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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: 2024/2/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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粒状媒体中の物体を触覚で探索・把持するロボットシステムGEOTACT
触覚フィードバックのみを用いた学習により、粒状環境に埋もれた未知形状の物体を把持・回収するロボットシステムを開発し、実機へのゼロショット転移を実現した。
原題: Tactile-based Object Retrieval From Granular Media ／ Jingxi Xu, Yinsen Jia, Dongxiao Yang 他
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ViTacTip：生体模倣型の視覚・触覚融合センサの設計と検証
透明な皮膚と生体模倣の突起を組み合わせ、視覚と触覚を1つのセンサに統合したViTacTipを開発し、格子識別・姿勢推定・接触位置と力の推定タスクで性能を評価した。
原題: ViTacTip: Design and Verification of a Novel Biomimetic Physical Vision-Tactile Fusion Sensor ／ Wen Fan, Haoran Li, Weiyong Si 他
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深層学習回帰モデルによる物体把持・操作時の最大許容プロセス力予測
高解像度の光学触覚センサを用いて、把持物体に加えられる最大プロセス力を予測する深層学習回帰モデルを提案し、未知物体への汎化性能も示した。
原題: Predicting Maximum Permitted Process Forces for Object Grasping and Manipulation Using a Deep Learning Regression Model ／ S. Wucherer, R. McMurray, K. Y. Ng 他
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触れて初めてわかる：意味と物性のマルチモーダルベイズ推論
視覚と触覚の計測から物体の意味カテゴリと摩擦・重さなどの物理特性を同時に確率的に推定し、追加学習なしでベイズ更新できる手法を提案した。
原題: You've Got to Feel It To Believe It: Multi-Modal Bayesian Inference for Semantic and Property Prediction ／ Parker Ewen, Hao Chen, Yuzhen Chen 他
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振動注入による軟質センサでの初期滑り検出
柔らかい指先構造に振動を注入し、その伝播特性の変化から接触面の微小な初期滑りを単一の振動センサで検出する手法を提案し、滑り比率の推定と安定化制御で従来法を上回る性能を示した。
原題: Incipient Slip Detection by Vibration Injection into Soft Sensor ／ Naoto Komeno, Takamitsu Matsubara
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MagicTac: 三次元多層グリッド構造に基づく高解像度触覚センサ
ルービックキューブに着想を得た3D多層グリッド構造の触覚センサを提案し、マルチマテリアル積層造形で低コスト・短時間に作製できることを示した。変形場とオプティカルフローによる触覚再構成で微細なテクスチャと動的接触を捉えられることを確認した。
原題: MagicTac: A Novel High-Resolution 3D Multi-layer Grid-Based Tactile Sensor ／ Wen Fan, Haoran Li, Dandan Zhang
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移動ロボットの車輪による音響触覚センシング
車輪に取り付けた音響導波路と超音波距離センサ1つで車輪全周の触覚を取得し、地形識別や障害物検出、衝突検知を実現した。
原題: Acoustic tactile sensing for mobile robot wheels ／ Wilfred Mason, David Brenken, Falcon Z. Dai 他
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曲面上の触覚エルゴディックカバレッジ
点群上で直接動作するエルゴディックカバレッジ手法を提案し、幾何代数によるインピーダンス制御でロボットに線を追従させながら所望の力を加える触覚カバレッジを実現した。
原題: Tactile Ergodic Coverage on Curved Surfaces ／ Cem Bilaloglu, Tobias Löw, Sylvain Calinon
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触覚・視覚・言語を統合するマルチモーダルデータセット
44Kの視覚-触覚ペアに言語ラベルを付けたデータセットを構築し、触覚・視覚・言語を統合した生成モデルを訓練した。
原題: A Touch, Vision, and Language Dataset for Multimodal Alignment ／ Letian Fu, Gaurav Datta, Huang Huang 他
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双モード触覚電子皮膚：触覚知覚とフィードバックを統合した双方向ヒューマンロボットインタラクション
磁気触覚センシングと振動フィードバックを統合した双モード電子皮膚を開発し、物体認識や微細重量測定などの双方向触覚インタラクションを実現した。
原題: Dual-modal Tactile E-skin: Enabling Bidirectional Human-Robot Interaction via Integrated Tactile Perception and Feedback ／ Shilong Mu, Runze Zhao, Zenan Lin 他
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上肢義手における触覚知覚：機械的特性評価、人間実験、計算的知見
4種類の義手で振動触覚による指の識別能力を調べ、単純で硬い義手ほど接触指の識別精度が高いことを示した。
原題: Tactile Perception in Upper Limb Prostheses: Mechanical Characterization, Human Experiments, and Computational Findings ／ Alessia Silvia Ivani, Manuel G. Catalano, Giorgio Grioli 他
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手指リハビリロボット向け多指皮膚伸張触覚インターフェースの設計と評価
手指リハビリロボットに搭載し、4本の指先に皮膚伸張刺激を与える2自由度触覚インターフェースを開発し、独自の磁気力センサによる閉ループ制御で正確な力提示を実現した。
原題: Design and evaluation of a multi-finger skin-stretch tactile interface for hand rehabilitation robots ／ Alexandre L. Ratschat, Rubén Martín-Rodríguez, Yasemin Vardar 他
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DexTouch: 触覚で物体を探り操作する器用なマニピュレーション
視覚に頼らず触覚のみで暗所のランダムな物体を探索・操作する多指ロボットシステムを提案し、シミュレーションでの強化学習を実機に転移して触覚の重要性を示した。
原題: DexTouch: Learning to Seek and Manipulate Objects with Tactile Dexterity ／ Kang-Won Lee, Yuzhe Qin, Xiaolong Wang 他
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飛行ロボットの多点接触インタラクションのための光学式触覚センシング：設計・統合・評価
ドローン底部に搭載する曲面ソフト表面の光学式触覚センサを開発し、2cm間隔の複数接触点の3D位置と力をリアルタイム推定して、着陸や障害物マッピングに応用した。
原題: Optical Tactile Sensing for Aerial Multi-Contact Interaction: Design, Integration, and Evaluation ／ Emanuele Aucone, Carmelo Sferrazza, Manuel Gregor 他
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頭蓋底手術における状況認識向上のための触覚支援協調ロボットフレームワーク
頭蓋底手術のドリル作業を支援する協調制御ロボットを開発し、触覚フィードバックによる仮想境界で重要構造物周辺の安全な削開を可能にした。
原題: Haptic-Assisted Collaborative Robot Framework for Improved Situational Awareness in Skull Base Surgery ／ Hisashi Ishida, Manish Sahu, Adnan Munawar 他
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TEXterity：触覚による外部器用さ
触覚センサとロボット運動学を統合し、把持物体の姿勢を推定しながら操作計画を生成する手法を提案。多様な物体で高精度な操作を実現。
原題: TEXterity: Tactile Extrinsic deXterity ／ Antonia Bronars, Sangwoon Kim, Parag Patre 他
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DaFoEs: 低侵襲ロボット手術における視覚・状態深層学習力推定の汎化に向けたデータセット混合
低侵襲ロボット手術向けに視覚と触覚の新データセットDaFoEsを構築し、複数データセットを混合学習することで、力推定モデルの未知環境への汎化性能を向上させた。
原題: DaFoEs: Mixing Datasets towards the generalization of vision-state deep-learning Force Estimation in Minimally Invasive Robotic Surgery ／ Mikel De Iturrate Reyzabal, Mingcong Chen, Wei Huang 他
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吸引カテーテルと血栓の接触を真空振動で検出する血管内センシング
吸引カテーテル内の真空圧を振動的に加えて計測し、SVMで血栓との接触を99.67%の精度で検出する手法を提案し、ユーザ研究で従来法より接触認識が改善することを示した。
原題: Endovascular Detection of Catheter-Thrombus Contact by Vacuum Excitation ／ Jared Lawson, Madison Veliky, Colette P. Abah 他
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視触覚セグメンテーションによる物体回転の計測
触覚センサの接触領域をセグメンテーションし、滑りによる把持物体の回転角を推定する手法を提案。未見物体でも最大誤差3度で検出可能。
原題: Measuring Object Rotation via Visuo-Tactile Segmentation ／ Julio Castaño, Pablo Gil
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UniTouch：触覚をあらゆるモダリティに結びつける統合マルチモーダル触覚表現学習
視覚ベースの触覚センサを視覚・言語・音声と統合するUniTouchを提案し、センサ固有トークンで異種センサを同時学習、ゼロショットで把持予測や触覚画像QAを実現した。
原題: Binding Touch to Everything: Learning Unified Multimodal Tactile Representations ／ Fengyu Yang, Chao Feng, Ziyang Chen 他
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標準的なロボットグリッパによるオンライン弾性推定と材料選別
標準的なパラレルグリッパと力覚センサを用いて物体を圧縮し、弾性率や粘弾性を推定する手法を実験的に評価した。単一の把持から得られる弾性と粘弾性の推定値を用いて材料を選別できる可能性を示した。
原題: Online Elasticity Estimation and Material Sorting Using Standard Robot Grippers ／ Shubhan P. Patni, Pavel Stoudek, Hynek Chlup 他
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自己教師ありコントラスト学習による視覚・触覚マルチモーダル表現学習
視覚と触覚の入力をコントラスト学習で自己教師あり統合するMViTacを提案し、材料分類と把持成功予測で既存手法を上回る性能を示した。
原題: Multimodal Visual-Tactile Representation Learning through Self-Supervised Contrastive Pre-Training ／ Vedant Dave, Fotios Lygerakis, Elmar Rueckert
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単層および二層型2次元音響ソフト触覚スキン
音響信号を2層のチャネルで送受信し振幅変調を解析することで、接触力・2次元位置・接触面直径を高精度に推定する低コストな触覚スキンを提案した。
原題: Single and bi-layered 2-D acoustic soft tactile skin (AST2) ／ Vishnu Rajendran, Simon Parsons, Amir Ghalamzan E
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パックマングリッパ：薄肉シェルの座屈を利用した触覚センシングと把持
薄い半球殻の座屈を利用した流体駆動ソフトグリッパを提案し、単一の圧力入力で滑りやすい物体や繊細な物体を包み込むように把持でき、接触・把持・解放状態を自己検知できることを示した。
原題: The "Pac-Man'' Gripper: Tactile Sensing and Grasping through Thin-Shell Buckling ／ Kieran Barvenik, Zachary Coogan, Gabriele Librandi 他
日本語で読む → - 論文触覚/センシングeess.IV
表面増強ラマン分光法と転移学習による手術野の高精度再構成
金属ナノ構造で増強したラマン信号と転移学習を組み合わせ、ファントム内の腫瘍位置・境界をロボットで高精度に再構成する手法を実証した。
原題: Surface-Enhanced Raman Spectroscopy and Transfer Learning Toward Accurate Reconstruction of the Surgical Zone ／ Ashutosh Raman, Ren A. Odion, Kent K. Yamamoto 他
日本語で読む → - 論文触覚HCI
足圧分布による人体姿勢・関節角度の推定：足の形態計算
足裏の圧力分布のみから、足首・膝・股関節の角度や上半身の姿勢を推定する手法を提案し、足の形態が計算を担うことを検証した。
原題: Estimation of posture and joint angle of human body using foot pressure distribution: Morphological computation with human foot ／ Yo Kobayashi, Yasutaka Nakashima
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
スマート吸盤のためのデータ駆動型触覚探索の初期分析
吸盤の触覚信号を用いて、モデルベース手法とデータ駆動型手法を比較し、把持成功のための横方向の位置調整方向の推定精度を検証した。
原題: Initial Analysis of Data-Driven Haptic Search for the Smart Suction Cup ／ Jungpyo Lee, Sebastian D. Lee, Tae Myung Huh 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
VRアプリケーションにおける視覚・触覚の時空間的一貫性に向けて
VRで視覚と触覚を統合するため、空間・時間的に同期した視覚・振動触覚データを収集するシステムを開発し、異なるテクスチャの触覚フィードバックを提供するVRアプリ「V-Touching」を構築した。
原題: Toward Spatial Temporal Consistency of Joint Visual Tactile Perception in VR Applications ／ Fuqiang Zhao, Kehan Zhang, Qian Liu 他
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VIBES: 義手ソケットに統合した振動・慣性バイオニック強化システム
義手ソケットに埋め込んだ振動触覚フィードバックで、接触や表面粗さの高周波情報を伝えるウェアラブルシステムを開発し、健常者と義手ユーザーでその識別性能を評価した。
原題: VIBES: Vibro-Inertial Bionic Enhancement System in a Prosthetic Socket ／ Alessia Silvia Ivani, Federica Barontini, Manuel G. Catalano 他
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CompdVision：複眼撮像システムによる近接3D視覚と触覚の統合センサ
複眼型の小型センサで、透明エラストマー越しの3D視覚計測と、内部マーカー追跡による接触変形・力覚の触覚計測を同時に実現した。
原題: CompdVision: Combining Near-Field 3D Visual and Tactile Sensing Using a Compact Compound-Eye Imaging System ／ Lifan Luo, Boyang Zhang, Zhijie Peng 他
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