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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: 2023/3/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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触覚支援戦略が微細運動課題中の精神的関与に与える影響
手書きリハビリ課題において、誤差低減型と誤差拡大型の触覚制御戦略が脳波で測る精神的関与にどう影響するかを調べ、非利き手では誤差拡大型の方が関与が高いことを示した。
原題: Effect of Haptic Assistance Strategy on Mental Engagement in Fine Motor Tasks ／ Hemanth Manjunatha, Shrey Pareek, Amirhossein H. Memar 他
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把持圧力を画像から推定するViPER：実環境でのロボットグリッパの接触圧力推定
柔らかいグリッパの変形を外部カメラで撮影し、力/トルクを弱ラベルとして学習することで、照明や表面が多様な実環境でも接触圧力を画像から推定できるモデルViPERを提案した。
原題: Visual Contact Pressure Estimation for Grippers in the Wild ／ Jeremy A. Collins, Cody Houff, Patrick Grady 他
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触覚予測を用いたイチゴ房マニピュレーションのための深層機能的予測制御
触覚指で押した際の対象物の将来の動きをデータ駆動型順モデルで予測し、深層機能的予測制御(d-FPC)に組み込むことで、イチゴの茎の変位を制御する手法を提案した。
原題: Deep Functional Predictive Control for Strawberry Cluster Manipulation using Tactile Prediction ／ Kiyanoush Nazari, Gabriele Gandolfi, Zeynab Talebpour 他
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接触の多いタスクにおける人間-ロボット-環境の物理的相互作用に対する非線形サブシステムベース適応インピーダンス制御
7自由度ハプティック外骨格において、サブシステムベースの適応インピーダンス制御を設計し、仮想環境や人間の腕力との接触下でも安定な相互作用と広いZ幅を実現した研究。
原題: Nonlinear Subsystem-based Adaptive Impedance Control of Physical Human-Robot-Environment Interaction in Contact-rich Tasks ／ Mahdi Hejrati, Jouni Mattila
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遠隔操作による把持内操作のための皮膚感覚フィードバックインタフェース
5節リンク機構を用いて親指と人差し指に2点の皮膚感覚フィードバックを与えるインタフェースを開発し、把持力やせん断力、摩擦、物体姿勢を提示することで遠隔把持内操作の性能を評価した。
原題: Cutaneous Feedback Interface for Teleoperated In-Hand Manipulation ／ Yaonan Zhu, Jacinto Colan, Tadayoshi Aoyama 他
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触覚フィードバック操作のためのSeq2Seq模倣学習
接触を伴う操作をSeq2Seq模倣学習で扱い、50回の実演のみからドア開けや嵌め込み作業を学習できる手法を提案した。
原題: Seq2Seq Imitation Learning for Tactile Feedback-based Manipulation ／ Wenyan Yang, Alexandre Angleraud, Roel S. Pieters 他
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ソフト容量性電子皮膚における多点力推定・位置推定・伸縮の分離学習
ソフト容量性電子皮膚のデータに機械学習を適用し、伸縮・力・接触検出・位置を分離して予測する手法を提案し、2点同時加圧時の影響も調査した。
原題: Learning Decoupled Multi-touch Force Estimation, Localization and Stretch for Soft Capacitive E-skin ／ Abu Bakar Dawood, Claudio Coppola, Kaspar Althoefer
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触覚フィルタ：部品嵌合のための対話的触覚知覚
視覚ベース触覚センサとパーティクルフィルタを用いて、ロボットが触覚情報を逐次取得しながら嵌合するペグと穴の推定を改善し、効率的に部品嵌合を行う手法を提案。
原題: Tactile-Filter: Interactive Tactile Perception for Part Mating ／ Kei Ota, Devesh K. Jha, Hsiao-Yu Tung 他
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道具と行動を超えた知覚的知識転移による物体認識
複数の道具や行動で得た触覚・音響などの非視覚情報を共有潜在空間で学習し、未経験の道具や行動でも物体を認識できるフレームワークを提案した。
原題: Cross-Tool and Cross-Behavior Perceptual Knowledge Transfer for Grounded Object Recognition ／ Gyan Tatiya, Jonathan Francis, Jivko Sinapov
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ソフトグリッパの変形-力理論モデル構築 第II部：変位制御に基づく内在的力センシング
柔軟なFin-Rayグリッパの変形から接触力をセンサレスで推定する変位-力モデルを構築し、FEAと比較して平均誤差3〜4%で力を推定できることを示した。
原題: Theoretical Model Construction of Deformation-Force for Soft Grippers Part II: Displacement Control Based Intrinsic Force Sensing ／ Huixu Dong, Ziyi Zheng, Haotian Guo 他
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見ずに回す：触覚によるハンド内巧みさ
手全体に配置した低コストな二値触覚センサのみを用い、視覚なしで未知物体をハンド内で回転させる強化学習システムを提案。
原題: Rotating without Seeing: Towards In-hand Dexterity through Touch ／ Zhao-Heng Yin, Binghao Huang, Yuzhe Qin 他
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触覚フィードバックによる能動的な質量分布推定
ロボットが物体を触って操作し、その触覚フィードバックから剛体の質量分布を逐次的に推定する手法を提案した論文。
原題: Active Mass Distribution Estimation from Tactile Feedback ／ Jiacheng Yuan, Changhyun Choi, Ellad B. Tadmor 他
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GelSight EndoFlex：連続高解像度触覚センシングを備えた柔軟な内骨格ハンド
柔軟な内骨格と2台のカメラを各指に内蔵し、指全体で高解像度の触覚情報を取得できる3本指ロボットハンドを開発した。一度の包み込み把持で物体の広範囲から触覚データを収集し、物体認識を可能にした。
原題: GelSight EndoFlex: A Soft Endoskeleton Hand with Continuous High-Resolution Tactile Sensing ／ Sandra Q. Liu, Leonardo Zamora Yañez, Edward H. Adelson
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FingerSLAM: 視触覚フィードバックによる未知物体の閉ループ位置推定と再構成
指先の触覚と手首カメラの視覚を因子グラフで統合し、未知物体の6自由度位置推定と3D形状再構成を閉ループで行う手法を提案。
原題: FingerSLAM: Closed-loop Unknown Object Localization and Reconstruction from Visuo-tactile Feedback ／ Jialiang Zhao, Maria Bauza, Edward H. Adelson
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遠隔操作のための音響ベースの粗さセンシングと触覚フィードバック
ロボット指先の音をマイクで取得し、学習ベースで表面粗さを推定して振動アクチュエータで操作者に提示する低コストな触覚システムを提案し、XPRIZE決勝で有効性を示した。
原題: Audio-based Roughness Sensing and Tactile Feedback for Haptic Perception in Telepresence ／ Bastian Pätzold, Andre Rochow, Michael Schreiber 他
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触覚による外部接触の同時推定と制御
触覚フィードバックを用いて、把持物体と環境の間の外部接触位置と力を推定しながら、滑りを防ぐようにグリッパを制御する手法を提案した。
原題: Simultaneous Tactile Estimation and Control of Extrinsic Contact ／ Sangwoon Kim, Devesh K. Jha, Diego Romeres 他
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RobotSweater: ロボット向けの拡張可能で汎用性が高くカスタマイズ可能な機械編み触覚スキン
機械編みで作製した多層の感圧触覚スキンをロボットに適用し、接触検出・多点位置推定・圧力計測を実現するとともに、ロボットアームの教示制御と移動ロボットとのインタラクションに応用した。
原題: RobotSweater: Scalable, Generalizable, and Customizable Machine-Knitted Tactile Skins for Robots ／ Zilin Si, Tianhong Catherine Yu, Katrene Morozov 他
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物体形容詞推定のための指先触覚センシングの再評価：実証研究
指先触覚センサで物体の形容詞を推定する際、各触覚素子がどのように寄与するかを実験的に調べ、センサの使用法と設計への知見を示した。
原題: Re-evaluating Parallel Finger-tip Tactile Sensing for Inferring Object Adjectives: An Empirical Study ／ Fangyi Zhang, Peter Corke
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連続体マニピュレータの形状再構成のためのファイバブラッググレーティング形状センサの設計と製作
連続体マニピュレータの内部に埋め込む大変位対応のFBG形状センサを設計・製作し、波長から中心線を再構成するモデルを構築して、自由空間および障害物環境での形状追従精度を実験的に評価した。
原題: Design and Fabrication of a Fiber Bragg Grating Shape Sensor for Shape Reconstruction of a Continuum Manipulator ／ Golchehr Amirkhani, Anna Goodridge, Mojtaba Esfandiari 他
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高分子ベースの自己校正型光ファイバ触覚センサ
柔らかい光ファイバの光損失から接触力を推定し、物体サイズも同時に測定して法線力とせん断力を分離する触覚センサを開発した。
原題: Polymer-Based Self-Calibrated Optical Fiber Tactile Sensor ／ Wentao Chen, Youcan Yan, Zeqing Zhang 他
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Tac-VGNN：姿勢ベース触覚サーボのためのボロノイグラフニューラルネットワーク
生体模倣光学触覚センサTacTipを用い、ボロノイ特徴を組み込んだグラフニューラルネットワークで触覚マーカーのせん断運動と接触深さをモデル化し、姿勢推定精度と実表面追従タスクの性能を向上させた。
原題: Tac-VGNN: A Voronoi Graph Neural Network for Pose-Based Tactile Servoing ／ Wen Fan, Max Yang, Yifan Xing 他
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3Dプリントされたフォーム状センサーを用いた3次元床反力推定のためのソフトインソール
4つの3Dプリント軟質フォームセンサーをインソールに組み込み、Hammerstein-Wienerモデルで3次元床反力を推定。市販FSRと機械学習を用いた従来研究と同等以上の精度を達成した。
原題: Soft insoles for estimating 3D ground reaction forces using 3D printed foam-like sensors ／ Nick Willemstein, Saivimal Sridar, Herman van der Kooij 他
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触覚駆動による人間とロボットの協調作業のための優しい把持
5本の指先に光学式触覚センサTacTipを搭載したソフトハンドで、触覚フィードバックを用いて様々な物体を優しく安定に把持する制御器を開発し、人からロボットへの受け渡しタスクに応用した。
原題: Tactile-Driven Gentle Grasping for Human-Robot Collaborative Tasks ／ Christopher J. Ford, Haoran Li, John Lloyd 他
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固有感覚センサによるロボットアームの多点接触位置・力の同時推定
関節トルクセンサとベース力覚センサを併用し、パーティクルフィルタを改良してロボットアームの複数接触点と接触力を高速に同時推定する手法を提案した。
原題: Proprioceptive Sensor-Based Simultaneous Multi-Contact Point Localization and Force Identification for Robotic Arms ／ Seo Wook Han, Min Jun Kim
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GelSight Baby Fin Ray：高解像度触覚センシングを備えた小型・柔軟・フレキシブルな指
柔軟なフィンレイ構造にフレキシブルミラーと蛍光塗料を組み込み、カメラベースの高解像度触覚センサを小型化・高柔軟化した新しいソフトグリッパ指を開発した。
原題: GelSight Baby Fin Ray: A Compact, Compliant, Flexible Finger with High-Resolution Tactile Sensing ／ Sandra Q. Liu, Yuxiang Ma, Edward H. Adelson
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改良型出力フィードバックMPCによる触覚バーチャル訓練システムの開発
内視鏡下副鼻腔手術の触覚訓練シミュレータを構築し、仮想組織の動特性を入力制約付き線形パラメトリック変数モデルで表現、ロバストオンライン出力フィードバック準min-max MPCで安定化した。
原題: Using an Improved Output Feedback MPC Approach for Developing a Haptic Virtual Training System ／ Soroush Sadeghnejad, Farshad Khadivar, Mojtaba Esfandiari 他
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触覚のみで物体を探索・把持するTactoFind
視覚を使わず、指先の触覚センサのみで未知物体の位置推定・識別・把持を行うシステムを提案。
原題: TactoFind: A Tactile Only System for Object Retrieval ／ Sameer Pai, Tao Chen, Megha Tippur 他
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StereoTac：触覚センシングと3D視覚を融合した新型視触覚センサ
透明エラストマーと2台のカメラを組み合わせ、接触前の3D視覚と接触後の触覚印象を同時に取得できる視触覚センサを開発した。
原題: StereoTac: a Novel Visuotactile Sensor that Combines Tactile Sensing with 3D Vision ／ Etienne Roberge, Guillaume Fornes, Jean-Philippe Roberge
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音響式ソフト触覚スキン
音波を利用した新しいソフト触覚センサを開発し、力と接触位置を高精度に推定するとともに、把持力制御への応用を示した。
原題: Acoustic Soft Tactile Skin (AST Skin) ／ Vishnu Rajendran S, Willow Mandil, Simon Parsons 他
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カーネル二標本検定によるマルチモーダル・マルチユーザ表面認識
画像・音・触覚などの異種データをカーネル二標本検定で直接比較し、108クラスの表面認識で97.2%の精度を達成した手法を提案。
原題: Multimodal Multi-User Surface Recognition with the Kernel Two-Sample Test ／ Behnam Khojasteh, Friedrich Solowjow, Sebastian Trimpe 他
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