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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: 2024/5/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
📖 UMIデバイス・カタログ(日本語版)UMI式データ収集デバイスと主要データセットを日本語で俯瞰 →- 論文触覚ロボティクス
ロボットによる物体探索のための視触覚に基づく予測的クロスモーダル知覚
視覚と触覚を組み合わせ、未知物体の質量や剛性などを自律的に推定する枠組みを提案し、実機実験で有効性を示した。
原題: Visuo-Tactile based Predictive Cross Modal Perception for Object Exploration in Robotics ／ Anirvan Dutta, Etienne Burdet, Mohsen Kaboli
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BeadSight: ハイドロゲルビーズを用いた低コスト触覚センサ
ハイドロゲルビーズをビニール袋に封入した安価で交換容易な触覚センサを提案し、背面カメラでビーズの変形を撮影、U-netで圧力マップを推定する。
原題: BeadSight: An Inexpensive Tactile Sensor Using Hydro-Gel Beads ／ Abraham George, Yibo Chen, Atharva Dikshit 他
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MoveTouch: ウェアラブル触覚ディスプレイを備えたロボット動作計測システムによる安全なHRIの実現
手首に装着するウェアラブルロボットでマーカーを保持し動作計測と振動触覚フィードバックを行い、協働作業の安全性を高めるシステムを提案し、振動パターンの認識率と応答時間を評価した。
原題: MoveTouch: Robotic Motion Capturing System with Wearable Tactile Display to Achieve Safe HRI ／ Ali Alabbas, Miguel Altamirano Cabrera, Mohamed Sayed 他
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実時間触覚学習のための能動的探索
エントロピーを不確実性指標とした能動学習とエルゴディック制御により、触覚知覚モデルをほぼリアルタイムで訓練する手法を提案し、ランダム収集より優れることを示した。
原題: Active Exploration for Real-Time Haptic Training ／ Jake Ketchum, Ahalya Prabhakar, Todd D. Murphey
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Imagine2touch: 効率的な低次元信号を用いたロボットマニピュレーションのための予測的触覚センシング
視覚情報から触覚信号を予測するImagine2touchを提案し、低コスト触覚センサで収集したデータで学習、物体認識タスクで有効性を示した。
原題: Imagine2touch: Predictive Tactile Sensing for Robotic Manipulation using Efficient Low-Dimensional Signals ／ Abdallah Ayad, Adrian Röfer, Nick Heppert 他
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RoboCAP: 静電容量センシングによる多様な液体・粒状体のロボット分類と精密注ぎ
把持部に静電容量センサアレイを組み込んだロボットグリッパを開発し、不透明な容器内の液体や粒状体の材質・動態を直接センシングして、高精度な注ぎ分けを実現した。
原題: RoboCAP: Robotic Classification and Precision Pouring of Diverse Liquids and Granular Media with Capacitive Sensing ／ Yexin Hu, Alexandra Gillespie, Akhil Padmanabha 他
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オープンソース磁気触覚センサの自動キャリブレーション
把持器に依存せずその場で自動キャリブレーションできるオープンソースの磁気触覚センサを提案し、触覚センシング導入の障壁を下げる。
原題: Automatic Calibration for an Open-source Magnetic Tactile Sensor ／ Lowiek Van den Stockt, Remko Proesmans, Francis wyffels
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SkinGrip：全身入浴介助のための容量センシングを備えた適応型ソフトロボットマニピュレータ
容量近接センサアレイを内蔵した柔軟で伸縮可能なロボットマニピュレータを開発し、12名の参加者による96回の入浴試験で従来の剛体エンドエフェクタを上回る洗浄効果（腕88.8%、脚81.4%）と安全性・快適性を実証した。
原題: SkinGrip: An Adaptive Soft Robotic Manipulator with Capacitive Sensing for Whole-Limb Bed Bathing Assistance ／ Fukang Liu, Kavya Puthuveetil, Akhil Padmanabha 他
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AnyRotate: 重力不変な手内物体回転を実現するSim-to-Real触覚
高密度な触覚情報をシミュレーションで学習し実機へゼロショット転移することで、手の向きや重力に依存せず任意軸周りに未知物体を回転させるシステムを実現した。
原題: AnyRotate: Gravity-Invariant In-Hand Object Rotation with Sim-to-Real Touch ／ Max Yang, Chenghua Lu, Alex Church 他
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触覚による非把持物体操作：外部接触モード制御
高解像度触覚センサを備えたグリッパで把持した物体を、接触モードを制御しながら滑らせたり回転させたりする非把持操作の計画・制御手法を提案。
原題: Tactile-Driven Non-Prehensile Object Manipulation via Extrinsic Contact Mode Control ／ Miquel Oller, Dmitry Berenson, Nima Fazeli
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CushSense: 人とロボットの物理的インタラクションのための柔らかく伸縮自在で快適な触覚センシングスキン
伸縮性のある布と超弾性ポリマーを用いて、静電容量の変化から接触を検知する柔らかい触覚センサスキンを開発し、高い精度と耐久性、介護支援タスクでの安全性と快適性を示した。
原題: CushSense: Soft, Stretchable, and Comfortable Tactile-Sensing Skin for Physical Human-Robot Interaction ／ Boxin Xu, Luoyan Zhong, Grace Zhang 他
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FBGを用いた生体内診断のための硬さ推定センサ
ファイバブラッググレーティング（FBG）で梁の形状を計測し、座屈モデルから組織の硬さを推定する触診センサを開発した。ファントム実験とロボット搭載で有効性を検証した。
原題: An FBG-based Stiffness Estimation Sensor for In-vivo Diagnostics ／ Behnam Moradkhani, Pejman Kheradmand, Harshith Jella 他
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実世界における触覚を用いた挿入タスクの学習
触覚センサの読み取りから直接行動を出力する強化学習ポリシーをDreamer-v3で学習し、シミュレーションと実機のFranka Research 3で挿入タスクを実行した。
原題: Learning Tactile Insertion in the Real World ／ Daniel Palenicek, Theo Gruner, Tim Schneider 他
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スリップと回転に対応した光学式触覚センサのパストレーシングとIMPMによるシミュレーション
パストレーシングによる画像レンダリングと改良型マテリアルポイント法(IMPM)を組み合わせ、スリップや回転を含む複雑な操作を高精度に再現する光学式触覚センサのシミュレーション手法を提案した。
原題: Simulation of Optical Tactile Sensors Supporting Slip and Rotation using Path Tracing and IMPM ／ Zirong Shen, Yuhao Sun, Shixin Zhang 他
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Octopi: 大規模触覚言語モデルによる物体特性推論
触覚知覚と大規模視覚言語モデルを組み合わせ、物体の物理的特性を予測・推論するシステムOctopiと、触覚動画を含むデータセットPhysiCLeARを提案した。
原題: Octopi: Object Property Reasoning with Large Tactile-Language Models ／ Samson Yu, Kelvin Lin, Anxing Xiao 他
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カスタムデータグローブの系統的レビュー
手の動きや相互作用を計測するセンサ付きグローブの研究を系統的にレビューし、センサの種類や数、装置の大きさによる制限などの特徴と課題を分析した。
原題: A Systematic Review on Custom Data Gloves ／ Valerio Belcamino, Alessandro Carfì, Fulvio Mastrogiovanni
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線形挙動を示す柔軟2自由度誘電エラストマー位置センサ
柔軟ロボットの精密制御に向け、誘電エラストマーを用いた2自由度位置センサを設計し、差動測定により30mm×30mm範囲で0.2mm（0.7%）の精度を実現した。
原題: Soft Two-degree-of-freedom Dielectric Elastomer Position Sensor Exhibiting Linear Behavior ／ Alexandre Girard, Jean-Philippe Lucking Bigué, Benjamin M. O'Brien 他
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人間の背中の形状に沿ったロボットのストローク動作：動作生成と心理的効果
人間の背中の形に沿った撫で動作の軌道生成法を提案し、従来の直線軌道より快適で活動的な感情を引き起こすことを実験で示した。
原題: Robotic Stroke Motion Following the Shape of the Human Back: Motion Generation and Psychological Effects ／ Akishige Yuguchi, Tomoki Ishikura, Sung-Gwi Cho 他
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全身振動が電気振動知覚に与える影響は刺激持続時間に依存する
車両の揺れを模した全身振動がタッチスクリーン上の電気振動刺激の知覚閾値に与える影響を調べ、短時間刺激では振動により知覚が妨げられることを示した。
原題: Impact of whole-body vibrations on electrovibration perception varies with target stimulus duration ／ Jan D. A. Vuik, Daan M. Pool, Y. Vardar
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協働ロボットアームによる組織粘弾性のオンライン特性評価を用いたがん検出のためのロボット触診に向けて
協働ロボットアームの制御情報を活用し、拡張カルマンフィルタで軟組織の粘弾性パラメータと押し込み量を力センサなしでオンライン推定する手法を提案し、硬い模擬がんを含むシリコーン試料で有効性を示した。
原題: Towards Robotised Palpation for Cancer Detection through Online Tissue Viscoelastic Characterisation with a Collaborative Robotic Arm ／ Luca Beber, Edoardo Lamon, Giacomo Moretti 他
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受動的に曲がる柔軟な触覚パームとROMEOモジュラー指を持つロボットハンド
人間の手のひらの柔軟性に着目し、受動的に変形する柔軟パームと高解像度触覚センサ、低コスト照明システムを備えたROMEO指を統合した小型ソフトロボットハンドを開発した。
原題: A Passively Bendable, Compliant Tactile Palm with RObotic Modular Endoskeleton Optical (ROMEO) Fingers ／ Sandra Q. Liu, Edward H. Adelson
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電磁気学に着想を得た視触覚センサからの把持内トルク推定法
ゲル型視触覚センサのマーカー変位場を電磁気学の双極子モーメントに例えて解析し、深層学習や個別モデルなしで把持物体の傾きトルクを推定する手法を提案した。
原題: An Electromagnetism-Inspired Method for Estimating In-Grasp Torque from Visuotactile Sensors ／ Yuni Fuchioka, Masashi Hamaya
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器用なロボットハンドのためのセンサ内蔵ソフトスキン
腱駆動ヒューマノイドハンドの骨格に、マルチマテリアル3Dプリントで柔らかく触覚センサを内蔵した皮膚を被せ、把持力と触覚認識を向上させた。
原題: Sensorized Soft Skin for Dexterous Robotic Hands ／ Jana Egli, Benedek Forrai, Thomas Buchner 他
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FOTS: 触覚-運動ロボット操作スキルのSim2Real学習のための高速光学触覚シミュレータ
光学触覚センサの画像生成とマーカー運動を高速にシミュレートするFOTSを提案し、MuJoCoと統合してペグ挿しタスクでゼロショットSim2Real学習を実現した。
原題: FOTS: A Fast Optical Tactile Simulator for Sim2Real Learning of Tactile-motor Robot Manipulation Skills ／ Yongqiang Zhao, Kun Qian, Boyi Duan 他
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疎なFBG計測による高柔軟手術マニピュレータの形状と力の同時推定
単一コアFBGファイバの疎なひずみ計測から、深層学習を用いて高柔軟な手術ロボットの形状と接触力を同時に推定する手法を提案した。
原題: Simultaneous Estimation of Shape and Force along Highly Deformable Surgical Manipulators Using Sparse FBG Measurement ／ Yiang Lu, Bin Li, Wei Chen 他
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実用的な触覚知覚のためのBioTacシミュレーション最適化
BioTac触覚センサのシミュレーション精度を向上させるため、温度入力を用いないXGBoost・ニューラルネット・Transformerの3モデルを比較し、XGBoostとTransformerが従来のフィードフォワードNNを上回ることを示した。
原題: Optimizing BioTac Simulation for Realistic Tactile Perception ／ Wadhah Zai El Amri, Nicolás Navarro-Guerrero
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CelluloTactix: 触覚フィードバックを備えたロボットによる協調的オンライン学習の実現
触覚提示可能なロボットCelluloを遠隔で接続し、生物学の細胞構造を学ぶ協調学習システムを開発。2種類の触覚フィードバックモードを比較し、協調性への影響を調査した。
原題: CelluloTactix: Towards Empowering Collaborative Online Learning through Tangible Haptic Interaction with Cellulo Robots ／ Hasaru Kariyawasam, Wafa Johal
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回路パラメータ推定によるマルチタッチ布地・触覚スキンセンシングの最適化
触覚スキンの抵抗分布を正則化最小二乗法で推定し、ゴーストタッチを抑えつつマルチタッチ力覚精度を26.9%向上させ、製造も簡素化する枠組みを提案した。
原題: Optimizing Multi-Touch Textile and Tactile Skin Sensing Through Circuit Parameter Estimation ／ Bo Ying Su, Yuchen Wu, Chengtao Wen 他
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電気油圧式ソフトアクチュエータのための高周波容量センシング
Peano-HASELアクチュエータに容量センシング専用の電極対を追加したF-HASELを提案し、小型回路で20Hzまでの高周波駆動時や外部負荷時の変位推定を実現した。
原題: High-Frequency Capacitive Sensing for Electrohydraulic Soft Actuators ／ Michel R. Vogt, Maximilian Eberlein, Clemens C. Christoph 他
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生成モデルを用いたソフトロボットインタラクションのためのマルチモーダル知覚
触覚・視覚・固有感覚を生成モデルで統合し、ソフトロボットの次観測を予測する知覚モデルを提案。視覚と固有感覚から触覚を予測できることを初めて示した。
原題: Multi-modal perception for soft robotic interactions using generative models ／ Enrico Donato, Egidio Falotico, Thomas George Thuruthel
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