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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: 2022/11/1 ／ 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/形状ディスプレイロボティクス
電着接着オーセティックによるプログラム可能な層ジャミングスキン：変形可能なクラスト型形状ディスプレイへの応用
電着接着を利用したオーセティック構造のスキンで、柔軟な形状ディスプレイの剛性を局所的に制御し、低電力で形状をプログラム可能にする手法を提案・実証した。
原題: Electroadhesive Auxetics as Programmable Layer Jamming Skins for Formable Crust Shape Displays ／ Ahad M. Rauf, Jack S. Bernardo, Sean Follmer
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接触面積可変表面における摩擦モードのセンシングと制御
荷重に応じて摩擦が変化する接触面積可変表面(CAVS)にカメラを内蔵して摩擦をセンシングし、摩擦モードを制御することで把持と滑りの切り替えを実現した。
原題: Sensing and Control of Friction Mode for Contact Area Variable Surfaces (Friction-variable Surface Structure) ／ Seita Nojiri, Akihiko Yamaguchi, Yosuke Suzuki 他
日本語で読む → - 論文触覚HCI
DeltaFinger：指先に高忠実度の力ベクトルを提示する3自由度ウェアラブル触覚ディスプレイ
ウェアラブルなデルタ機構で指先を誘導し、仮想物体との相互作用力を3次元力ベクトルとして提示する触覚デバイスを開発した。平均0.6radの精度で力ベクトルを知覚でき、他の指の動きを制限しない。
原題: DeltaFinger: a 3-DoF Wearable Haptic Display Enabling High-Fidelity Force Vector Presentation at a User Finger ／ Artem Lykov, Aleksey Fedoseev, Dzmitry Tsetserukou
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GelStereo触覚センシングのためのリアルタイムマーカー位置推定学習
GelStereo視触覚センサ向けに、グリッド回帰とマーカー妥当性評価器を組み合わせた学習ベースのマーカー位置推定ネットワークMarknetを提案し、従来の輪郭ベース検出より高精度・高速にマーカーを検出できることを示した。
原題: Real-Time Marker Localization Learning for GelStereo Tactile Sensing ／ Shujuan Liu, Shaowei Cui, Chaofan Zhang 他
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高感度視覚型触覚センサと拡張残差ネットワークによる大腸癌ポリープのピットパターン分類
高感度な視覚型触覚センサHySenSeと拡張残差ネットワークを用いて、大腸癌ポリープの表面ピットパターンを分類する手法を提案し、少数データでも高精度を実現した。
原題: Pit-Pattern Classification of Colorectal Cancer Polyps Using a Hyper Sensitive Vision-Based Tactile Sensor and Dilated Residual Networks ／ Nethra Venkatayogi, Qin Hu, Ozdemir Can Kara 他
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転移学習と視覚ベース触覚センシングによる大腸がんポリープの分類
視覚ベース表面触覚センサ(VS-TS)の3Dテクスチャ画像に転移学習と機械学習分類器を適用し、大腸がんポリープの種類を高精度に分類する手法を提案。48種類のリアルなポリープファントムを作成して評価した。
原題: Classification of Colorectal Cancer Polyps via Transfer Learning and Vision-Based Tactile Sensing ／ Nethra Venkatayogi, Ozdemir Can Kara, Jeff Bonyun 他
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前腕超音波による手姿勢と指関節角度の同時推定
前腕の超音波画像からCNNを用いて手の姿勢分類とMCP関節角度を同時に推定する手法を提案し、複数の機械学習手法と比較評価した。
原題: Simultaneous Estimation of Hand Configurations and Finger Joint Angles using Forearm Ultrasound ／ Keshav Bimbraw, Christopher J. Nycz, Matt Schueler 他
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触覚フィードバックによる深層模倣学習のデータ品質と量の改善
遠隔操作による実演データ収集に触覚フィードバックを追加し、データ収集効率と模倣学習ポリシーの性能が向上することをドア開けタスクで示した。
原題: Leveraging Haptic Feedback to Improve Data Quality and Quantity for Deep Imitation Learning Models ／ Catie Cuan, Allison Okamura, Mohi Khansari
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
ロボットマニピュレータ上の接触位置推定のためのひげに着想を得た触覚センシング
ロボットマニピュレータ表面に取り付けたひげ型触覚センサを設計・モデル化し、ベイズフィルタリングにより接触点をサブミリ精度で推定する手法を提案した。
原題: Whisker-Inspired Tactile Sensing for Contact Localization on Robot Manipulators ／ Michael A. Lin, Emilio Reyes, Jeannette Bohg 他
日本語で読む → - 論文触覚cs.NE
位置スパイキングニューロンによるイベント駆動型触覚学習の強化
イベント駆動型触覚データの時空間的特徴を捉えるため、位置スパイキングニューロン（LSRM/LLIF）を提案し、時空間ハイブリッドモデルで触覚学習を改善した論文。
原題: Boost Event-Driven Tactile Learning with Location Spiking Neurons ／ Peng Kang, Srutarshi Banerjee, Henry Chopp 他
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触れて置く：精密な物体配置における触覚センシングの重要性に関する実証研究
触覚フィードバックと固有感覚を組み合わせ、未知の初期姿勢から物体を平らな面に安定して置くためのニューラルネットワークを提案し、触覚が器用な操作に重要であることを実証した。
原題: Placing by Touching: An empirical study on the importance of tactile sensing for precise object placing ／ Luca Lach, Niklas Funk, Robert Haschke 他
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触覚センシングによる未知物体の把持内操作と挿入
触覚情報のみを用いて未知物体の形状と姿勢を確率的に推定しながら把持内で回転させ、挿入タスクを効率的に達成するベイズ最適化手法を提案した。
原題: In-Hand Manipulation of Unknown Objects with Tactile Sensing for Insertion ／ Chaoyi Pan, Marion Lepert, Shenli Yuan 他
日本語で読む → - 論文触覚q-bio.NC
動的神経回路網による実世界物体とのロボットインタラクションにおける効率的な分類
20個の興奮性・抑制性ニューロンからなる未学習の線形和ニューロンモデルネットワークをロボット指の力覚センサに接続し、物体のコンプライアンス分類において統計的手法を上回る精度を達成した。
原題: Dynamic neuronal networks efficiently achieve classification in robotic interactions with real-world objects ／ Pakorn Uttayopas, Xiaoxiao Cheng, Udaya Bhaskar Rongala 他
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力学的特徴に基づく物体認識
触覚探索で得られる力・振動・位置信号から、反発係数・剛性・粘性・摩擦係数の4つの力学的特性をデュアルカルマンフィルタでリアルタイム推定し、物体を98%超の精度で認識する枠組みを提案した。
原題: Mechanical features based object recognition ／ Pakorn Uttayopas, Xiaoxiao Cheng, Jonathan Eden 他
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教師あり深層学習によるエッジFBG形状センサのモデリング
連続体ロボットの形状推定のため、エッジFBGセンサの全スペクトルから深層学習でひずみ情報を抽出し、Hyperbandで最適なアーキテクチャとハイパーパラメータを探索した。
原題: Using Supervised Deep-Learning to Model Edge-FBG Shape Sensors ／ Samaneh Manavi Roodsari, Antal Huck-Horvath, Sara Freund 他
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ニューラルコンタクトフィールド：触覚センシングによる外部接触の追跡
触覚センシングとニューラルフィールドを組み合わせ、物体と環境間の外部接触位置を任意の接触形状で追跡する手法を提案。接触の有無の遷移も捉え、未知形状の物体にも適用可能。
原題: Neural Contact Fields: Tracking Extrinsic Contact with Tactile Sensing ／ Carolina Higuera, Siyuan Dong, Byron Boots 他
日本語で読む → - 論文触覚HCI
HapticLever：3Dパンタグラフを用いた運動学的力覚フィードバック
小型のプロキシ面と3Dパンタグラフを組み合わせ、電力を消費せずに大規模な仮想面の硬い力覚を提示するVRハプティクスの手法を提案した。
原題: HapticLever: Kinematic Force Feedback using a 3D Pantograph ／ Marcus Friedel, Ehud Sharlin, Ryo Suzuki
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分散法線力とせん断力を用いた触覚ジェスチャの深層学習分類
柔軟な三軸触覚センサアレイで13種類の触覚ジェスチャデータを収集し、CNNで時空間特徴を学習。せん断力データを加えることで認識精度が66%から74%に向上した。
原題: Deep Learning Classification of Touch Gestures Using Distributed Normal and Shear Force ／ Hojung Choi, Dane Brouwer, Michael A. Lin 他
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VIRDO++: 変形可能物体の実世界における視触覚ダイナミクスと知覚
視覚と触覚を統合したニューラル陰関数表現により、変形可能物体の状態推定と変形ダイナミクス予測を実世界で実現し、未知物体や接触形態への汎化を示した。
原題: VIRDO++: Real-World, Visuo-tactile Dynamics and Perception of Deformable Objects ／ Youngsun Wi, Andy Zeng, Pete Florence 他
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SLURP! ロボットの接触前センシングによる液体の分光分析
ロボットのエンドエフェクタに近赤外分光センサを組み込み、容器を開けずに中身の液体や粒状物を85%以上の精度で識別する手法を提案し、データセットを公開した。
原題: SLURP! Spectroscopy of Liquids Using Robot Pre-Touch Sensing ／ Nathaniel Hanson, Wesley Lewis, Kavya Puthuveetil 他
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MidasTouch：スライディング触覚における分布のモンテカルロ推論
視覚ベース触覚センサが物体表面を滑る際のオンライン大域位置推定システムを提案。触覚コードネットワークと粒子フィルタで表面形状を推定し、YCB-Slideデータセットも公開。
原題: MidasTouch: Monte-Carlo inference over distributions across sliding touch ／ Sudharshan Suresh, Zilin Si, Stuart Anderson 他
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触覚を全身に備えた器用なロボットハンド「DManus」
手のひら全体と指先に触覚センサを備えた安価でモジュール式のロボットハンドを開発し、触覚を活用した仕分けタスクで有効性を示した。
原題: All the Feels: A dexterous hand with large-area tactile sensing ／ Raunaq Bhirangi, Abigail DeFranco, Jacob Adkins 他
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触覚フィードバックによる協働ロボットの動作意図可視化の拡張
協働ロボットの計画動作を異なる触覚パターンにマッピングし、視覚に頼らず動作意図を伝える手法を提案した。
原題: Extending Cobot's Motion Intention Visualization by Haptic Feedback ／ Max Pascher, Til Franzen, Kirill Kronhardt 他
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外部カメラによるソフトグリッパの力覚センシング
ソフトグリッパを外部の魚眼カメラで観察し、深層学習で6軸の力・トルクを推定する手法を提案。従来の力覚センサ不要で、介護タスクなどに応用可能。
原題: Force/Torque Sensing for Soft Grippers using an External Camera ／ Jeremy A. Collins, Patrick Grady, Charles C. Kemp
日本語で読む → - 論文視触覚/マニピュレーションロボティクス
視触覚接触サーボのための柔軟ツールと環境の相互作用ダイナミクス学習
柔軟なツールと環境の接触を視触覚知覚から予測する接触特徴表現とダイナミクスモデルを学習し、障害物を避けながらヘラでこする作業を実現する制御手法を提案した。
原題: Learning the Dynamics of Compliant Tool-Environment Interaction for Visuo-Tactile Contact Servoing ／ Mark Van der Merwe, Dmitry Berenson, Nima Fazeli
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
見えない手探り：分散触覚センシングによる物体運動分類と混雑環境での安全なリーチング
触覚スキン付きロボットハンドが、混雑環境で物体に偶発的に接触した際の触覚データから、物体が動かせるか、接触が安全か（安定滑りか転倒か）を90%以上の精度で分類する手法を提案。
原題: Going In Blind: Object Motion Classification using Distributed Tactile Sensing for Safe Reaching in Clutter ／ Rachel Thomasson, Etienne Roberge, Mark R. Cutkosky 他
日本語で読む → - 論文触覚画像認識
触覚センシングによる把持物体の汎化可能な6D姿勢追跡の強化
触覚信号を活用して、未知の把持物体の6D姿勢追跡を改善するTEG-Trackを提案し、実世界データセットを構築して有効性を示した。
原題: Enhancing Generalizable 6D Pose Tracking of an In-Hand Object with Tactile Sensing ／ Yun Liu, Xiaomeng Xu, Weihang Chen 他
日本語で読む → - 論文触覚HCI
UltraBots: ロボット駆動超音波トランスデューサによるVR向け広域空中ハプティクス
超音波トランスデューサアレイをロボットで動かし、VRヘッドセットで手を追跡しながら手の下に配置することで、広い範囲で空中触覚提示を可能にするシステムを提案した。
原題: UltraBots: Large-Area Mid-Air Haptics for VR with Robotically Actuated Ultrasound Transducers ／ Mehrad Faridan, Marcus Friedel, Ryo Suzuki
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
膜によるマニピュレーション：高解像度で高変形可能な触覚センシングと制御
柔らかい触覚センサ膜の変形ダイナミクスを学習し、把持物体の姿勢を推定することで、マーカー描画や把持内回転などの接触の多いタスクを高精度に実現する手法を提案した。
原題: Manipulation via Membranes: High-Resolution and Highly Deformable Tactile Sensing and Control ／ Miquel Oller, Mireia Planas, Dmitry Berenson 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
脚式ロボットの触覚自己位置推定のための効率的な地形表現の学習
触覚データから地形の埋め込み表現をTransformerで学習し、モンテカルロ法と組み合わせて脚式ロボットの自己位置推定を高精度・低計算コストで実現した。
原題: Learning an Efficient Terrain Representation for Haptic Localization of a Legged Robot ／ Damian Sójka, Michał R. Nowicki, Piotr Skrzypczyński
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