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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: 2022/2/1 ／ 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 →- 論文視触覚・能動知覚ロボティクス
密集した clutter 環境での高精度物体姿勢推定のための能動的視触覚対話型ロボット知覚
密集した clutter 環境で物体姿勢を高精度に推定するため、declutter graph による片付け計画と、視覚・触覚の情報利得最大化に基づく能動的姿勢推定を組み合わせたフレームワークを提案した。
原題: Active Visuo-Tactile Interactive Robotic Perception for Accurate Object Pose Estimation in Dense Clutter ／ Prajval Kumar Murali, Anirvan Dutta, Michael Gentner 他
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自作スマートグローブで3次元形状の違いを識別する
低コストのフレックスセンサ式スマートグローブを用い、各指のセンサ応答から把持物体の球・円柱形状や半径の違いを統計的に識別できることを示した研究。
原題: Identifying the differences between 3 dimensional shapes Using a Custom-built Smart Glove ／ Davis Le, Sairam Tangirala, Tae Song Lee
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GTac：皮膚のような異種力覚フィードバックを実現するロボット用生体模倣触覚センサ
圧抵抗センサ層とホールセンサ層を組み合わせ、法線力とせん断力を同時に知覚できる生体模倣触覚センサを開発し、ロボットハンドでのピンセット操作や卵把持を実現した。
原題: GTac: A Biomimetic Tactile Sensor with Skin-like Heterogeneous Force Feedback for Robots ／ Zeyu Lu, Xingyu Gao, Haoyong Yu
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DenseTact：高密度形状再構成のための光学式触覚センサ
魚眼カメラと深層畳み込みニューラルネットワークを用いて、安価で拡張性のある小型触覚センサで3D表面形状をリアルタイム（1.8ms）に再構成する手法を提案した。
原題: DenseTact: Optical Tactile Sensor for Dense Shape Reconstruction ／ Won Kyung Do, Monroe Kennedy
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身体モデル：人間とロボットにおける身体表象
人間の体性感覚処理とヒューマノイドロボット（iCubなど）の触覚定位モデルを比較し、両者が驚くほど類似していることを示すレビュー。ロボットを身体化された計算モデルとして用いる合成的手法の意義を論じる。
原題: Body Models in Humans and Robots ／ Matej Hoffmann, Matthew R. Longo
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ロボットの視覚・触覚物体認識のためのAUデータセット
視覚と触覚に曖昧性を持つ63物体について、視覚・運動感覚・触覚（音/振動）のマルチモーダルデータを収集し公開したデータセット論文。
原題: AU Dataset for Visuo-Haptic Object Recognition for Robots ／ Lasse Emil R. Bonner, Daniel Daugaard Buhl, Kristian Kristensen 他
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触覚センシングによる物体特性のロボット知覚
ロボットの把持における触覚センシング研究を概観し、形状・姿勢・材質の知覚と把持安定性予測、視覚と触覚の協調による亀裂再構成の手法を紹介する。
原題: Robotic Perception of Object Properties using Tactile Sensing ／ Jiaqi Jiang, Shan Luo
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色ベース半球型ソフト触覚指先の迅速製造
多色積層造形とシリコーン注型を組み合わせ、カメラ式触覚センサの指先を短時間で作製する手法を提案し、接触面の3次元変形を高密度に計測できることを示した。
原題: Rapid manufacturing of color-based hemispherical soft tactile fingertips ／ Rob B. N. Scharff, Dirk-Jan Boonstra, Laurence Willemet 他
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深層テクスチャ生成ネットワークによる触覚Sim2Realギャップの削減
シミュレーション触覚画像を実機の傷や製造誤差を再現した写実的画像へ変換するテクスチャ生成ネットワークを提案し、接触領域のみにアーティファクトを付与することでSim2Real分類精度の低下を抑える。
原題: Reducing Tactile Sim2Real Domain Gaps via Deep Texture Generation Networks ／ Tudor Jianu, Daniel Fernandes Gomes, Shan Luo
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clutter環境での巧みな操作のためのGelTip触覚センサ
指型の光学式触覚センサGelTipを開発し、表面のあらゆる方向の接触を検出できることを示した。把持の内外の接触を同時に監視できる利点を実験で実証した。
原題: GelTip Tactile Sensor for Dexterous Manipulation in Clutter ／ Daniel Fernandes Gomes, Shan Luo
日本語で読む → - 論文視覚触覚把持ロボティクス
Transformerを用いた変形物体のための汎化可能な視覚触覚把持戦略の学習
視覚と触覚のフィードバックをTransformerで統合し、果物などの変形物体に対して安全な把持強度を予測する枠組みを提案した論文。
原題: Learning Generalizable Vision-Tactile Robotic Grasping Strategy for Deformable Objects via Transformer ／ Yunhai Han, Kelin Yu, Rahul Batra 他
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多物体把持：ロボットハンドが掴んだ物体数の推定
山積みの物体を掴む際、持ち上げ前に触覚センサーから把持内の物体数を推定し、持ち上げ後に残る数を予測する手法を提案。把持体積計算・触覚力解析・データ駆動型深層学習を組み合わせ、Barrettハンドで実機検証した。
原題: Multi-Object Grasping -- Estimating the Number of Objects in a Robotic Grasp ／ Tianze Chen, Adheesh Shenoy, Anzhelika Kolinko 他
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視覚と触覚の深層予測学習による柔軟物体の接触リッチ操作
ファスナー付き柔軟袋の開封タスクにおいて、視覚と触覚を統合した深層予測学習モデルを構築し、袋の変形に応じたリアルタイム動作を実現した。触覚の導入により成功率が56.7%から93.3%へ向上した。
原題: Contact-Rich Manipulation of a Flexible Object based on Deep Predictive Learning using Vision and Tactility ／ Hideyuki Ichiwara, Hiroshi Ito, Kenjiro Yamamoto 他
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Punyo-1：大型物体操作と人との物理的インタラクションのための柔らかい触覚センシング上半身ロボット
既製の硬いロボットアームに柔らかい触覚センシングモジュール（耐切断カバー、Soft-bubbleセンサの手先、胸部の力/形状センサ）を組み合わせ、全身での接触を活かした大型物体の把持・操作を実現した上半身ヒューマノイドロボット。
原題: Punyo-1: Soft tactile-sensing upper-body robot for large object manipulation and physical human interaction ／ Aimee Goncalves, Naveen Kuppuswamy, Andrew Beaulieu 他
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喉頭領域の能動触診と切開位置推薦のためのエネルギー制約付き獲得戦略RASEC
触覚センサで喉頭領域の組織硬さを測り、SE-OU融合カーネルとエネルギー制約を導入した獲得戦略で切開位置を高精度かつ省移動・省回転で推定する手法を提案した。
原題: RASEC: Rescaling Acquisition Strategy with Energy Constraints under SE-OU Fusion Kernel for Active Trachea Palpation and Incision Recommendation in Laryngeal Region ／ Wenchao Yue, Fan Bai, Jianbang Liu 他
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動的アクティブピクセル視覚センサ(DAVIS)のフィードバックによるリアルタイム滑り防止
DAVISカメラを視覚触覚センサとして用い、物体把持時の滑りと接触力をリアルタイムに検出してBaxterロボットのグリッパの滑り防止を図る手法を提案し、4種類の物体で200回の実験により検証した。
原題: Using The Feedback of Dynamic Active-Pixel Vision Sensor (Davis) to Prevent Slip in Real Time ／ Armin Masoumian, Pezhman kazemi, Mohammad Chehreghani Montazer 他
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低コストで製造容易な柔軟マルチタクセル触覚センサとその把持物体認識への応用
柔軟素材とフレキシブル基板を用いた低コスト・高密度の触覚センサを開発し、ソフトロボットハンドに搭載して物体認識に有効な触覚フィードバックを実現した。
原題: A Low-Cost, Easy-to-Manufacture, Flexible, Multi-Taxel Tactile Sensor and its Application to In-Hand Object Recognition ／ Tessa J. Pannen, Steffen Puhlmann, Oliver Brock
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ロボットアームに巻き付く柔らかい触覚ディスプレイで物理的な学習を伝える
ロボットアームに巻き付けて膨らみで触覚信号を提示する柔らかいデバイスを作り、人がその信号からロボットの不確かさを理解して教示を改善できることを示した。
原題: Wrapped Haptic Display for Communicating Physical Robot Learning ／ Antonio Alvarez Valdivia, Ritish Shailly, Naman Seth 他
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6自由度直列弾性エンドエフェクタによる視触覚ツール操作
空間的に柔軟な要素と視触覚センシングを組み合わせ、6自由度で工具を把持・操作する枠組みSEEDを提案。視触覚からの相対姿勢推定と力・位置ハイブリッド制御で安定した力相互作用を実現した。
原題: SEED: Series Elastic End Effectors in 6D for Visuotactile Tool Use ／ H. J. Terry Suh, Naveen Kuppuswamy, Tao Pang 他
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全方位の力覚を高精度に知覚する親指サイズの柔らかい視覚式触覚センサ
単眼カメラとフォトメトリックステレオ・構造光を組み合わせ、親指サイズの柔軟な触覚センサで接触面全体の力の大きさと方向を高精度に推定した研究。
原題: A soft thumb-sized vision-based sensor with accurate all-round force perception ／ Huanbo Sun, Katherine J. Kuchenbecker, Georg Martius
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触覚画像から表面法線を学習するパッチグラフによる把持中物体追跡
触覚画像から局所表面法線を推定し、その法線をファクターグラフで統合することで、事前形状情報なしに把持中の物体の3D姿勢を追跡する手法を提案した。
原題: PatchGraph: In-hand tactile tracking with learned surface normals ／ Paloma Sodhi, Michael Kaess, Mustafa Mukadam 他
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水蒸気噴霧で鏡・透明物体の法線を推定するロボットワイパー
超音波加湿器で鏡や透明表面に十字状の水滴ミストを付着させ拡散反射面を作ることで、カメラによる法線推定を可能にし、接触力制御付きの窓拭き動作を実現した。
原題: Active Vapor-Based Robotic Wiper ／ Takuya Kiyokawa, Hiroki Katayama, Jun Takamatsu 他
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ReSkin：多用途で交換可能な長寿命触覚スキン
磁気センシングと機械学習を組み合わせ、摩耗しても交換しやすく長期間使える低コストな柔らかい触覚センサを開発した。
原題: ReSkin: versatile, replaceable, lasting tactile skins ／ Raunaq Bhirangi, Tess Hellebrekers, Carmel Majidi 他
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能動温度制御グリッパによる材料分類
グリッパ先端の温度を能動的に制御して熱流を誘起し、把持時の温度変化をLSTMで解析することで、周囲温度に依存せず物体材料を分類するシステムを提案した。
原題: Material Classification Using Active Temperature Controllable Robotic Gripper ／ Yukiko Osawa, Kei Kase, Yukiyasu Domae 他
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ガウス過程による能動的タッピングで未知物体の表面を効率的に再構成
ガウス過程を用いてタッピング位置を能動的に選択し、未知物体の表面形状を効率的に推定する手法を提案した。無駄なタップを減らし、必要なタップの割合を従来比59%改善した。
原題: Active Tapping via Gaussian Process for Efficient Unknown Object Surface Reconstruction ／ Su Sun, Byung-Cheol Min
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能動的な外部接触センシング：汎用ペグ挿入への応用
把持物体と環境の接触位置を能動的に推定するモデルと触覚フィードバック制御を組み合わせ、接触推定を入力とする汎用ペグ挿入方策をシミュレーションで学習し、実機で多形状物体への挿入成功率を向上させた。
原題: Active Extrinsic Contact Sensing: Application to General Peg-in-Hole Insertion ／ Sangwoon Kim, Alberto Rodriguez
日本語で読む → - 論文触覚/マニピュレーションロボティクス
触覚センシングで障害物干渉に対応する果実収穫ロボットの把持手法
低コスト触覚センサと深層学習を多自由度ソフトグリッパに組み合わせ、把持作業中の異物侵入を識別して対応する果実収穫向けロボット把持手法を提案した。
原題: A Tactile-enabled Grasping Method for Robotic Fruit Harvesting ／ Hongyu Zhou, Xing Wang, Hanwen Kang 他
日本語で読む → - 論文触覚/マニピュレーションロボティクス
注意機構による人間の意図推定・予測で触覚グローブ操作のロボットハンド制御を強化
触覚グローブからロボットハンドへの動作信号の直接対応付けが難しい問題に対し、注意機構付きCNNで人間の意図を推定・予測し、通信遅延を補償して物体の把持・移動制御を改善した研究。
原題: Attention-based Estimation and Prediction of Human Intent to augment Haptic Glove aided Control of Robotic Hand ／ Muneeb Ahmed, Rajesh Kumar, Qaim Abbas 他
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硬さと剛性を組み合わせた提示におけるマスキング効果：遭遇型触覚ディスプレイを用いた検討
エンドエフェクタに硬さの異なるプレートを装着する遭遇型触覚ディスプレイを提案し、硬い素材ではデバイスの剛性変化を知覚しにくくなるマスキング効果を被験者実験で示した。
原題: Masking Effects in Combined Hardness and Stiffness Rendering Using an Encountered-Type Haptic Display ／ Naghmeh Zamani, Heather Culbertson
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ロボット触診による輪状甲状靭帯の遠隔ランドマーク同定の実現可能性
輪状甲状切開のための輪状甲状膜の位置を遠隔で同定する4つの手法（遠隔操作、力覚フィードバック、剛性推定表示、自律スキャン）を訓練シミュレータ上で比較し、精度・再現性・所要時間・使いやすさを評価した。
原題: Feasibility of Remote Landmark Identification for Cricothyrotomy Using Robotic Palpation ／ Neel Shihora, Rashid M. Yasin, Ryan Walsh 他
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