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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
📖 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
大面積分散型フレキシブル圧力センサによるロボット犬との自然な触覚インタラクション
ロボット犬に大面積のフレキシブル圧力センサを実装し、81種類の触覚ジェスチャーを98.7%の精度で認識、Transformerで犬の反応を予測。触覚インタラクションが音声より不安軽減や興奮向上に有効と示した。
原題: Enable Natural Tactile Interaction for Robot Dog based on Large-format Distributed Flexible Pressure Sensors ／ Lishuang Zhan, Yancheng Cao, Qitai Chen 他
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接触力場とそのエントロピーを用いた触覚による滑り検出の学習
光学式触覚センサGelSight Miniの接触力場の不均一性とエントロピーを特徴量として、物体把持中の滑りをリアルタイムに検出する分類手法を提案し、10種類の物体で平均95.61%の精度を達成した。
原題: Learning to Detect Slip through Tactile Estimation of the Contact Force Field and its Entropy ／ Xiaohai Hu, Aparajit Venkatesh, Yusen Wan 他
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シミュレーションから把持品質を予測する学習：把持安定性指標のための模擬データを生成するデジタルツインの構築
GelSight触覚センサの接触画像から、把持物体が滑り始める最大力を予測するAI手法の開発を目指し、データ生成を効率化するため実験装置のシミュレーションモデル（デジタルツイン）を構築した研究。
原題: Learning to Predict Grip Quality from Simulation: Establishing a Digital Twin to Generate Simulated Data for a Grip Stability Metric ／ Stefanie Wucherer, Robert McMurray, Kok Yew Ng 他
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触覚通信のためのタスク指向予測・通信協調設計
触覚通信において、タスクの特性と予測・通信の関係を考慮し、低遅延・高信頼性を満たしつつ無線リソースを最小化する協調設計フレームワークを提案した。実機データとTimeGANでJND閾値と予測・通信信頼性の関係をモデル化し、5G NRで最大77.80%のリソース削減を実証した。
原題: Task-Oriented Prediction and Communication Co-Design for Haptic Communications ／ Burak Kizilkaya, Changyang She, Guodong Zhao 他
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傾斜多孔質構造を3Dプリントした固有感覚型ソフト流体アクチュエータ
3Dプリントで導電性熱可塑性エラストマーの傾斜多孔質構造を作製し、駆動とひずみセンシングを一体化したソフトアクチュエータを実現。Wiener-Hammersteinモデルでヒステリシスを補償し高精度なひずみ推定を達成した。
原題: 3D Printed Proprioceptive Soft Fluidic Actuators with Graded Porosity ／ Nick Willemstein, Herman van der Kooij, Ali Sadeghi
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電気インピーダンス断層撮影とリカレントニューラルネットワークを用いたソフト連続体アクチュエータの先端位置と接触力の予測
EITセンサとLSTMを用いてソフト曲げアクチュエータの先端位置と接触力を予測し、EITチャネル数が精度に与える影響を評価した。
原題: Soft Continuum Actuator Tip Position and Contact Force Prediction, Using Electrical Impedance Tomography and Recurrent Neural Networks ／ Amirhosein Alian, George Mylonas, James Avery
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障害物認識型振動触覚フィードバックによる人とロボットの協調搬送の強化
ロボットがLIDARで周囲の障害物を検知し、振動触覚ベルトで人間の操作者に位置と距離を伝えることで、大型物体の協調搬送時の安全性を高める手法を提案した論文。
原題: Enhancing Human-Robot Collaboration Transportation through Obstacle-Aware Vibrotactile Feedback ／ Doganay Sirintuna, Idil Ozdamar, Juan M. Gandarias 他
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マルチスケール時間畳み込みネットワークによる視触覚融合滑り検出
視覚と触覚のデータをマルチスケール時間畳み込みネットワークで融合し、把持中の物体の滑りを高精度に検出する手法を提案した。
原題: Visuo-Tactile-Based Slip Detection Using A Multi-Scale Temporal Convolution Network ／ Junli Gao, Zhaoji Huang, Zhaonian Tang 他
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ロボット触覚プロキシを用いた能動的触覚ガイダンスのフレームワーク
ロボット触覚プロキシで能動的に力を提示しユーザーの行動を誘導する枠組みを提案し、VRナビゲーションでの安全性と没入感の向上をユーザー研究で示した。
原題: A Framework for Active Haptic Guidance Using Robotic Haptic Proxies ／ Niall L. Williams, Nicholas Rewkowski, Jiasheng Li 他
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Tacchi: 光学触覚センサ向けのプラグイン可能で低計算コストなエラストマー変形シミュレータ
Taichi言語を用いて粒子ベースでエラストマー変形を再現し、光学触覚センサの触覚画像を低計算コストで生成するプラグイン可能なシミュレータを提案。MuJoCoやGazeboと連携可能で、Sim2Real精度が向上。
原題: Tacchi: A Pluggable and Low Computational Cost Elastomer Deformation Simulator for Optical Tactile Sensors ／ Zixi Chen, Shixin Zhang, Shan Luo 他
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ロボットスキンに命を吹き込む
ヒトの真皮・表皮細胞を培養してロボット指に生きた自己修復スキンを作製した研究を紹介し、感覚を持ち適応する生体ハイブリッドロボットへの課題を論じた。
原題: Giving life to robotic skins ／ Ahmad Rafsanjani, Fergal B. Coulter, André R. Studart
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複数の視覚触覚センサを用いた衝突考慮型ハンド内6D物体姿勢推定
複数の視覚触覚センサの接触情報と幾何推論・CNN・勾配降下法を組み合わせ、センサとの衝突を避けつつハンド内の物体6D姿勢を推定する手法を提案。
原題: Collision-aware In-hand 6D Object Pose Estimation using Multiple Vision-based Tactile Sensors ／ Gabriele M. Caddeo, Nicola A. Piga, Fabrizio Bottarel 他
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触覚による道具操作
触覚センサで物体と道具の姿勢を推定し、モデル予測制御により予期せぬ接触に反応しながら道具を使った操作を閉ループで実現した研究。
原題: Tactile Tool Manipulation ／ Yuki Shirai, Devesh K. Jha, Arvind U. Raghunathan 他
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両手ハプティック硬膜外針挿入シミュレータの設計と評価
硬膜外麻酔の訓練用に両手ハプティックシミュレータを開発し、麻酔科医22名を対象に評価した。熟練度の違いを識別でき、訓練戦略の差異も明らかにした。
原題: Design and Assessment of a Bimanual Haptic Epidural Needle Insertion Simulator ／ Nitsan Davidor, Yair Binyamin, Tamar Hayuni 他
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触覚に基づく物体挿入ポリシーのゼロショット転移
皿をスロット式ホルダーに差し込む接触の多い家事タスクについて、シミュレーションで触覚フィードバックを活用するマニピュレーションポリシーを学習し、実機へ微調整なしでゼロショット転移できることを示した。
原題: Zero-Shot Transfer of Haptics-Based Object Insertion Policies ／ Samarth Brahmbhatt, Ankur Deka, Andrew Spielberg 他
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物理・仮想把持を再現する再構成可能データグローブ
触覚センシング・VR・FEMシミュレーションの3モードで手指の把持動作をリアルタイムに再現する再構成可能なデータグローブを開発した。
原題: A Reconfigurable Data Glove for Reconstructing Physical and Virtual Grasps ／ Hangxin Liu, Zeyu Zhang, Ziyuan Jiao 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
多指ハプティクス：三脚型三指ハプティック把持モデルに向けた人間の手の把持の分析
人間の手による把持動作を調査・分析し、仮想現実や遠隔操作で効果的に相互作用するための三脚型三指ハプティック把持モデルへの移行を論じた論文。
原題: Multi-Finger Haptics: Analysis of Human Hand Grasp towards a Tripod Three-Finger Haptic Grasp model ／ Jose James
日本語で読む → - 論文リハビリテーション/触覚フィードバックロボティクス
Equilivest：脳卒中後の動的バランスリハビリを支援するロボティックベスト
IMUデータを解析し振動触覚刺激でタイミングよくフィードバックを与えるスマートベスト型デバイスを提案し、介護者・患者への調査から3つの臨床応用モードを導出した。
原題: Equilivest: A Robotic Vest to aid in Post-Stroke Dynamic Balance Rehabilitation ／ Franco Paviotti, Esteban Buniak, Rodrigo Ramele 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
Vis2Hap: 視覚からの触覚レンダリングをクロスモーダル生成で実現
触覚センサなしで、物体の見た目から表面の粗さや滑りやすさを生成し、遠隔操作者に触覚提示する手法を提案。
原題: Vis2Hap: Vision-based Haptic Rendering by Cross-modal Generation ／ Guanqun Cao, Jiaqi Jiang, Ningtao Mao 他
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実時間触覚テクスチャレンダリングのための学習ベースモデルの開発と評価
視覚ベース触覚センサGelSightのデータを用い、ユーザの動作に条件付けられた深層学習モデルで様々な素材の触覚テクスチャ振動をリアルタイムに生成し、その知覚品質をユーザ研究で評価した。
原題: Development and Evaluation of a Learning-based Model for Real-time Haptic Texture Rendering ／ Negin Heravi, Heather Culbertson, Allison M. Okamura 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
視覚触覚センサを用いた位置-力テレオペレーションのための力推定
視覚ベース触覚センサDIGITで接触力を推定し、位置-力テレオペレーションに適用して力帰還を実現する手法を提案した。
原題: Visual Tactile Sensor Based Force Estimation for Position-Force Teleoperation ／ Yaonan Zhu, Shukrullo Nazirjonov, Bingheng Jiang 他
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接触への反応：駆動系における透明性と衝突反射
衝突時の力積で「透明性」を定量化する衝突反射指標を提案し、直接駆動と準直接駆動のアクチュエータやロボットハンドを実験比較した。
原題: Reacting to Contact: Transparency and Collision Reflex in Actuation ／ Ankit Bhatia, Matthew T. Mason, Aaron M. Johnson
日本語で読む → - 論文触覚共有制御HCI
ファントム渋滞を解消するための触覚共有制御
ドライビングシミュレータ実験により、触覚共有制御が人間の運転を介しつつファントム渋滞を緩和し、自動化失敗時の安全性も高めることを示した。
原題: Haptic Shared Control for Dissipating Phantom Traffic Jams ／ Klaas Koerten, David Abbink, Arkady Zgonnikov
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
E-TRoll: 簡易ロボットグリッパによる拡張転がし操作のための触覚センシングと分類
可変幅パームを持つ3自由度ロボットハンドで物体を転がし、触覚アレイのデータから形状を95.6%の精度で分類する手法を提案。
原題: E-TRoll: Tactile Sensing and Classification via A Simple Robotic Gripper for Extended Rolling Manipulations ／ Xin Zhou, Adam J. Spiers
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HySenSe: 超高感度・高忠実度の視覚ベース触覚センサ
GelSightセンサのゲル層作製工程を1ステップ変えるだけで、感度と耐久性を大幅に向上させた視覚ベース触覚センサHySenSeを提案し、低接触力下でのテクスチャ検出性能の優位性を示した。
原題: HySenSe: A Hyper-Sensitive and High-Fidelity Vision-Based Tactile Sensor ／ Ozdemir Can Kara, Naruhiko Ikoma, Farshid Alambeigi
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両手協調動作における運動戦略と利き手の役割：外骨格ハプティックインタラクションを用いた検討
2台のインピーダンス制御外骨格ロボットで仮想物体の両手把持・操作課題を行い、運動方向や触覚特性、利き手が両手の役割分担にどう影響するかを調べた研究。
原題: Bimanual Motor Strategies and Handedness Role During Human-Exoskeleton Haptic Interaction ／ Elisa Galofaro, Erika D'Antonio, Nicola Lotti 他
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ロボット支援低侵襲手術研究向けモジュラー3自由度力覚センサ
ロボット支援低侵襲手術の研究用に、既存の手術器具に簡単に取り付けられるモジュラーで製造しやすい3自由度力覚センサを開発し、模擬組織操作で高精度な力計測を実現した。
原題: A Modular 3-Degree-of-Freedom Force Sensor for Robot-assisted Minimally Invasive Surgery Research ／ Zonghe Chua, Allison M. Okamura
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ロボットとの触覚的相互作用がリスクテイクを増加させる
小型ヒューマノイドロボットとの触覚的相互作用の強度が、人の生理反応とリスクテイク行動に与える影響を実験的に検証した。
原題: Tactile interaction with a robot leads to increased risk-taking ／ Qiaoqiao Ren, Tony Belpaeme
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
透明性を制御可能なソフトロボットリンクによる視覚ベースの触覚・近接センシング
透明・不透明を切り替えられるPDLCフィルムと反射マーカーを積層したソフトリンクを開発し、内蔵カメラだけで触覚と近接の両方を知覚する手法を提案した。
原題: Soft Robotic Link with Controllable Transparency for Vision-based Tactile and Proximity Sensing ／ Quan Khanh Luu, Dinh Quang Nguyen, Nhan Huu Nguyen 他
日本語で読む → - 論文視覚触覚融合ロボティクス
複雑背景における透明物体把持のための視覚触覚融合
複雑な背景や照明変化に対応するため、把持位置検出・触覚キャリブレーション・視覚触覚融合分類を組み合わせた透明物体把持フレームワークを提案し、把持成功率と分類精度を大幅に改善した。
原題: Visual-tactile Fusion for Transparent Object Grasping in Complex Backgrounds ／ Shoujie Li, Haixin Yu, Wenbo Ding 他
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