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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: 2024/9/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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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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遠隔共同作業の探求：共有仮想環境における二者間触覚インタラクションに対するアバター表現の影響
共有仮想環境での触覚インタラクションとアバター表現が社会的存在感とタスク成績に与える影響を実験的に調査した。
原題: Exploring Remote Collaborative Tasks: The Impact of Avatar Representation on Dyadic Haptic Interactions in Shared Virtual Environments ／ Genki Sasaki, Hiroshi Igarashi
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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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GelSlim 4.0：触覚と再現性に焦点を当てたオープンソース触覚センサ
GelSlim 3.0を改良し、簡素化した指構造と製造しやすいレンズを備えたオープンソースの視覚ベース触覚センサを開発し、深さ・せん断場推定ライブラリと製造マニュアルを提供して再現性を検証した。
原題: GelSlim 4.0: Focusing on Touch and Reproducibility ／ Andrea Sipos, William van den Bogert, Nima Fazeli
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人間不要の力制御デモンストレーションからの優しい把持学習
接触特性が既知の物体を用いて参照力曲線を自動生成し、物理ベースの力学モジュールを組み込んだDual-CNNで把持力を予測することで、視覚触覚センサ上で優しく安定した把持を実現する手法を提案した。
原題: Learning Gentle Grasping from Human-Free Force Control Demonstration ／ Mingxuan Li, Lunwei Zhang, Tiemin Li 他
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触覚による未知物体の確率的接触ダイナミクス推定
未知物体の接触ダイナミクスを、DeepSDFによる形状表現とパーティクルフィルタを組み合わせて推定し、能動的探索により30回未満の動作で高精度に同定する手法を提案。
原題: Tactile Probabilistic Contact Dynamics Estimation of Unknown Objects ／ Jinhoo Kim, Yifan Zhu, Aaron Dollar
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触覚ファンクタセット：触覚データセットのニューラル陰関数表現
触覚センサの生画像をニューラル陰関数で再構成し、コンパクトでセンサ間の汎化が可能な表現を提案。手先物体姿勢推定で画像ベース手法を上回る性能を示した。
原題: Tactile Functasets: Neural Implicit Representations of Tactile Datasets ／ Sikai Li, Samanta Rodriguez, Yiming Dou 他
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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
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F3T：ロボットのための3D力と温度を数学的に分離できるソフト触覚ユニット
多層構造のソフトセンサで、法線圧力・全方向の接線力・温度を物理的および数学的に分離して計測できる触覚ユニットを開発した。
原題: F3T: A soft tactile unit with 3D force and temperature mathematical decoupling ability for robots ／ Xiong Yang, Hao Ren, Dong Guo 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
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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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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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DenseTact光学触覚センサによる薄層材料の動的層数検出
光学触覚センサ付きグリッパで布や紙をつかみ、こする動作中の触覚・力・関節データをTransformerで解析し、つかんだ層数を高精度に分類する手法を提案。
原題: Dynamic Layer Detection of Thin Materials using DenseTact Optical Tactile Sensors ／ Ankush Kundan Dhawan, Camille Chungyoun, Karina Ting 他
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触覚知覚で異なるロボット間の協調マニピュレーション能力差を克服
触覚センサと行動クローニングを用いて、トルクセンシングのないロボットでも力強い協調作業を可能にするポリシーを学習し、異なる機体間で転移できることを示した。
原題: Built Different: Tactile Perception to Overcome Cross-Embodiment Capability Differences in Collaborative Manipulation ／ William van den Bogert, Madhavan Iyengar, Nima Fazeli
日本語で読む → - 論文触覚cs.NE
多閾値戦略を備えた汎用フレキシブル神経形態触覚システム
生体の触覚神経系を模倣し、スパイク符号化と多閾値処理を組み合わせたフレキシブルな神経形態触覚システムを開発。従来比約1桁の低消費電力で、記号パターンとモールス信号を90%の精度で認識できる。
原題: A Universal Flexible Neuromorphic Tactile System with Multithreshold Strategy ／ Jialin Liu, Diansheng Liao
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CrystalTac：迅速なモノリシック製造技術による3Dプリント視覚ベース触覚センサファミリー
マルチマテリアル3Dプリンティングによるモノリシック製造で、独自の感知機構を持つ視覚ベース触覚センサ（VBTS）ファミリー「CrystalTac」を開発し、触覚知覚タスクでの有効性とコスト効率・設計柔軟性を示した。
原題: CrystalTac: 3D-Printed Vision-Based Tactile Sensor Family through Rapid Monolithic Manufacturing Technique ／ Wen Fan, Haoran Li, Dandan Zhang
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TacSL: 視触覚センサのシミュレーションと学習のためのライブラリ
GPUベースで視触覚センサを高速シミュレーションし、触覚ベースの強化学習を可能にするライブラリTacSLと、sim-to-real転移のための新アルゴリズムAACDを提案した。
原題: TacSL: A Library for Visuotactile Sensor Simulation and Learning ／ Iretiayo Akinola, Jie Xu, Jan Carius 他
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マーカーかマーカーレスか？多様なロボットタスクのためのモード切替可能な光学触覚センシング
光学触覚センサのマーカー/マーカーレスモードを生成モデルと回帰モデルで相互変換し、単一センサで知覚と操作の両タスクを可能にした。
原題: Marker or Markerless? Mode-Switchable Optical Tactile Sensing for Diverse Robot Tasks ／ Ni Ou, Zhuo Chen, Shan Luo
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5自由度触覚グリッパによる把持内分離とすくい操作
GelSight触覚センサを統合した2本指5自由度グリッパを設計し、粒状媒体中の物体の分離・分類と狭所でのカードのすくい挿入を実現した。
原題: In-Hand Singulation and Scooping Manipulation with a 5 DOF Tactile Gripper ／ Yuhao Zhou, Pokuang Zhou, Shaoxiong Wang 他
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HyperTaxel: 対照学習による触覚センサ信号のハイパー解像度化
疎な低解像度の触覚センサ信号を対照学習で高解像度の接触面にマッピングし、接触面の形状特徴を捉える表現を学習するフレームワークを提案した。
原題: HyperTaxel: Hyper-Resolution for Taxel-Based Tactile Signals Through Contrastive Learning ／ Hongyu Li, Snehal Dikhale, Jinda Cui 他
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ロボット支援機械学習による胃癌ポリープ診断：部分表面触覚イメージングの活用
視覚ベース触覚センサとロボットマニピュレータを用いて胃癌腫瘍ファントムの触覚データを自動収集し、機械学習で分類する手法を提案した。
原題: Robot-Enabled Machine Learning-Based Diagnosis of Gastric Cancer Polyps Using Partial Surface Tactile Imaging ／ Siddhartha Kapuria, Jeff Bonyun, Yash Kulkarni 他
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SeeBelow: 手術ロボットの触診と触覚探索による皮下腫瘍の3次元再構成
手術支援ロボットに触覚フィードバックを組み込み、視覚誘導とベイズ最適化で触診位置を選び、100回未満の触診で多層組織内の硬い皮下腫瘍の3次元形状を再構成した。
原題: SeeBelow: Sub-dermal 3D Reconstruction of Tumors with Surgical Robotic Palpation and Tactile Exploration ／ Raghava Uppuluri, Abhinaba Bhattacharjee, Sohel Anwar 他
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多指グリッパへの視覚ベース触覚センサの大規模展開
視覚ベース触覚センサを指の節や掌に複数搭載できるモジュール設計とゼロショット校正法を提案し、3本指グリッパに7個のセンサを実装して接触面全体の触覚知覚を改善した。
原題: Large-scale Deployment of Vision-based Tactile Sensors on Multi-fingered Grippers ／ Meng Wang, Wanlin Li, Hao Liang 他
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視覚拡張統合力-インピーダンス制御による未知の剛体3D曲面の視触覚探索
視覚と触覚を統合した力-インピーダンス制御により、未知の3D曲面形状を安全に探索する手法を提案し、ロボット実験で有効性を示した。
原題: Visuo-Tactile Exploration of Unknown Rigid 3D Curvatures by Vision-Augmented Unified Force-Impedance Control ／ Kübra Karacan, Anran Zhang, Hamid Sadeghian 他
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Feelit: 柔軟形状ディスプレイと視覚触覚センサを組み合わせたリアルタイム遠隔触覚提示
視覚ベース触覚センサの高解像度3D情報をリアルタイムで再現する低コストな遠隔触覚デバイスFeelitを開発した。ピンベース形状ディスプレイと柔軟機構を組み合わせ、せん断変位と回転も提示できる。
原題: Feelit: Combining Compliant Shape Displays with Vision-Based Tactile Sensors for Real-Time Teletaction ／ Oscar Yu, Yu She
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UniT: 未知物体にも汎化するデータ効率の良い触覚表現学習
単一の簡単な物体から得た触覚画像のみでVQGANベースの触覚表現を学習し、未知物体へのゼロショット転移や操作方策学習で高い性能を示した手法。
原題: UniT: Data Efficient Tactile Representation with Generalization to Unseen Objects ／ Zhengtong Xu, Raghava Uppuluri, Xinwei Zhang 他
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振動・慣性バイオニック強化システム（VIBES）の特性評価、実験的検証およびパイロットユーザー研究
義手ソケットに組み込んだ振動触覚デバイスVIBESについて、知覚特性の評価と健常者・義手ユーザーによる3課題の検証を行い、触覚フィードバックと義手の身体化への効果を示した。
原題: Characterization, Experimental Validation and Pilot User Study of the Vibro-Inertial Bionic Enhancement System (VIBES) ／ Alessia S. Ivani, Federica Barontini, Manuel G. Catalano 他
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OPENGRASP-LITE 1.0：柔軟リンク機構を備えた触覚人工ハンド
柔軟リンク機構とMEMS気圧センサによる触覚センシングを統合した、オープンソースの軽量人工ハンドを開発した。6自由度の駆動で多様な把持が可能で、触覚人工ハンド研究のためのアクセシブルな基盤を提供する。
原題: OPENGRASP-LITE Version 1.0: A Tactile Artificial Hand with a Compliant Linkage Mechanism ／ Sonja Groß, Michael Ratzel, Edgar Welte 他
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触覚・形態スキル：エネルギーベース制御とデータ駆動学習の融合
力とインピーダンスの統合制御にデータ駆動学習を組み合わせ、エネルギー推定で安全性を確保しつつ未知の形状や表面へスキルをゼロショット転移できる枠組みを提案した。
原題: Tactile-Morph Skills: Energy-Based Control Meets Data-Driven Learning ／ Anran Zhang, Kübra Karacan, Hamid Sadeghian 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/触覚センシングロボティクス
柔軟な電子皮膚を用いた水中ソフトロボット翼の閉ループ形状制御
柔軟な容量性電子皮膚と機械学習を組み合わせ、外部センサーなしで水中ソフトロボット翼の形状をリアルタイム推定し、閉ループ制御を実現した。
原題: Closed-loop underwater soft robotic foil shape control using flexible e-skin ／ Leo Micklem, Huazhi Dong, Francesco Giorgio-Serchi 他
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