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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: 2022/7/1 ／ 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
ロボットアームに巻き付ける触覚ディスプレイによる学習コミュニケーション
ロボットアームに巻き付ける柔らかい触覚ディスプレイを開発し、人間がロボットに教示する際に触覚フィードバックを与えることで、教示時間を短縮しつつデモの質を向上させることを示した。
原題: Wrapping Haptic Displays Around Robot Arms to Communicate Learning ／ Antonio Alvarez Valdivia, Soheil Habibian, Carly A. Mendenhall 他
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ソフトロボット膀胱型アクチュエータの同定と制御：インピーダンス型触覚地形ディスプレイに向けて
スマートシューズの空気圧式ソフトアクチュエータを改良し、人間の歩行時の力と変位に対して帯域や剛性を評価するとともに、スライディングモード制御で4種類の力-変位軌道を追従できることを示した。
原題: Identification and Control of a Soft-Robotic Bladder Towards Impedance-Style Haptic Terrain Display ／ Nathan Baum, Mark A. Minor
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触覚に基づく人-UAVインタラクション検出のための動特性不変LSTMの設計
人がUAVに触れて荷物を受け取る際のインタラクションを、慣性・位置情報のみを用いたLSTMでリアルタイムに検出する手法を提案し、機体差や風外乱があっても96%の精度を達成した。
原題: Design of Dynamics Invariant LSTM for Touch Based Human-UAV Interaction Detection ／ Anees Peringal, Mohamad Chehadeh, Rana Azzam 他
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振動触覚・スライド圧迫型ハプティックフィードバックデバイスによる四肢姿勢調整の性能比較
作業者の姿勢矯正のため、振動型デバイスErgoTacとスライド圧迫型CUFFを肩・膝の単関節および多関節ガイダンスで比較評価し、肩にはErgoTac、膝にはCUFFが適することを示した。
原題: Performance Analysis of Vibrotactile and Slide-and-Squeeze Haptic Feedback Devices for Limbs Postural Adjustment ／ Marta Lorenzini, Simone Ciotti, Juan M. Gandarias 他
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ErgoTac-Belt: 歩行中の圧力中心を導く予測的振動触覚フィードバック
歩行中に振動触覚ベルトで圧力中心の移動方向を予測的に提示し、健常者10名で視覚フィードバックと同等の誘導性能を確認した。
原題: ErgoTac-Belt: Anticipatory Vibrotactile Feedback to Lead Centre of Pressure during Walking ／ Marta Lorenzini, Juan M. Gandarias, Luca Fortini 他
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MagGlove: 可動磁力機構を備えたマニピュレーション学習用ハプティックグローブ
リニアモータで動く磁石機構を手の甲に搭載し、コイル電流を変えることで指の動きを素早く安全に支援するハプティックグローブを提案・評価した論文。
原題: MagGlove: A Haptic Glove with Movable Magnetic Force for Manipulation Learning ／ Mikiya Kusunoki, Shogo Yoshida, Haoran Xie
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CVと振動触覚エンコーディングに基づく物体位置推定支援システム
RGB-Dカメラと振動触覚フィードバックを組み合わせ、視覚障害者が直感的に物体の位置を把握できるウェアラブル支援システムを提案し、音声案内より作業時間を25%以上短縮した。
原題: Object Localization Assistive System Based on CV and Vibrotactile Encoding ／ Zhikai Wei, Xuhui Hu
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高解像度触覚センシングを統合した把持安定性予測
視覚・深度・高解像度触覚を組み合わせて把持安定性を予測するニューラルネットをTACTOシミュレータで訓練し、既知物体では高精度だが未知物体への汎化が課題であることを示した。
原題: Integrating High-Resolution Tactile Sensing into Grasp Stability Prediction ／ Lachlan Chumbley, Morris Gu, Rhys Newbury 他
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固有感覚と触覚フィードバックによる接触位置と物体姿勢の同時推定
固有感覚と触覚のみを用い、2つのパーティクルフィルタで接触位置と把持物体の3D姿勢を同時推定する手法を提案し、実機の単腕・双腕ロボットで有効性を示した。
原題: Simultaneous Contact Location and Object Pose Estimation Using Proprioception and Tactile Feedback ／ Andrea Sipos, Nima Fazeli
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DigiTac: 低コスト高解像度ロボット触覚を比較するDIGIT-TacTipハイブリッド触覚センサ
GelSight型のDIGITセンサにTacTip型の3Dプリント感圧面を組み合わせたハイブリッド触覚センサを開発し、姿勢推定とサーボ制御で既存センサと性能を比較した。
原題: DigiTac: A DIGIT-TacTip Hybrid Tactile Sensor for Comparing Low-Cost High-Resolution Robot Touch ／ Nathan F. Lepora, Yijiong Lin, Ben Money-Coomes 他
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DogTouch: 高密度触覚センサを備えた四足歩行ロボットによる表面テクスチャ認識
四足歩行ロボットの足裏に高密度触覚センサを搭載し、CNNで歩行面のテクスチャを認識する手法を提案。点字ブロック状の触覚パターンを利用した照明条件に依存しないナビゲーションも構想する。
原題: DogTouch: CNN-based Recognition of Surface Textures by Quadruped Robot with High Density Tactile Sensors ／ Nipun Dhananjaya Weerakkodi Mudalige, Elena Nazarova, Ildar Babataev 他
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力覚ハプティックデバイス向け低慣性磁気粘性アクチュエータの性能評価
磁気粘性アクチュエータと電動モータを比較し、低慣性により広帯域な力覚提示が可能であることを解析と実験で示した。
原題: Performance Study of Low Inertia Magnetorheological Actuators for Kinesthetic Haptic Devices ／ Louis-Philippe Lebel, Jean-Alexis Verreault, Jean-Philippe Lucking Bigué 他
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視覚に頼らない巧みなタスクにおける上肢義手のための合成反射と触覚フィードバックの有用性
筋電義手に自律制御と振動・圧力による触覚フィードバックを組み込み、視覚を使えない状況での把持・配置タスクの性能を比較した研究。振動触覚フィードバックと合成反射の組み合わせが最も有効であることを示した。
原題: The Utility of Synthetic Reflexes and Haptic Feedback for Upper-Limb Prostheses in a Dexterous Task Without Direct Vision ／ Neha Thomas, Farimah Fazlollahi, Katherine J. Kuchenbecker 他
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行動条件付き触覚予測：滑り予測への応用
磁気式触覚センサを用いた実ロボット操作において、行動を条件とした触覚信号予測モデルを2種類提案し、既存モデルと比較して滑り予測性能の優位性を示した。
原題: Action Conditioned Tactile Prediction: case study on slip prediction ／ Willow Mandil, Kiyanoush Nazari, Amir Ghalamzan E
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グラフ畳み込みネットワークと分散触覚センサによる多様な物体特性に対応した多指ハンド内操作
多指ハンドの複雑な配置の触覚センサデータをグラフ畳み込みネットワークで処理し、物体特性ラベルも入力して把持中の物体操作を安定化させる手法を提案した。
原題: Multi-Fingered In-Hand Manipulation with Various Object Properties Using Graph Convolutional Networks and Distributed Tactile Sensors ／ Satoshi Funabashi, Tomoki Isobe, Fei Hongyi 他
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手首を締める力覚フィードバックがロボット手術トレーニングの精度と速度を向上させる
手術支援ロボットの訓練において、手首を締めるデバイスで力覚フィードバックを与えると、参加者はより小さな力で作業し、かつ習熟による作業時間の短縮も速くなることが示された。
原題: Wrist-Squeezing Force Feedback Improves Accuracy and Speed in Robotic Surgery Training ／ Sergio Machaca, Eric Cao, Amy Chi 他
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液体の性質推定に向けた動的触覚センシングの理解
ボトルを揺らした際の液体の振動をGelSightで捉え、物理に着想を得た軽量モデルとガウス過程回帰で液体の粘度や量、糖濃度を推定する手法を提案した。
原題: Understanding Dynamic Tactile Sensing for Liquid Property Estimation ／ Hung-Jui Huang, Xiaofeng Guo, Wenzhen Yuan
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
物体姿勢推定のための能動的触覚行動選択における情報利得基準の実証評価
物体姿勢推定のための触覚データ収集において、複数の情報利得基準を比較し、疎な計測でも姿勢精度が同程度になることを示した。
原題: An Empirical Evaluation of Various Information Gain Criteria for Active Tactile Action Selection for Pose Estimation ／ Prajval Kumar Murali, Ravinder Dahiya, Mohsen Kaboli
日本語で読む → - 論文触覚画像認識
点字読み取り：ニューロモルフィックハードウェアにおける時空間パターン認識のベンチマーク
iCubロボットの触覚センサで点字を読み取るデータセットを構築し、スパイキングニューラルネットワークをIntel Loihiチップに実装して、精度・消費電力・遅延を評価した。
原題: Braille Letter Reading: A Benchmark for Spatio-Temporal Pattern Recognition on Neuromorphic Hardware ／ Simon F Muller-Cleve, Vittorio Fra, Lyes Khacef 他
日本語で読む → - 論文触覚/義手ロボティクス
触覚共有制御は筋電義手使用時の神経効率を改善する
筋電義手に握力の振動触覚フィードバックと把持の自律制御を組み合わせた共有制御系を構築し、健常者30名の把持・持ち上げ課題で前頭前野活動を計測した結果、この系のみが高い神経効率を実現することを示した。
原題: Haptic Shared Control Improves Neural Efficiency During Myoelectric Prosthesis Use ／ Neha Thomas, Alexandra J. Miller, Hasan Ayaz 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
手首ハプティクスによる力学的特性の知覚：フィードバックの一致度の影響
手首への法線・せん断変形フィードバックが仮想物体の硬さ・質量・摩擦の知覚に与える影響を調べ、指先の力と一致したマッピングが知覚精度を高めることを示した研究。
原題: Perception of Mechanical Properties via Wrist Haptics: Effects of Feedback Congruence ／ Mine Sarac, Massimiliano di Luca, Allison M. Okamura
日本語で読む → - 論文触覚HCI
仮想操作における手首への触覚フィードバックの効果
指先ではなく手首周辺に触覚刺激を与えるシステムを提案し、刺激の数や位置が硬さ知覚に与える影響を調べた。複数位置・異なる位置への刺激で硬さ知覚に有意差は見られなかった。
原題: Effects of Haptic Feedback on the Wrist during Virtual Manipulation ／ Mine Sarac, Allison M. Okamura, Massimiliano Di Luca
日本語で読む → - 論文触覚/姿勢推定ロボティクス
深層プレタッチセンシングによる物体姿勢推定の高精度化
プレタッチセンサと深層学習を組み合わせ、特徴的な形状領域を検出して効率的に物体姿勢を推定するフレームワークを提案した論文。
原題: Improved Object Pose Estimation via Deep Pre-touch Sensing ／ Patrick Lancaster, Boling Yang, Joshua R. Smith
日本語で読む → - 論文触覚/手内操作ロボティクス
トルク制御ハンドによる純触覚的な手内操作の学習
カメラを使わず触覚と関節トルクのみで、立方体を落とさず連続的に持ち替えながら回転させる手内操作を強化学習で獲得し、実機ヒューマノイドハンドに転移した。
原題: Learning Purely Tactile In-Hand Manipulation with a Torque-Controlled Hand ／ Leon Sievers, Johannes Pitz, Berthold Bäuml
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
DeepXPalm: 手のひら装着型触覚ディスプレイとCNNによる触覚パターン認識を用いた傾き・位置の提示
変形物体の遠隔操作のため、CNNで把持中の物体の傾きと位置を認識し、手のひら型多接触触覚デバイスで触覚パターンを提示するシステムを提案。認識率を9.67%から82.5%に向上させた。
原題: DeepXPalm: Tilt and Position Rendering using Palm-worn Haptic Display and CNN-based Tactile Pattern Recognition ／ Altamirano Cabrera Miguel, Sautenkov Oleg, Tirado Jonathan 他
日本語で読む → - 論文把持・視触覚ロボティクス
Viko 2.0：視触覚センサを統合した階層型ヤモリ模倣粘着グリッパ
ヤモリ模倣の階層型粘着構造と視触覚センサを組み合わせ、接触面積・せん断力・初期滑りをリアルタイム計測しながら多様な形状の物体を把持できる適応型グリッパを開発した。
原題: Viko 2.0: A Hierarchical Gecko-inspired Adhesive Gripper with Visuotactile Sensor ／ Chohei Pang, Qicheng Wang, Kinwing Mak 他
日本語で読む → - 論文触覚画像認識
Tac2Pose：初回接触からの触覚による物体姿勢推定
既知物体の形状からシミュレーションで触覚観測と姿勢の対応を学習し、実センサの初回接触のみで物体姿勢の確率分布を推定する手法を提案。
原題: Tac2Pose: Tactile Object Pose Estimation from the First Touch ／ Maria Bauza, Antonia Bronars, Alberto Rodriguez
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視覚・触覚センサの同位置配置によるビジュアルサーボと位置推定
カメラと触覚センサを同位置に配置し、接触前の視覚情報と接触後の触覚情報を統合することで、物体の位置・姿勢推定とロボットのビジュアルサーボ精度を向上させる手法を提案した論文。
原題: Using Collocated Vision and Tactile Sensors for Visual Servoing and Localization ／ Arkadeep Narayan Chaudhury, Timothy Man, Wenzhen Yuan 他
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マイクロレンズアレイを用いた薄型視覚型触覚センサ
マイクロレンズアレイを採用し、厚さ5mmの薄型でありながら高空間分解能な3D触覚情報（変位分布や力分布）を取得できる視覚型触覚センサを開発した。
原題: A Thin Format Vision-Based Tactile Sensor with A Micro Lens Array (MLA) ／ Xia Chen, Guanlan Zhang, Michael Yu Wang 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
GelSight Fin Ray：柔軟グリッパに触覚センシングを組み込む
柔軟なFin RayフィンガーにGelSight型の高解像度触覚センサを内蔵し、受動的な適応性を保ちながら触覚再構成や物体姿勢推定、せん断・ねじり力のマーカ追跡を可能にした。ワイングラスの向き変更・配置タスクにも成功した。
原題: GelSight Fin Ray: Incorporating Tactile Sensing into a Soft Compliant Robotic Gripper ／ Sandra Q. Liu, Edward H. Adelson
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