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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: 2024/10/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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RoTip: 能動回転機能を備えた指型触覚センサ
指型の視覚ベース触覚センサに独立制御の関節と回転機能を持たせ、柔軟物を含む物体操作を可能にした研究。
原題: RoTip: A Finger-Shaped Tactile Sensor with Active Rotation Capability ／ Xuyang Zhang, Jiaqi Jiang, Shan Luo
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Sparsh: 視覚ベース触覚センシングのための自己教師あり触覚表現
視覚ベース触覚センサ向けに、460k以上の触覚画像を用いたマスク付き自己蒸留による自己教師あり事前学習で汎用触覚表現を獲得し、標準ベンチマークTacBenchで従来のタスク・センサ特化型学習を平均95.1%上回った。
原題: Sparsh: Self-supervised touch representations for vision-based tactile sensing ／ Carolina Higuera, Akash Sharma, Chaithanya Krishna Bodduluri 他
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触覚センサによるソフトフィンガーの把持力と接触状態の推定
ソフトロボットフィンガーに統合した触覚センサから、ニューラルネットワークで指の力を推定し、物体に依存しない接触状態推定を実現した研究。
原題: Soft Finger Grasp Force and Contact State Estimation from Tactile Sensors ／ Hun Jang, Joonbum Bae, Kevin Haninger
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未校正の触覚スキンによる精密で接触の多いマニピュレーションの学習
磁気スキンセンサを視覚情報とトークンとして統合するTransformerベースのViSkフレームワークを提案し、カードスワイプやプラグ挿入などの接触の多い実世界タスクで視覚のみ・光学触覚ベースの手法を大きく上回る性能を示した。
原題: Learning Precise, Contact-Rich Manipulation through Uncalibrated Tactile Skins ／ Venkatesh Pattabiraman, Yifeng Cao, Siddhant Haldar 他
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FeelAnyForce: 視覚ベース触覚センサの触感から接触力フィードバックを推定
視覚ベース触覚センサを用いて任意物体への3D接触力（最大15N）を推定するマルチヘッドトランスフォーマを提案し、未見物体で平均絶対誤差4%を達成、他センサへのキャリブレーション手法も示した。
原題: FeelAnyForce: Estimating Contact Force Feedback from Tactile Sensation for Vision-Based Tactile Sensors ／ Amir-Hossein Shahidzadeh, Gabriele Caddeo, Koushik Alapati 他
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ロボット指のためのコンパクトLED変位センシング
LEDを発光・受光素子として用い、透明エラストマーを介した2枚の板の変位を検出するロボット指用センサを開発し、教師あり学習で力とトルクを推定した。
原題: Compact LED-Based Displacement Sensing for Robot Fingers ／ Amr El-Azizi, Sharfin Islam, Pedro Piacenza 他
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MiniTac: ロボット支援低侵襲手術における触診を強化する超小型8mm視覚ベース触覚センサ
ロボット支援低侵襲手術用に、8mm径の超小型視覚ベース触覚センサを開発した。メカノクロミック膜の色変化を内蔵カメラで捉え、表面および深部の腫瘍検出を可能にする。
原題: MiniTac: An Ultra-Compact 8 mm Vision-Based Tactile Sensor for Enhanced Palpation in Robot-Assisted Minimally Invasive Surgery ／ Wanlin Li, Zihang Zhao, Leiyao Cui 他
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ヒゲに着想を得た触覚センシング：水中接触追跡のためのSim2Realアプローチ
アザラシなどのヒゲを模した光ファイバーセンサーで水中の接触点を高精度に追跡する手法を開発し、シミュレーションから実世界への転移学習により2mm未満の精度を実現した。
原題: Whisker-Inspired Tactile Sensing: A Sim2Real Approach for Precise Underwater Contact Tracking ／ Hao Li, Chengyi Xing, Saad Khan 他
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触覚ニューラル逆レンダリング
触覚信号のみから生成モデルを用いて物体の局所3D表現を再構成し、姿勢推定と不確かさの定量化を可能にする手法を提案。
原題: Tactile Neural De-rendering ／ Jose A. Eyzaguirre, Miquel Oller, Nima Fazeli
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ウェアラブル振動触覚ハーネスの迅速なプロトタイピングのためのモジュラーツールキットの開発
3Dプリントジョイントやレーザーカットシート、磁気クラスプなどのモジュール要素を用いて、振動触覚アクチュエータを身体に装着するウェアラブルハーネスを迅速に試作するためのツールキットを開発した。
原題: Developing a Modular Toolkit for Rapid Prototyping of Wearable Vibrotactile Haptic Harness ／ Sandeep Kollannur, Katherine, Robertson 他
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TacDiffusion: 力領域拡散ポリシーによる高精度触覚マニピュレーション
拡散モデルで6軸力覚を生成し、単一タスクの実演から未学習の高精度挿入タスクへゼロショット転移する触覚組立フレームワークを提案。
原題: TacDiffusion: Force-domain Diffusion Policy for Precise Tactile Manipulation ／ Yansong Wu, Zongxie Chen, Fan Wu 他
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AnySkin: ロボット触覚のためのプラグアンドプレイ皮膚センシング
磁気式触覚センサAnySkinを提案し、接着剤不要で交換可能な設計と、学習済みマニピュレーションポリシーの個体間ゼロショット汎化を実現した。
原題: AnySkin: Plug-and-play Skin Sensing for Robotic Touch ／ Raunaq Bhirangi, Venkatesh Pattabiraman, Enes Erciyes 他
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Touch2Touch: 物体操作のための触覚センサ間クロスモーダル生成
拡散モデルを用いてGelSlimとSoft Bubbleという異なる触覚センサ間で触覚信号を相互変換し、センサ固有のアルゴリズムを別センサの信号に適用可能にする手法を提案。
原題: Touch2Touch: Cross-Modal Tactile Generation for Object Manipulation ／ Samanta Rodriguez, Yiming Dou, Miquel Oller 他
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単眼画像に基づくケーブル駆動ソフトロボットの三次元力推定手法
単眼画像と駆動情報を融合したエンドツーエンドネットワークにより、ソフトロボットの3次元接触力を高精度に推定する手法を提案した。
原題: A three-dimensional force estimation method for the cable-driven soft robot based on monocular images ／ Xiaohan Zhu, Ran Bu, Zhen Li 他
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触覚スキンによる巧みな操作：シミュレーション学習と実機転移
柔らかい指先の触覚スキンを物理シミュレータで再現し、ビー玉やボルトを指間で回す繊細な操作を強化学習で獲得、実機へ転移させた。
原題: Fine Manipulation Using a Tactile Skin: Learning in Simulation and Sim-to-Real Transfer ／ Ulf Kasolowsky, Berthold Bäuml
日本語で読む → - 論文触覚cs.SD
ソフト音響曲率センサーの設計と開発
柔軟な音響チャネル内の音波の変化を機械学習で解析し、曲率を高精度に推定するソフトセンサーを開発した。
原題: Soft Acoustic Curvature Sensor: Design and Development ／ Mohammad Sheikh Sofla, Hanita Golshanian, Vishnu Rajendran S 他
日本語で読む → - 論文触覚・超音波センシング画像認識
前腕超音波動画スニペットと3D畳み込みニューラルネットワークによるハンドジェスチャー分類
前腕の超音波動画を3D CNNで解析し、手の動きの時空間的特徴を捉えることでジェスチャー認識精度を98.8%まで向上させた研究。
原題: Hand Gesture Classification Based on Forearm Ultrasound Video Snippets Using 3D Convolutional Neural Networks ／ Keshav Bimbraw, Ankit Talele, Haichong K. Zhang
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
巧みな操作のための触覚センサ配置のデータ駆動最適化
深層強化学習による巧みな操作において、各触覚センサの貢献度を定量化し、92個から21個へ削減しても性能を93%維持できることを示した。さらに重要度ランキングに基づき14個で90%以上の性能を保つ配置を明らかにした。
原題: Data-Driven Optimization of Tactile Sensor Configurations for Efficient Dexterous Manipulation ／ Haoran Guo, Haoyang Wang, Zhengxiong Li 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作/触覚ロボティクス
双方向モーメンタム型触覚フィードバックと制御によるハンド内巧みな遠隔操作システム
手のひらサイズのモーメンタム駆動機構とIMUを用いて、トルクを含むリアルタイム触覚フィードバックと学習ベースの遠隔操作を実現した研究。
原題: Bi-directional Momentum-based Haptic Feedback and Control System for In-Hand Dexterous Telemanipulation ／ Haoyang Wang, Haoran Guo, He Ba 他
日本語で読む → - 論文義手/触覚フィードバックロボティクス
多感覚フィードバックと連続制御を組み合わせた義手の身体的・心理的効果の検討
筋電義手において、連続的な位置制御と触覚フィードバックを組み合わせた閉ループ制御を実装し、健常者28名と上肢欠損者10名を対象に身体的・心理的効果を評価した。
原題: Examining the physical and psychological effects of combining multimodal feedback with continuous control in prosthetic hands ／ Digby Chappell, Zeyu Yang, Angus B. Clark 他
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能動的触覚による物体認識・姿勢推定・形状転移学習のベイズフレームワーク
粒子フィルタとガウス過程陰関数表面を統合したベイズ手法により、触覚探索で物体の種類と姿勢を推定し、未知形状を既知知識から転移学習する。
原題: A Bayesian Framework for Active Tactile Object Recognition, Pose Estimation and Shape Transfer Learning ／ Haodong Zheng, Andrei Jalba, Raymond H. Cuijpers 他
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振動触覚の振幅変調に向けた触覚ユニットの最適化設計
皮膚内での振動伝播・減衰モデルを構築し、多層構造で振動振幅を増幅・減衰できる触覚ユニットを設計・評価した論文。
原題: Optimized Design of A Haptic Unit for Vibrotactile Amplitude Modulation ／ Jingchen Huang, Yun Fang, Weichao Guo 他
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TransForce: 視覚触覚センサのための画像変換による転移可能な力予測
視覚触覚センサの画像と力のペアデータを、照明色やマーカーパターンの異なる新センサに転移し、時系列画像変換と再帰モデルでせん断方向を含む高精度な力予測を実現した。
原題: TransForce: Transferable Force Prediction for Vision-based Tactile Sensors with Sequential Image Translation ／ Zhuo Chen, Ni Ou, Xuyang Zhang 他
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視覚言語モデルによる視触覚ゼロショット物体認識
触覚データを視覚言語モデル(VLM)に組み込み、物体名の注釈だけで触覚をテキスト化してゼロショットで物体を認識する手法を提案した。
原題: Visuo-Tactile Zero-Shot Object Recognition with Vision-Language Model ／ Shiori Ueda, Atsushi Hashimoto, Masashi Hamaya 他
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指の感覚代行による遠隔操作のための3自由度ソフト連続体運動覚ハプティックディスプレイ
指に装着する小型ソフト空気圧アクチュエータで3方向の運動覚フィードバックを実現し、遠隔操作の感覚代行に応用した研究。
原題: Three Degree-of-Freedom Soft Continuum Kinesthetic Haptic Display for Telemanipulation Via Sensory Substitution at the Finger ／ Jiaji Su, Kaiwen Zuo, Zonghe Chua
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慢性疼痛による自己効力感低下を感覚の不一致操作で回復
慢性疼痛患者の身体図式の歪みに着目し、ロボット操作とVRによる感覚刺激の操作で身体図式を修正し、低下した自己効力感を回復させる手法を提案した。
原題: Restoration of Reduced Self-Efficacy Caused by Chronic Pain through Manipulated Sensory Discrepancy ／ Matti Itkonen, Riku Kawabata, Satsuki Yamauchi 他
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ロボットを撫でてもいい？：柔らかいソーシャルアシストロボットへの静電容量式触覚センサの組み込み
柔らかいソーシャルアシストロボットの編み物外装に導電糸を埋め込み、低コストで柔軟な静電容量式触覚センサを実現した。ユーザー研究（N=20）で、触れられたことを検出し、3つの領域に位置特定できることを確認した。
原題: Can I Pet Your Robot? Incorporating Capacitive Touch Sensing into a Soft Socially Assistive Robot Platform ／ Amy O'Connell, Bailey Cislowski, Heather Culbertson 他
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RainbowSight：形状再構成のための汎用化可能な曲面カメラベース触覚センサファミリー
曲面形状に対応したRGB LEDの虹色照明パターンを用いるカメラベース触覚センサを提案し、高解像度の深度再構成と容易な製造・キャリブレーションを実現した。
原題: RainbowSight: A Family of Generalizable, Curved, Camera-Based Tactile Sensors For Shape Reconstruction ／ Megha H. Tippur, Edward H. Adelson
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/触覚ロボティクス
TacPalm：生体模倣型光学触覚パームを備えたソフトグリッパによる安定かつ精密な把持
柔軟な2本指グリッパの手のひらに光学触覚センサTacTipを組み込み、軽接触検出・把持姿勢調整・接触喪失検出の3機能で把持成功率を97%まで高め、サブミリ精度の配置を実現した。
原題: TacPalm: A Soft Gripper with a Biomimetic Optical Tactile Palm for Stable Precise Grasping ／ Xuyang Zhang, Tianqi Yang, Dandan Zhang 他
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形状記憶合金人工筋を用いたソフトロボットの自己センシングによる固有感覚と接触検出
形状記憶合金アクチュエータの電気抵抗と温度の自己センシング信号のみから、ソフトロボットの姿勢推定と接触検出を行う手法を提案し、人間との接触実験で有効性を検証した。
原題: Self-Sensing for Proprioception and Contact Detection in Soft Robots Using Shape Memory Alloy Artificial Muscles ／ Ran Jing, Meredith L. Anderson, Juan C. Pacheco Garcia 他
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