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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: 2023/12/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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ヒューマノイドロボット向けひずみゲージ式力覚センサの非線形オンサイトキャリブレーション
ヒューマノイドロボットの力覚センサの校正に非線形多項式モデルを導入し、従来の線形モデルより力推定誤差を大幅に低減できることをiCub3での実験で示した。
原題: Nonlinear In-situ Calibration of Strain-Gauge Force/Torque Sensors for Humanoid Robots ／ Hosameldin Awadalla Omer Mohamed, Gabriele Nava, Punith Reddy Vanteddu 他
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単一視点からの多層推論による透過把持の学習
柔らかい指内部の単一カメラ映像から、接触による変形と外部環境を同時に知覚し、力覚センサなしで把持を学習する手法を提案。
原題: Multi-Layered Reasoning from a Single Viewpoint for Learning See-Through Grasping ／ Fang Wan, Chaoyang Song
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協働ロボットアームを用いた発泡フォームの弾性計測
医療用ロボットによる触診や超音波検査を想定し、協働ロボットアームで種々の発泡フォームの弾性を計測して高精度機器による真値と比較評価した。
原題: Elasticity Measurements of Expanded Foams using a Collaborative Robotic Arm ／ Luca Beber, Edoardo Lamon, Luigi Palopoli 他
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触覚グリッパによる把持・部品識別・姿勢推定の一括実行
3Dプリント部品にパターンを付与し、触覚グリッパで把持しながら部品識別と姿勢推定を同時に行う手法を提案し、95%の挿入成功率とサブミリ精度を達成した。
原題: Grasping, Part Identification, and Pose Refinement in One Shot with a Tactile Gripper ／ Joyce Xin-Yan Lim, Quang-Cuong Pham
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両生類触覚センシングのための固有受容状態推定
柔らかいロボット指の内部カメラ映像から変形形状を推定し、陸上・水中の触覚相互作用を再構成する手法を提案。
原題: Proprioceptive State Estimation for Amphibious Tactile Sensing ／ Ning Guo, Xudong Han, Shuqiao Zhong 他
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姿勢とせん断に基づく触覚サーボ制御
高解像度の柔軟触覚センサを用い、接触姿勢とせん断を推定するモデルを構築し、物体追従や押し操作などの非把持マニピュレーションを実現する触覚サーボ系を開発した。
原題: Pose and shear-based tactile servoing ／ John Lloyd, Nathan F. Lepora
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Evetac: ロボットマニピュレーションのためのイベントベース光学触覚センサ
RGBカメラをイベントカメラに置き換えた新しい光学触覚センサEvetacを開発し、1000Hzでのオンライン処理や滑り検出・把持制御への応用を示した。
原題: Evetac: An Event-based Optical Tactile Sensor for Robotic Manipulation ／ Niklas Funk, Erik Helmut, Georgia Chalvatzaki 他
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信念空間制御による能動的触覚知覚の学習
生成的世界モデルとベイズフィルタリング、情報獲得型MPCを組み合わせ、物体の質量・高さ・転倒高さなどを触覚探索で推定する方策を自律学習する手法を提案し、実機でも検証した。
原題: Learning active tactile perception through belief-space control ／ Jean-François Tremblay, David Meger, Francois Hogan 他
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カプセル切開用鉗子における術中力覚知覚と信号分離手法
カプセル切開用鉗子にFBGセンサを搭載し、FASTICAを組み合わせた信号分離により3軸力覚を高精度に計測する手法を提案した。
原題: An Intraoperative Force Perception and Signal Decoupling Method on Capsulorhexis Forceps ／ Heng Zhang
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TacIPC：光学触覚センサ向けの交差・反転のないFEMベースエラストマーシミュレーション
光学触覚センサのゲル変形をFEMとIPCで安定にシミュレーションし、sim-to-realギャップを低減する手法を提案。
原題: TacIPC: Intersection- and Inversion-free FEM-based Elastomer Simulation For Optical Tactile Sensors ／ Wenxin Du, Wenqiang Xu, Jieji Ren 他
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触覚センサによる危険物受け渡し行動の分析
高解像度触覚センサを用いて、安全な物体と危険な物体を人から人へ受け渡す際の行動の違いを調査した。危険な物体では受け渡しが遅くなり、触覚パターンも変化することが示された。
原題: A Study of Human-Robot Handover through Human-Human Object Transfer ／ Charlotte Morissette, Bobak H. Baghi, Francois R. Hogan 他
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触覚センシングによるマルチモーダル連続材料識別
振動と熱の2つの触覚情報をベイズ推定で統合し、0.5秒未満で材料を識別する手法を提案。熱情報の追加により識別時間と誤分類が低減することを示した。
原題: A multi-modal approach to continuous material identification through tactile sensing ／ Augusto Gómez Eguíluz, Ignacio Rañó, Sonya A. Coleman 他
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脚式ロボットのためのセンサ付き足裏による地形認識と接触力推定
シリコン製の足裏にカメラとマイクを内蔵し、変形画像から3D接触力を推定、音響信号から地形を分類するオンボードシステムを開発した。
原題: Terrain Recognition and Contact Force Estimation through a Sensorized Paw for Legged Robots ／ Aleksander Vangen, Tejal Barnwal, Jørgen Anker Olsen 他
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透過型視触覚センサを用いたマルチモーダル・力整合模倣学習
透過型視触覚センサを使い、触覚力の整合とモード切替を組み合わせた模倣学習で、接触の多いドア開けタスクの成功率を大幅に向上させた。
原題: Multimodal and Force-Matched Imitation Learning with a See-Through Visuotactile Sensor ／ Trevor Ablett, Oliver Limoyo, Adam Sigal 他
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相互作用中の力学特性を用いたオープンセット物体認識
触覚ロボットが未知物体を扱えるよう、相互作用から推定した力学特性で既知物体を認識しつつ新規物体を逐次クラスタリングしてラベル付けするオープンセット認識フレームワークを提案した。
原題: Open-Set Object Recognition Using Mechanical Properties During Interaction ／ Pakorn Uttayopas, Xiaoxiao Cheng, Etienne Burdet
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推定器結合強化学習による堅牢な純触覚ハンド内操作
触覚のみを用いたハンド内での物体回転操作において、制御方策と状態推定器を訓練時から結合することで推定精度と操作性能を向上させ、実機転移を実現した研究。
原題: Estimator-Coupled Reinforcement Learning for Robust Purely Tactile In-Hand Manipulation ／ Lennart Röstel, Johannes Pitz, Leon Sievers 他
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把持前距離計測と材質検出のための指尖センサとアルゴリズム
レーザーと超音波を併用した指尖センサで、物体に触れる前に距離を測り材質や内部構造を検出する手法を提案し、走査システムで有効性を実証した。
原題: A Fingertip Sensor and Algorithms for Pre-touch Distance Ranging and Material Detection in Robotic Grasping ／ Cheng Fang, Di Wang, Fengzhi Guo 他
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TIAGo RL: 触覚データを用いた移動ロボット向け強化学習シミュレーション環境
サービスロボットTIAGo向けに、実機の触覚グリッパに似たセンサ計測を生成するオープンソースの強化学習環境を構築し、力制御方策の予備的な学習結果を従来のPI制御と比較した。
原題: TIAGo RL: Simulated Reinforcement Learning Environments with Tactile Data for Mobile Robots ／ Luca Lach, Francesco Ferro, Robert Haschke
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湾曲エラストマ接触における計測情報の周期的融合による視覚ベース触覚センシング
湾曲面エラストマの視覚触覚センサで生じる不均一な変形による触覚画像の歪みを、周波数領域での周期的融合戦略により補正し、接触情報の抽出精度と形状復元性能を向上させた研究。
原題: Cyclic Fusion of Measuring Information in Curved Elastomer Contact via Vision-Based Tactile Sensing ／ Zilan Li, Zhibin Zou, Weiliang Xu 他
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エッジで動作するRoboSense：遠隔操作向けロボットハンドにおける滑り・しわ・物体形状の検出
ロボットハンドの力・トルクと関節角度から、把持物体の滑り・しわ・形状を機械学習で検出し、遠隔操作の遅延を低減する手法を提案した。
原題: RoboSense At Edge: Detecting Slip, Crumple and Shape of the Object in Robotic Hand for Teleoprations ／ Sudev Kumar Padhi, Mohit Kumar, Debanka Giri 他
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マルチタップ抵抗センシングとFEMモデリングによるソフトロボットの形状・力推定
柔軟ロボット内部に埋め込んだ抵抗センサを複数箇所で電気的に分割して局所変形を計測し、FEMモデルと組み合わせて形状と外力を推定する手法を提案した。
原題: Multi-tap Resistive Sensing and FEM Modeling enables Shape and Force Estimation in Soft Robots ／ Sizhe Tian, Barnabas Gavin Cangan, Stefan Escaida Navarro 他
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触覚知覚と強化学習による高精度ロボット針糸通し
触覚センサと強化学習を組み合わせ、糸の端を見つけて針穴に通す変形可能線状物体操作を実現した研究。
原題: Precise Robotic Needle-Threading with Tactile Perception and Reinforcement Learning ／ Zhenjun Yu, Wenqiang Xu, Siqiong Yao 他
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触覚に基づく連続力制御ポリシーのシミュレーションから実機への転移
触覚センサを用いた把持力制御のため、シミュレーションで訓練したモデルフリー深層強化学習ポリシーを実機に転移する手法を提案し、実機評価で有効性を示した。
原題: Towards Transferring Tactile-based Continuous Force Control Policies from Simulation to Robot ／ Luca Lach, Robert Haschke, Davide Tateo 他
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触覚センサによる指先すべりと外乱の検出：把持安定性推定へのモデルフリーアプローチ
触覚センサの時系列データからタスクに関連する特徴を抽出し、SVMとロジスティック回帰で指先ごとの物体すべりをオンライン検出する手法を提案した。
原題: A model-free approach to fingertip slip and disturbance detection for grasp stability inference ／ Dounia Kitouni, Mahdi Khoramshahi, Veronique Perdereau
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拡散モデルによる視覚触覚センサのSim2Real二段階適応と物体表面分類
拡散モデルで実画像とシミュレーション画像のドメインギャップを埋め、視覚触覚センサによる物体表面分類の精度を34.7%から81.9%へ大幅に向上させた研究。
原題: Sim2Real Bilevel Adaptation for Object Surface Classification using Vision-Based Tactile Sensors ／ Gabriele M. Caddeo, Andrea Maracani, Paolo D. Alfano 他
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AcTExplore: 未知物体の能動的触覚探索
強化学習を用いて触覚センサで未知物体の表面を効率的に探索し、3D形状を再構成する手法を提案。未見のYCB物体で平均95.97%のIoUカバレッジを達成した。
原題: AcTExplore: Active Tactile Exploration of Unknown Objects ／ Amir-Hossein Shahidzadeh, Seong Jong Yoo, Pavan Mantripragada 他
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FingerTac：人間とロボットの指先に装着可能な交換式触覚センサ
人間とロボットの指先に共通して装着できるウェアラブルな3軸触覚センサを開発し、設計・製造・校正手法を示すとともに、力の測定精度を検証した。
原題: FingerTac -- An Interchangeable and Wearable Tactile Sensor for the Fingertips of Human and Robot Hands ／ Prathamesh Sathe, Alexander Schmitz, Satoshi Funabashi 他
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高速MEMSマイクアレイによる触覚の多特徴抽出と超解像
エラストマー下に埋め込んだ疎なMEMSマイクアレイで振動を計測し、トランスフォーマーモデルによりテクスチャ分類・接触位置推定・速度推定を同時に行う手法を提案した。
原題: An Investigation of Multi-feature Extraction and Super-resolution with Fast Microphone Arrays ／ Eric T. Chang, Runsheng Wang, Peter Ballentine 他
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MimicTouch: 人間の触覚デモンストレーションを活用した接触の多いマニピュレーション
人間が手で行う触覚に基づく操作をマルチモーダルに計測し、模倣学習とオンライン残差強化学習でロボットグリッパに転移する枠組みを提案した。
原題: MimicTouch: Leveraging Multi-modal Human Tactile Demonstrations for Contact-rich Manipulation ／ Kelin Yu, Yunhai Han, Qixian Wang 他
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視覚ベース触覚センサとニューラルネットワークによるマルチモーダル接触情報知覚システム
視覚ベース触覚センサの画像表現を深層ニューラルネットワークで解析し、単一センサで物体の分類・位置・姿勢・力を同時に推定するマルチモーダル接触知覚システムを開発した。
原題: A Vision-Based Tactile Sensing System for Multimodal Contact Information Perception via Neural Network ／ Weiliang Xu, Guoyuan Zhou, Yuanzhi Zhou 他
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