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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: 2023/10/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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FEMを用いたソフトバブル視触覚センサの3次元力・接触推定
ソフトバブル触覚センサの内部RGBDカメラと気圧センサから、有限要素モデルに基づいて密な接触力（法線・せん断）を再構成する手法を提案し、従来法より高精度に推定できることを示した。
原題: 3D Force and Contact Estimation for a Soft-Bubble Visuotactile Sensor Using FEM ／ Jing-Chen Peng, Shaoxiong Yao, Kris Hauser
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生体模倣触覚フィードバックによる滑り検出と表面予測
生体模倣触覚センサTacTipを用いて、柔らかい・硬い・乾燥・滑りやすい表面を識別し、表面テクスチャを分類する手法を検討した。
原題: Slip Detection and Surface Prediction Through Bio-Inspired Tactile Feedback ／ Dexter R. Shepherd, Phil Husbands, Andy Philippides 他
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ArUcoマーカーを用いた定量的表面触覚センサの設計と開発
ArUcoマーカーをゲル層に埋め込み、カメラによる姿勢推定から触覚センサの変形量をリアルタイムに定量化する新しいセンサを設計・試作し、性能を実験的に検証した。
原題: Towards Design and Development of an ArUco Markers-Based Quantitative Surface Tactile Sensor ／ Ozdemir Can Kara, Charles Everson, Farshid Alambeigi
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触覚による外部接触パッチ推定に基づく安定配置
把持物体と環境の接触パッチを触覚・力覚から推定し、複雑形状物体を安定に積み重ねるための配置安定性を評価する手法を提案。
原題: Tactile Estimation of Extrinsic Contact Patch for Stable Placement ／ Kei Ota, Devesh K. Jha, Krishna Murthy Jatavallabhula 他
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敵対的物体に対するスマート吸盤による触覚探索
吸盤内部の流量計測を触覚として用い、視覚プランナが失敗する物体でも把持成功率を最大2.5倍改善する手法を提案した。
原題: Haptic search with the Smart Suction Cup on adversarial objects ／ Jungpyo Lee, Sebastian D. Lee, Tae Myung Huh 他
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触覚から外部接触を知覚することで挿入ポリシーの学習が改善する
グリッパと物体間の触覚から物体と環境の外部接触を推定するNCFを改良し、実機で機能するようにして挿入タスクのポリシー学習に用いたところ、成功率と速度が向上した。
原題: Perceiving Extrinsic Contacts from Touch Improves Learning Insertion Policies ／ Carolina Higuera, Joseph Ortiz, Haozhi Qi 他
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視触覚センシングによる把持内物体回転時の初期滑りに基づく回転計測
把持内で物体を回転させる際の初期滑りを考慮した2次元接触モデルを提案し、視触覚センサのマーカー特徴から回転角をリアルタイム計測する手法を開発した。
原題: Incipient Slip-Based Rotation Measurement via Visuotactile Sensing During In-Hand Object Pivoting ／ Mingxuan Li, Yen Hang Zhou, Tiemin Li 他
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切除大腸がんポリープの触感・硬さをその場で診断・分類するスマート携帯型エッジデバイス
触覚センサと二段階機械学習を搭載した携帯型デバイスで、切除した大腸ポリープのテクスチャと硬さをその場で分類し、遠隔病理診断を可能にする。
原題: A Smart Handheld Edge Device for On-Site Diagnosis and Classification of Texture and Stiffness of Excised Colorectal Cancer Polyps ／ Ozdemir Can Kara, Jiaqi Xue, Nethra Venkatayogi 他
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GelSight Svelte Hand：器用な操作のための3本指2自由度触覚リッチ低コストロボットハンド
各指にカメラを内蔵し、人間の指全体に近い広範囲の触覚を取得できる3本指2自由度の低コストロボットハンドを開発した。
原題: GelSight Svelte Hand: A Three-finger, Two-DoF, Tactile-rich, Low-cost Robot Hand for Dexterous Manipulation ／ Jialiang Zhao, Edward H. Adelson
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仮想手術ロボット訓練環境における触覚ガイダンスと触覚エラー増幅
手術初心者40名を対象に、力なし・ガイダンス・エラー増幅の3条件で5日間のVRリングオンザワイヤ課題訓練を実施し、エラー増幅群が最も成績向上し、ガイダンス群が最下位となったことを示した研究。
原題: Haptic Guidance and Haptic Error Amplification in a Virtual Surgical Robotic Training Environment ／ Yousi A. Oquendo, Margaret M. Coad, Sherry M. Wren 他
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追従キャリブレーションロボットによる遭遇型触覚提示
協働ロボットがユーザの指先に追従し、仮想物体に触れる瞬間に実世界で触覚を提示する手法を提案し、形状の識別が可能であることを示した。
原題: Encountered-Type Haptic Display via Tracking Calibrated Robot ／ Chenxi Xiao, Yuan Tian
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触覚シミュレータを実写類似・ゼロショット性能で拡張するSightGAN
双方向GAN「SightGAN」で触覚センサの実写↔シミュレーション画像を変換し、実データなしでも使えるゼロショットモデルを実現した研究。
原題: Augmenting Tactile Simulators with Real-like and Zero-Shot Capabilities ／ Osher Azulay, Alon Mizrahi, Nimrod Curtis 他
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コボット向け触覚センサのシームレス統合
Robotiqグリッパに簡単に取り付けられるArduino互換の触覚センサ読み取り基板を開発し、配線や無線ユニットの複雑さを解消した。
原題: Seamless Integration of Tactile Sensors for Cobots ／ Remko Proesmans, Francis wyffels
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GelSplitter: 近赤外・可視画像を用いた触覚再構成
可視光と近赤外のカメラを同期させたマルチモーダル触覚センサGelSplitterを提案し、フォトメトリック融合ステレオNNで物体表面の法線と接触形状を再構成する。
原題: GelSplitter: Tactile Reconstruction from Near Infrared and Visible Images ／ Yuankai Lin, Yulin Zhou, Kaiji Huang 他
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裸指によるテクスチャ表面探索時の触覚・聴覚・視覚同時計測データセット
人が指でテクスチャ表面をなぞる際の触覚・音・映像を同時収録したデータセットを構築し、機械学習で分類評価した。マルチモーダル分類は97%に達し、触覚単独(約80%)を上回った。
原題: Concurrent Haptic, Audio, and Visual Data Set During Bare Finger Interaction with Textured Surfaces ／ Alexis W. M. Devillard, Aruna Ramasamy, Damien Faux 他
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触覚による姿勢推定と接触を利用したスライディングでウェルプレートを精密配置する実験室自動化
触覚センサで把持中のウェルプレートの姿勢を高精度に推定し、ホルダーの溝に接触させながらスライドさせることで、ミリ〜サブミリ精度の配置を実現した。
原題: Precise Well-plate Placing Utilizing Contact During Sliding with Tactile-based Pose Estimation for Laboratory Automation ／ Sameer Pai, Kuniyuki Takahashi, Shimpei Masuda 他
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触覚表現の事前学習による力ベース動作の少数ショット模倣学習
触覚表現エンコーダを大量の教師なしデータで事前学習し、動作生成デコーダを少数の人間デモで学習することで、未知のスポンジへの拭き動作を実現する半教師あり模倣学習手法を提案。
原題: Few-Shot Learning of Force-Based Motions From Demonstration Through Pre-training of Haptic Representation ／ Marina Y. Aoyama, João Moura, Namiko Saito 他
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DenseTact-Mini：平面上の多スケール物体把持のための光学触覚センサ
柔らかく滑らかなゲル表面と爪を備えた小型光学触覚センサを開発し、接着・爪・指先の3つの把持戦略で1mmの種から15mmの物体まで90%以上の成功率で持ち上げられることを示した。
原題: DenseTact-Mini: An Optical Tactile Sensor for Grasping Multi-Scale Objects From Flat Surfaces ／ Won Kyung Do, Ankush Kundan Dhawan, Mathilda Kitzmann 他
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GelSight Svelte: 人間の指型・単一カメラ触覚ロボットフィンガー（広範囲センシングと固有感覚センシング）
曲面ミラーと単一カメラを用いて人間の指サイズの触覚センサを実現し、広範囲の触覚情報と指にかかる曲げ・ねじりトルクを同時に推定できるようにした。
原題: GelSight Svelte: A Human Finger-shaped Single-camera Tactile Robot Finger with Large Sensing Coverage and Proprioceptive Sensing ／ Jialiang Zhao, Edward H. Adelson
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大腸がんポリープ早期診断のための新型軟質膨張式触覚センシングバルーン
大腸内視鏡に組み込める膨張式の視覚ベース触覚センサバルーンを開発し、大腸がんポリープの触感・形状を高解像度でマッピングできることをファントム実験で示した。
原題: Design and Development of a Novel Soft and Inflatable Tactile Sensing Balloon for Early Diagnosis of Colorectal Cancer Polyps ／ Ozdemir Can Kara, Han Soul Kim, Jiaqi Xue 他
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ViHOPE: 視触覚による把持物体の6D姿勢推定と形状補完
視触覚情報から把持物体の形状を生成的に補完し、その結果を活用して6D姿勢推定精度を高めるフレームワークを提案。シミュレーションで学習し実機への転移も実証した。
原題: ViHOPE: Visuotactile In-Hand Object 6D Pose Estimation with Shape Completion ／ Hongyu Li, Snehal Dikhale, Soshi Iba 他
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視覚と触覚を併用した大規模部品のロボット欠陥検査
視覚で欠陥候補を絞り込み、触覚で局所走査して確認する2段階のマルチモーダル検査手法を提案し、航空宇宙部品の実データで評価した。
原題: Robotic Defect Inspection with Visual and Tactile Perception for Large-scale Components ／ Arpit Agarwal, Abhiroop Ajith, Chengtao Wen 他
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TransTouch: 疎な触覚フィードバックによる透明物体の深度センシング学習
触覚フィードバック付きプロービングで自動収集した疎な深度ラベルを用いてステレオネットワークを微調整し、透明物体の実世界深度センシング精度を向上させる手法を提案。
原題: TransTouch: Learning Transparent Objects Depth Sensing Through Sparse Touches ／ Liuyu Bian, Pengyang Shi, Weihang Chen 他
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産業用ロボット向けテキスタイル触覚スキンのカスタマイズ
布製の触覚スキンを産業用ロボットアームに迅速に作製・校正・実装する手法を提案し、接触位置と力を高精度に計測できることを示した。
原題: Customizing Textile and Tactile Skins for Interactive Industrial Robots ／ Bo Ying Su, Zhongqi Wei, James McCann 他
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WSTac: ひげに着想を得た自発光型視覚触覚センサによるインタラクティブ表面知覚
ひげの触覚に着想を得た機械発光エラストマーとカメラを組み合わせ、外部LEDなしで環境光に強い触覚センサを実現し、速度回帰・方向識別・テクスチャ分類を行った。
原題: WSTac: Interactive Surface Perception based on Whisker-Inspired and Self-Illuminated Vision-Based Tactile Sensor ／ Kai Chong Lei, Kit Wa Sou, Wang Sing Chan 他
日本語で読む → - 論文触覚HCI
手首装着型ハプティクスのための利き手と対応関係：カスタムボイスコイル駆動を用いた検討
手首に装着するボイスコイル型ハプティックデバイスCoWrHapを開発し、仮想物体の硬さ弁別課題で利き手と手首の対応関係が知覚と体験に与える影響を調査した。
原題: Hand Dominance and Congruence for Wrist-worn Haptics using Custom Voice-Coil Actuation ／ Ayoade Adeyemi, Umit Sen, Samet Mert Ercan 他
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ロボットマニピュレーションのための能動音響センシング
振動アクチュエータと圧電マイクで物体に音波を伝播させ、その共鳴特性から物体の内部状態や把持状態を推定する能動音響センシング手法を提案し、原理・ハード設計・シミュレーション・評価を示した。
原題: Active Acoustic Sensing for Robot Manipulation ／ Shihan Lu, Heather Culbertson
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ロボット物体操作のための新型触覚パーム
人間の手のひらの機能を模倣し、電極アレイ・柔らかいカバー皮膚・導電性スポンジからなる新型ソフト触覚センサを設計し、物体の接触状態を推定できることを実験で示した。
原題: A novel tactile palm for robotic object manipulation ／ Fuqiang Zhao, Bidan Huang, Mingchang Li 他
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9DTact: 高精度3D形状復元と汎用6D力推定を実現するコンパクトな視覚触覚センサ
半透明ゲルの光学特性を利用し、マーカーなしで3D形状復元と6D力推定を行う小型・低コストな視覚触覚センサを開発した。約10万組の画像-力データで学習し、未知物体にも汎化可能。
原題: 9DTact: A Compact Vision-Based Tactile Sensor for Accurate 3D Shape Reconstruction and Generalizable 6D Force Estimation ／ Changyi Lin, Han Zhang, Jikai Xu 他
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ソフトな触覚を自己符号化して陸上から水中への把持を学習する
視覚ベースのソフトロボットフィンガーがSVAEで6軸力・トルクを学習し、陸上で獲得した把持知識を水中へ転移できることを示した。
原題: Autoencoding a Soft Touch to Learn Grasping from On-land to Underwater ／ Ning Guo, Xudong Han, Xiaobo Liu 他
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