の良い触覚センシング
EIT触覚センサの学習ベース再構成において、1フレームの計測を32通りの信号に拡張するデータ拡張手法を提案し、少ない計測データで高精度な触覚再構成を実現した。
原題: Data-efficient Tactile Sensing with Electrical Impedance Tomography ／ Huazhi Dong, Ronald B. Liu, Leo Micklem 他
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アダプティブトリガの硬さでロボットエンドエフェクタ周辺情報を伝える遠隔操作支援
DualSenseコントローラのトリガ硬さをエンドエフェクタと物体の重なり量に応じて変え、1自由度の触覚フィードバックで周辺状況を直感的に伝える遠隔操作手法を提案した。
原題: Conveying Surroundings Information of a Robot End-Effector by Adjusting Controller Button Stiffness ／ Noel Alejandro Avila Campos, Masashi Konyo, Ranulfo Bezerra 他
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タッチ・トゥ・タッチ変換：異種触覚センシング技術間のマッピング学習
カメラベースの触覚センサDigitの画像から静電容量ベースのCySkinの出力を生成する2つのデータ駆動手法を比較し、接触形状を保ちつつ15.18%の誤差で変換できることを示した。
原題: Touch-to-Touch Translation -- Learning the Mapping Between Heterogeneous Tactile Sensing Technologies ／ Francesco Grella, Alessandro Albini, Giorgio Cannata 他
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ロボット発話時の感情に応じた振動触覚フィードバックシステム
GPT-4o Miniでテキストの感情価と覚醒度を推定し、その値に応じて振動刺激の振幅と周波数を制御する掌サイズの触覚ディスプレイを開発し、ロボット発話時の触覚フィードバックが心理状態や親密さに与える影響を実験で示した。
原題: An emotional expression system with vibrotactile feedback during the robot's speech ／ Yuki Konishi, Yoshihiro Tanaka
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触覚センシングと適応スキルによるロバスト把持戦略の学習
人間のデモンストレーションと触覚フィードバックを用いて、外乱に耐えるロバストな把持を実現する適応的把持ポリシーを学習した研究。
原題: Learning Robust Grasping Strategy Through Tactile Sensing and Adaption Skill ／ Yueming Hu, Mengde Li, Songhua Yang 他
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触覚インターフェースのためのフレキシブル電気インピーダンストモグラフィ
格子状パターンとハイドロゲル導電層を組み合わせたフレキシブルEIT触覚センサを提案し、シミュレーションと実験で設計を最適化して、ゲーム操作などのHMI応用における多様な触覚パターン検出性能を示した。
原題: Flexible electrical impedance tomography for tactile interfaces ／ Huazhi Dong, Sihao Teng, Xiaopeng Wu 他
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ハプティックグローブの手姿勢推定精度向上のための適応的キネマティックモデリング
市販のハプティックグローブにセンサを追加し、グローブと手のキネマティックモデルを適用することで、手姿勢の計測精度を改善した研究。
原題: Adaptive Kinematic Modeling for Improved Hand Posture Estimates Using a Haptic Glove ／ Kathrin Krieger, David P. Leins, Thorben Markmann 他
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ソフト電気油圧アクチュエータ駆動による新規力覚ハプティックフィードバックデバイス
ソフト電気油圧アクチュエータを駆動源に用いた力覚提示デバイスを開発し、制御可能な力出力と振動提示を実現して遠隔操作ロボットに応用した。
原題: A Novel Kinesthetic Haptic Feedback Device Driven by Soft Electrohydraulic Actuators ／ Dannuo Li, Quan Xiong, Xuanyi Zhou 他
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