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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: 2024/7/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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可視分解を用いた2次元張力ロープのモデリングに関する短い覚書
手術ロボットの触覚フィードバックなどに応用されるロープモデリング問題を2次元に簡略化し、可視分解によって多角形障害物周りのロープの動力学をO(n)時間で効率的に計算するアルゴリズムを提案した。
原題: A Short Note on Modeling 2D Taut Ropes with Visibility Decompositions ／ Adem B. Dalkılıç
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Transformerベースの触覚制御方策による安定把持の学習
触覚フィードバックから回転ずれや滑りを検出し、重心が未知で移動する物体に対して把持位置と把持力を同時に最適化するTransformer強化学習フレームワークを提案し、シミュレーションと実機でゼロショット転移を実現した。
原題: Learning Stable Robot Grasping with Transformer-based Tactile Control Policies ／ En Yen Puang, Zechen Li, Chee Meng Chew 他
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せん断力と垂直力を感知する触覚スキンを用いた手内平行移動の学習
触覚スキンのセンサモデルを提案し、せん断力と垂直力を用いた強化学習方策で手内での物体操作を実現、実機実験で有効性を示した。
原題: Learning In-Hand Translation Using Tactile Skin With Shear and Normal Force Sensing ／ Jessica Yin, Haozhi Qi, Jitendra Malik 他
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ソフトロボット相互作用のための解釈可能な視覚・触覚予測モデルに向けて
生成モデルを用いてソフトロボットの視覚・固有感覚を融合したマルチモーダル知覚モデルを構築し、外部物体との接触相互作用を予測・解釈する手法を提案した。
原題: Towards Interpretable Visuo-Tactile Predictive Models for Soft Robot Interactions ／ Enrico Donato, Thomas George Thuruthel, Egidio Falotico
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Gel-OPTOFORTセンサ：GelSightと光電子センサ技術による多軸力覚・幾何形状の同時計測
GelSightと光電子式力覚センサを組み合わせ、高サンプリング周波数での多軸力計測と物体形状の観察を両立し、力計測範囲も調整可能にしたセンサを提案した。
原題: Gel-OPTOFORT Sensor: Multi-axis Force/Torque Measurement and Geometry Observation Using GelSight and Optoelectronic Sensor Technology ／ Yohan Noh, Harshal Upare, Dalia Osman 他
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ASTスキンによるイチゴ把持のための触覚フィードバック
音響軟触覚（AST）スキンをロボットエンドエフェクタの指に実装し、イチゴの軸を2Nの力で把持するリアルタイム力制御実験を行い、その有効性を示した。
原題: Enabling Tactile Feedback for Robotic Strawberry Handling using AST Skin ／ Vishnu Rajendran, Kiyanoush Nazari, Simon Parsons 他
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HyperSurf: GRUと実機-シミュレーション転移による表面認識が可能な四足歩行ロボットの脚
四足歩行ロボットの脚で表面を認識するため、交換可能な表面を踏める単脚装置とGRUベースの認識システムを開発し、実機からシミュレーションへの表面特性転移を可能にした。
原題: HyperSurf: Quadruped Robot Leg Capable of Surface Recognition with GRU and Real-to-Sim Transferring ／ Sergei Satsevich, Yaroslav Savotin, Danil Belov 他
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RoboPack: 触覚情報を活用した動力学モデルによる高密度パッキング
視覚と触覚を組み合わせたリカレントグラフニューラルネットワークで物体状態を推定し、モデル予測制御により非把持操作や高密度パッキングを実現する手法を提案。
原題: RoboPack: Learning Tactile-Informed Dynamics Models for Dense Packing ／ Bo Ai, Stephen Tian, Haochen Shi 他
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社会的ロボットとの相互作用における触覚：PRISMA法による系統的文献レビュー
社会的ロボットと人間の触れ合いに関する研究42件をPRISMA法でレビューし、使用技術や感情への影響、触れ方の種類などを整理して研究課題を明らかにした。
原題: Touch in Human Social Robot Interaction: Systematic Literature Review with PRISMA Method ／ Christiana Tsirka, Anna-Maria Velentza, Nikolaos Fachantidis
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AeroHaptix：UAV遠隔操作の衝突回避を支援するウェアラブル振動触覚フィードバックシステム
ドローンの遠隔操作時に、複数の障害物方向を振動で同時に伝えるウェアラブル触覚デバイスを開発し、衝突回数の削減と状況認識の向上を実現した。
原題: AeroHaptix: A Wearable Vibrotactile Feedback System for Enhancing Collision Avoidance in UAV Teleoperation ／ Bingjian Huang, Zhecheng Wang, Qilong Cheng 他
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前車の動きの触覚フィードバックが運転制御を改善する
前車との仮想的な弾性接続を通じてその動きを触覚提示する運転支援を検討し、触覚フィードバックが運転制御を改善し精神的負荷を軽減することを実験で示した。
原題: Haptic feedback of front car motion can improve driving control ／ Xiaoxiao Cheng, Xianzhe Geng, Yanpei Huang 他
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光学式触覚センサの力校正に向けた深層ドメイン適応回帰
校正済みの光学式触覚センサから未校正のセンサへ力予測能力を転移する深層ドメイン適応手法を提案し、マーカーや照明、弾性体の違いを超えて高精度に3軸力を校正できることを示した。
原題: Deep Domain Adaptation Regression for Force Calibration of Optical Tactile Sensors ／ Zhuo Chen, Ni Ou, Jiaqi Jiang 他
日本語で読む → - 論文触覚・形状センシングロボティクス
湾曲リフレクタを用いたロボット応用向け小型光ファイバ形状センシング
単一の光ファイバと湾曲した反射面を組み合わせ、関節角度を非接触で計測する小型センサを開発し、反射面の形状や色が感度と角度範囲に与える影響を比較した。
原題: Miniature Fibre-Optic based Shape Sensing for Robotic Applications using Curved Reflectors ／ Dalia Osman, Vignesh Vignesh, Yohan Noh
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RoTipBot: 回転可能な触覚センサを用いた薄く柔軟な物体のロボットハンドリング
回転する触覚センサRoTipを指先に搭載し、薄く柔軟な物体を複数枚同時に把持・計数できるロボットシステムを開発した。従来法より高成功率かつ最大3倍高速に動作する。
原題: RoTipBot: Robotic Handling of Thin and Flexible Objects using Rotatable Tactile Sensors ／ Jiaqi Jiang, Xuyang Zhang, Daniel Fernandes Gomes 他
日本語で読む → - 論文触覚/嗅覚センシングeess.SP
小型電子ノーズによる高速匂いセンシング
高帯域センサ読み出しと制御アルゴリズムを組み合わせた小型電子ノーズを開発し、数十ミリ秒の匂いパルス分類と最大60Hzの刺激切替の時間パターン符号化を実現した。
原題: High-speed odour sensing using miniaturised electronic nose ／ Nik Dennler, Damien Drix, Tom P. A. Warner 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
埋め込み光導波路センサを用いたソフトロボット指のモデルフリー動的状態推定の強化
柔軟な光導波路センサを空気圧式ソフト指に組み込み、NARXニューラルネットワークで動的状態推定を行い、エンドエフェクタ位置の平均誤差を51%削減した。
原題: Enhanced Model-Free Dynamic State Estimation for a Soft Robot Finger Using an Embedded Optical Waveguide Sensor ／ Henrik Krauss, Kenjiro Takemura
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多様な触覚センサとタスクを横断する転移可能な触覚トランスフォーマー
異なる触覚センサとタスクに共通する潜在表現を学習するフレームワークT3を提案し、300万点超の大規模データセットFoTaで事前学習することでゼロショット転移や高精度な接触リッチ操作を実現した。
原題: Transferable Tactile Transformers for Representation Learning Across Diverse Sensors and Tasks ／ Jialiang Zhao, Yuxiang Ma, Lirui Wang 他
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受動的ヒゲセンシングによるナビゲーションと3D表面再構成
ロボットアームに取り付けた柔軟な受動的ヒゲが物体に触れた際の接触位置をベイズフィルタリングで推定し、周囲の占有マップと物体表面の3D形状を再構成する手法を提案した。
原題: Navigation and 3D Surface Reconstruction from Passive Whisker Sensing ／ Michael A. Lin, Hao Li, Chengyi Xing 他
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低コストな力覚・触覚フィードバックを備えたロボット手術トレーナーの開発
ロボット手術トレーナーに、光電子技術を用いた安価な力覚センサと把持力の触覚フィードバックを組み込み、訓練の臨場感と手術精度を高めた。
原題: Advancing Robotic Surgery: Affordable Kinesthetic and Tactile Feedback Solutions for Endotrainers ／ Bharath Rajiv Nair, Aravinthkumar T., B. Vinod
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TacShade：光・影・グレースケールに基づく形状再構成のための3Dプリント軟質光学触覚センサ
スケッチの明暗表現に着想を得た3Dプリント軟質光学触覚センサを開発し、接触物体の形状を粗く高速に再構成する手法を提案した。
原題: TacShade A New 3D-printed Soft Optical Tactile Sensor Based on Light, Shadow and Greyscale for Shape Reconstruction ／ Zhenyu Lu, Jialong Yang, Haoran Li 他
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触覚フィードバックを用いた指先接触力方向の制御
触覚センサの情報から指先の接触力の方向を制御する手法を提案し、AllegroハンドとXela触覚センサで評価した研究。
原題: Fingertip Contact Force Direction Control using Tactile Feedback ／ Dounia Kitouni, Elie Chelly, Mahdi Khoramshahi 他
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Touch100k：触覚中心のマルチモーダル表現学習のための大規模触覚・言語・視覚データセット
触覚・言語・視覚をペアにした10万規模のデータセットTouch100kを構築し、カリキュラム学習に基づく事前学習手法TLV-Linkを提案して触覚表現学習の性能を向上させた。
原題: Touch100k: A Large-Scale Touch-Language-Vision Dataset for Touch-Centric Multimodal Representation ／ Ning Cheng, Changhao Guan, Jing Gao 他
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バーチャルリアリティにおけるロボット触覚プロキシに向けて
VRヘッドセットとロボットマニピュレータを連携させ、仮想空間と物理空間を双方向に接続する触覚提示システムを開発し、Meta Quest Proのハンドトラッキング性能を評価した。
原題: Towards Robotic Haptic Proxies in Virtual Reality ／ Eric Godden, Matthew Pan
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視覚と触覚の融合：信号処理の観点から見た視触覚センサの最新レビュー
視触覚センサを信号処理の観点から包括的にレビューし、ハードウェアだけでなく処理手法の重要性を示して今後の研究方向を展望した。
原題: When Vision Meets Touch: A Contemporary Review for Visuotactile Sensors from the Signal Processing Perspective ／ Shoujie Li, Zihan Wang, Changsheng Wu 他
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カメラベース触覚センサと単一把握によるヤング率からの物体コンプライアンス学習
カメラベース触覚センサと把持時の触覚画像列から、物体のヤング率を推定するハイブリッド手法を提案し、未知物体のコンプライアンスを形状に依存せず高精度で推定できることを示した。
原題: Learning Object Compliance via Young's Modulus from Single Grasps using Camera-Based Tactile Sensors ／ Michael Burgess, Jialiang Zhao, Laurence Willemet
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SonicSense：把持中の音響振動による物体知覚
把持中の音響振動センシングで、容器の中身の状態判別・異種材料の予測・3D形状復元・物体再同定を83種類の実物体に対して実現するハードとソフトの統合システムを提案。
原題: SonicSense: Object Perception from In-Hand Acoustic Vibration ／ Jiaxun Liu, Boyuan Chen
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低忠実度の視触覚事前学習による視覚のみのマニピュレーション性能向上
低コストな触覚センサBeadSightで視触覚事前学習を行い、実行時は触覚を無効化して視覚のみで推論することで、USBケーブル挿入タスクの性能を最大65%改善できることを示した。
原題: Low Fidelity Visuo-Tactile Pretraining Improves Vision-Only Manipulation Performance ／ Selam Gano, Abraham George, Amir Barati Farimani
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フローシャドウイング：高密度ウィスカーセンサアレイによる複数気流方向の検出法
ドローン周囲の気流を捉えるため、密集したウィスカー型センサアレイで上流のウィスカーが下流を遮蔽する「フローシャドウイング」現象を利用し、複数方向からの気流の向きを推定する手法を提案した。
原題: Flow Shadowing: A Method to Detect Multiple Flow Headings using an Array of Densely Packed Whisker-inspired Sensors ／ Teresa A. Kent, Sarah Bergbreiter
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大規模言語モデルを活用した多モーダルひずみセンシングによるテンセグリティの形状認識・モニタリング・人間インタラクション
6本のストラットと24個の多モーダルひずみセンサを組み合わせ、深層学習とLLMでテンセグリティの自己形状復元・無線監視・対話的な分析提案を実現した研究。
原題: Large Language Model-empowered multimodal strain sensory system for shape recognition, monitoring, and human interaction of tensegrity ／ Zebing Mao, Ryota Kobayashi, Hiroyuki Nabae 他
日本語で読む → - 論文触覚HCI
ウェアラブル向け高速温冷提示を実現する両面ペルチェ素子
モーターで回転する両面ペルチェ素子を8個並べ、温かい面と冷たい面を素早く切り替えてXR環境で即時の温冷感を提示するウェアラブルデバイスを開発した。
原題: Dual-sided Peltier Elements for Rapid Thermal Feedback in Wearables ／ Seongjun Kang, Gwangbin Kim, Seokhyun Hwang 他
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