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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: 2022/4/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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人間工学に基づく姿勢調整のための方向性振動触覚フィードバックインターフェース
振動触覚デバイスErgoTacを用いて、作業中の姿勢を人間工学的に誘導する方向性フィードバックの3方式を開発し、比較実験で最適な方式を特定した上で、重量物運搬時の姿勢最適化に有効であることを示した論文。
原題: A Directional Vibrotactile Feedback Interface for Ergonomic Postural Adjustment ／ Wansoo Kim, Virginia Ruiz Garate, Juan M. Gandarias 他
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好奇心駆動による未知物体の触覚自己教師あり探索
触覚のみを頼りに未知物体を探索し、6秒以内に形状を再構成するtSLAMを提案。家庭用品の暗黙的理解を活用し、ADROITハンドで汎用性を実証した。
原題: Curiosity Driven Self-supervised Tactile Exploration of Unknown Objects ／ Yujie Lu, Jianren Wang, Vikash Kumar
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単一把握による変形物体の識別：グリッパ形態・センシング手法・動作パラメータの影響
2種類のロボットハンドと2種類の2本指グリッパで変形物体を把持し、触覚による物体分類性能がグリッパ形状や圧縮速度などの動作条件によってどう変わるかを体系的に調べた研究。
原題: Single-grasp deformable object discrimination: the effect of gripper morphology, sensing modalities, and action parameters ／ Michal Pliska, Shubhan Patni, Michal Mares 他
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選択透過性ソフト膜を用いた近接・視触覚マルチモーダルセンサ
赤外線ToFカメラとRGBカメラ・空気圧センサを選択透過性ソフト膜で統合し、触覚と近接深度を同時に取得するセンサを開発、接近・キャッチ・スローで実証した。
原題: Multimodal Proximity and Visuotactile Sensing With a Selectively Transmissive Soft Membrane ／ Jessica Yin, Gregory M. Campbell, James Pikul 他
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触覚によるテクスチャ知覚のための人工SA-I・RA-I・RA-II/振動触覚求心性線維
軟らかい生体模倣触覚センサTacTipを用いて、ヒトの触覚チャネルに対応する人工SA-I・RA-I・RA-IIチャネルを構築し、速度に依存しないテクスチャ分類に有効な符号化を検討した。
原題: Artificial SA-I, RA-I and RA-II/Vibrotactile Afferents for Tactile Sensing of Texture ／ Nicholas Pestell, Nathan F. Lepora
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触覚による姿勢推定と未知物体操作のための方策学習
学習した触覚観測モデルとベイズフィルタで未知物体の姿勢を推定し、その信念を用いた深層強化学習方策をシミュレーションから実機へ転移して物体操作を行う手法を提案した。
原題: Tactile Pose Estimation and Policy Learning for Unknown Object Manipulation ／ Tarik Kelestemur, Robert Platt, Taskin Padir
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義手・ロボット向け低遅延組み込みスマートハンドのための触覚センサ活用
高解像度触覚センサアレイを搭載した手型組み込みシステムを開発し、毎秒100フレームの取得と軽量CNNによる物体分類をマイコン上で実現した。
原題: Leveraging Tactile Sensors for Low Latency Embedded Smart Hands for Prosthetic and Robotic Applications ／ Xiaying Wang, Fabian Geiger, Vlad Niculescu 他
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視認性に着想を得た移動ロボット向け触覚センサの数理モデル
ピンホールカメラモデルに倣い、接触・圧縮・荷重・たわみを扱う触覚センサの理想化モデルを提案し、深度センサとの比較から触覚特有の利点を明らかにした。
原題: Visibility-Inspired Models of Touch Sensors for Navigation ／ Kshitij Tiwari, Basak Sakcak, Prasanna Routray 他
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指先に4自由度の触覚提示を実現する3Dプリント軟質一体型ウェアラブルデバイス
折り紙の「ウォーターボム」構造を応用し、真空駆動を内蔵した3Dプリント一体型の指先触覚デバイスを開発。小型ながらせん断力や法線力、トルクを発生させ、4自由度の触覚提示を可能にした。
原題: FingerPrint: A 3-D Printed Soft Monolithic 4-Degree-of-Freedom Fingertip Haptic Device with Embedded Actuation ／ Zhenishbek Zhakypov, Allison M. Okamura
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触覚対応NewtonianVAEによる高精度産業用コネクタ挿入
GelSight型触覚センサを組み込んだNewtonianVAEで、把持姿勢のばらつきがあるUSBコネクタ挿入を高精度に行う手法を提案した論文。
原題: Tactile-Sensitive NewtonianVAE for High-Accuracy Industrial Connector Insertion ／ Ryo Okumura, Nobuki Nishio, Tadahiro Taniguchi
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材料分類のための生体模倣触覚センサの設計
指紋・真皮・表皮を模した低コスト小型触覚センサを開発し、ホール効果で磁場を検出して材料の表面テクスチャを分類できることを示した。
原題: Design of a Biomimetic Tactile Sensor for Material Classification ／ Kevin Dai, Xinyu Wang, Allison M. Rojas 他
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FBGと深層学習でルフィニ受容器を模倣した大面積触覚スキン
光ファイバFBGを埋め込んだ柔軟な人工皮膚でルフィニ受容器の機能を模倣し、CNNで接触力と位置を推定する大面積触覚センシングを実現した研究。
原題: Functional mimicry of Ruffini receptors with Fiber Bragg Gratings and Deep Neural Networks enables a bio-inspired large-area tactile sensitive skin ／ Luca Massari, Giulia Fransvea, Jessica D'Abbraccio 他
日本語で読む → - 論文視触覚融合ロボティクス
ロボットの視覚・触覚融合による物体認識の概観
人間の多感覚物体認識に着想を得て、ロボットにおける視覚と触覚の融合技術の現状・課題・今後の研究方向をまとめたサーベイ論文。
原題: Visuo-Haptic Object Perception for Robots: An Overview ／ Nicolás Navarro-Guerrero, Sibel Toprak, Josip Josifovski 他
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触覚情報のみで環境に適応する自己調整インピーダンス型インタラクション計画法
触覚情報のみを用いてインピーダンスを自己調整し、環境との接触力と不確実性に適応しながらロボットの軌道を自律計画する手法を提案し、迷路探索実験で有効性を示した。
原題: A Self-Tuning Impedance-based Interaction Planner for Robotic Haptic Exploration ／ Yasuhiro Kato, Pietro Balatti, Juan M. Gandarias 他
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視覚触覚センサの画像から体積メッシュを生成する学習手法
視覚ベース触覚センサの画像から変形エラストマーの体積メッシュをGNNで推定し、自己教師あり適応で実世界や未知接触にも対応できるようにした研究。
原題: Learning to Synthesize Volumetric Meshes from Vision-based Tactile Imprints ／ Xinghao Zhu, Siddarth Jain, Masayoshi Tomizuka 他
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触覚による探索と意思決定の同時学習フレームワークTANDEM
触覚センサのみで物体を認識するため、探索行動と識別判断を別モジュールで協調学習させる手法を提案し、少ない接触回数で高精度かつノイズに頑健な認識を実現した。
原題: TANDEM: Learning Joint Exploration and Decision Making with Tactile Sensors ／ Jingxi Xu, Shuran Song, Matei Ciocarlie
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能動的な視覚・触覚融合による物体形状補完
視覚による形状補完の不確実性が高い部分を触覚で能動的に探索し、再構成精度と把持成功率を向上させる手法Act-VHを提案した論文。
原題: Active Visuo-Haptic Object Shape Completion ／ Lukas Rustler, Jens Lundell, Jan Kristof Behrens 他
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触覚ビューGCN：グラフ畳み込みネットワークによる触覚データからの形状記述子学習
触覚グローブで得た複数の触覚データから物体を分類するため、特徴間の関係をグラフ畳み込みネットワークで階層的に集約するTactile-ViewGCNを提案し、STAGデータセットで81.82%の精度を達成した。
原題: Tactile-ViewGCN: Learning Shape Descriptor from Tactile Data using Graph Convolutional Network ／ Sachidanand V S, Mansi Sharma
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モジュール式リニアアクチュエータを用いた高出力ハプティックインタフェース
回転関節型の限界を克服するため、並列リニアアクチュエータで高剛性・高出力・低慣性を両立したハプティックデバイスを開発し、従来機構との性能比較と仮想壁との接触実験で有効性を示した。
原題: A Large Force Haptic Interface with Modular Linear Actuators ／ Yeongtae Jung, Joao Ramos
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ひずみエラストグラフィによる糖尿病足潰瘍患者の足底軟部組織のひずみ分布と均質性の定量的比較
ひずみエラストグラフィを用いて足底軟部組織の硬さ分布と均質性を定量化する新指標を開発し、糖尿病性足潰瘍のある足とない足で比較した研究。
原題: A quantitative comparison of plantar soft tissue strainability distribution and homogeneity between ulcerated and non-ulcerated patients using strain elastography ／ Maaynk Patwari, Panagiotis Chazistergos, Lakshmi Sundar 他
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GradTac: 時空間勾配に基づく触覚センシング
流体式触覚センサのデータを時空間勾配表現に変換し、ノイズに強い触覚輪郭追跡アルゴリズムを提案。BioTac SP搭載のShadow Handで触覚追跡や滑り検出を実証した。
原題: GradTac: Spatio-Temporal Gradient Based Tactile Sensing ／ Kanishka Ganguly, Pavan Mantripragada, Chethan M. Parameshwara 他
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触覚コミュニケーションが二者協調物体操作タスクに果たす役割
2人でボールを目標位置にバランスさせる協調タスクを触覚情報あり・なしで比較し、触覚フィードバックが協調動作と性能を向上させることを示した研究。
原題: The role of haptic communication in dyadic collaborative object manipulation tasks ／ Yiming Liu, Raz Leib, William Dudley 他
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SmartBelt: 触覚フィードバック付きウェアラブルマイクアレイによる音源定位
ベルト型ウェアラブルマイクアレイで音源方向を推定し、対応する振動モータで触覚フィードバックを提示するシステムを開発。平均誤差2.90度、正しいモータ選択率92.3%を達成した。
原題: SmartBelt: A Wearable Microphone Array for Sound Source Localization with Haptic Feedback ／ Simon Michaud, Benjamin Moffett, Ana Tapia Rousiouk 他
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気圧式触覚センサと時間畳み込みニューラルネットワークによる滑り検出の学習
気圧式触覚センサのデータから時間畳み込みニューラルネットワークで物体の滑りを検出する手法を提案し、実世界の把持タスクで汎化性能を示した。
原題: Learning to Detect Slip with Barometric Tactile Sensors and a Temporal Convolutional Neural Network ／ Abhinav Grover, Philippe Nadeau, Christopher Grebe 他
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把持中の液体量をリアルタイム推定する視覚・触覚センシング
RGBカメラと触覚センサを融合した深層モデルで、変形可能な容器内の液体量を把持しながら約2mlの誤差でリアルタイム推定し、把持計画も適応制御する研究。
原題: Visual-Tactile Sensing for Real-time Liquid Volume Estimation in Grasping ／ Fan Zhu, Ruixing Jia, Lei Yang 他
日本語で読む → - 論文触覚・形状センシングロボティクス
空気圧装着式フレキシブルレールと形状センシングを用いたロボット支援腹腔鏡下手術における臓器形状計測
軟体ロボット製の空気圧装着式フレキシブルレールに光ファイバ形状センサを組み込み、腎臓ファントムの曲面形状を計測して超音波プローブの自動走査軌道計画に応用した研究。
原題: Organ Shape Sensing using Pneumatically Attachable Flexible Rails in Robotic-Assisted Laparoscopic Surgery ／ Aoife McDonald-Bowyer, Solène Dietsch, Emmanouil Dimitrakakis 他
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低コスト静電容量式触覚カバーと全身制御を活用した高感度移動協働ロボットアシスタントMOCA-S
移動型協働ロボットの基部に低コスト静電容量式触覚カバーを搭載し、触覚情報を活用した全身制御により人との安全な物理的インタラクションを実現する。
原題: MOCA-S: A Sensitive Mobile Collaborative Robotic Assistant exploiting Low-Cost Capacitive Tactile Cover and Whole-Body Control ／ Mattia Leonori, Juan M. Gandarias, Arash Ajoudani
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変形物体の視覚・触覚統合暗黙表現VIRDO
点群と触覚反応力を入力に、接触位置と力の潜在表現を学習して変形物体の形状変化を予測するマルチモーダル暗黙表現を提案した論文。
原題: VIRDO: Visio-tactile Implicit Representations of Deformable Objects ／ Youngsun Wi, Pete Florence, Andy Zeng 他
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Tac3D：力分布計測と摩擦係数分布推定のための新しい視覚ベース触覚センサ
仮想両眼視を触覚センサに初めて適用し、3次元接触面形状と接触力分布を簡便かつ低コストで計測できるTac3Dセンサを提案。さらに摩擦係数分布の推定と物体3Dモデルの再構成を実現した。
原題: Tac3D: A Novel Vision-based Tactile Sensor for Measuring Forces Distribution and Estimating Friction Coefficient Distribution ／ Lunwei Zhang, Yue Wang, Yao Jiang
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高密度カラーパターンを用いた視覚型触覚センサDelTact
高密度ランダムカラーパターンと光学フローで接触面の形状・力分布を高精度に推定する視覚型触覚センサを提案し、低誤差・40Hzで計測できることを示した。
原題: DelTact: A Vision-based Tactile Sensor Using Dense Color Pattern ／ Guanlan Zhang, Yipai Du, Hongyu Yu 他
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