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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: 2021/10/1 ／ 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
全身人工皮膚の自己完結型キネマティックキャリブレーション
IMU内蔵の人工皮膚センサの位置姿勢を加速度計ベースで高精度に推定する自己完結型キャリブレーション手法を提案し、実機7自由度協働ロボットで検証した。
原題: Self-Contained Kinematic Calibration of a Novel Whole-Body Artificial Skin for Human-Robot Collaboration ／ Kandai Watanabe, Matthew Strong, Mary West 他
日本語で読む → - 論文触覚/安全な人間-ロボット協調ロボティクス
触覚ポテンシャル場による安全な人間-ロボット協調のためのCoboGuider
協働ロボット作業者に触覚フィードバックで危険な動きを早期警告し、速度・分離監視の安全距離を保つ手法を提案。実験で作業者とロボットの最小距離が44%増加した。
原題: CoboGuider: Haptic Potential Fields for Safe Human-Robot Interaction ／ Viktor Rakhmatulin, Miguel Altamirano Cabrera, Fikre Hagos 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
深層触覚経験：深度センサデータから触覚センサ出力を推定する
物体表面の深度マップから、接触時のGelSight触覚センサ画像をニューラルネットで推定する手法を提案し、SSIM 0.84でベースラインを上回った。
原題: Deep Tactile Experience: Estimating Tactile Sensor Output from Depth Sensor Data ／ Karankumar Patel, Soshi Iba, Nawid Jamali
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
遠隔手術におけるニューラルネットワーク力推定のリアルタイム触覚フィードバック特性評価
手術ロボットの遠隔操作で、視覚のみ・状態のみ・両方の入力を使うニューラルネット力推定による力覚フィードバックのリアルタイムな透明性と安定性を評価し、視覚のみのネットワークが全方向で安定であることを示した。
原題: Characterization of Real-time Haptic Feedback from Multimodal Neural Network-based Force Estimates during Teleoperation ／ Zonghe Chua, Allison M. Okamura
日本語で読む → - 論文触覚画像認識
爪画像と深層学習によるリアルタイム触覚把持力推定
単眼カメラで爪の色変化を捉え、深層学習により指先の3次元触覚力をリアルタイム(30fps)で推定する手法を提案した。
原題: Real-Time Tactile Grasp Force Sensing Using Fingernail Imaging via Deep Neural Networks ／ Navid Fallahinia, Stephen Mascaro
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
分布接触力計測による滑り検出：データ駆動型触覚センサを活用した物理ベース手法
視覚ベース触覚センサで分布力を計測し、物理モデルに基づいて把持中の物体の滑りをリアルタイム検出して把持力増加を促す手法を提案した。
原題: Leveraging distributed contact force measurements for slip detection: a physics-based approach enabled by a data-driven tactile sensor ／ Pietro Griffa, Carmelo Sferrazza, Raffaello D'Andrea
日本語で読む → - 論文触覚/協調ロボットロボティクス
CoHaptics：前腕装着型触覚ディスプレイによる人とロボットの協調作業の安全性向上システム
前腕装着型の触覚フィードバックと低コストなウェアラブルモーションキャプチャ、人工ポテンシャル場に基づく衝突回避を組み合わせ、人とロボットの協調作業の安全性を高める枠組みを開発・評価した論文。
原題: CoHaptics: Development of Human-Robot Collaborative System with Forearm-worn Haptic Display to Increase Safety in Future Factories ／ Miguel Altamirano Cabrera, Juan Heredia, Jonathan Tirado 他
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折り紙製4自由度パラレル触覚デバイス：法線・せん断・ねじりフィードバック
折り紙の製造技術で作った指装着型4自由度パラレル機構の触覚デバイスを提案し、法線・せん断・ねじり方向の力覚提示性能を評価した。
原題: A 4-DoF Parallel Origami Haptic Device for Normal, Shear, and Torsion Feedback ／ Sophia R. Williams, Jacob M. Suchoski, Zonghe Chua 他
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ShapeMap 3-D：触覚と視覚の融合による効率的な形状マッピング
GelSight触覚センサと深度カメラを用い、ガウス過程に基づく空間ファクタグラフで物体の暗黙的表面表現を逐次構築する視触覚マッピング手法を提案した論文。
原題: ShapeMap 3-D: Efficient shape mapping through dense touch and vision ／ Sudharshan Suresh, Zilin Si, Joshua G. Mangelson 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
接触形状と滑りせん断を分離する触覚画像変換
柔らかい光学触覚センサの画像から、滑りによるせん断変形と接触形状の情報を潜在空間で分離する畳み込みニューラルネットを提案し、せん断除去画像の復元や接触姿勢推定、物体形状の再構成を実現した。
原題: Tactile Image-to-Image Disentanglement of Contact Geometry from Motion-Induced Shear ／ Anupam K. Gupta, Laurence Aitchison, Nathan F. Lepora
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把持精緻化アルゴリズムにおける触覚センシングの役割
強化学習による多指ハンドの把持精緻化において、報酬に接触位置・法線・力を組み込むと成功率が大幅に向上し、訓練時に触覚報酬を使えば展開時は状態に触覚情報が不要になることを示した。
原題: The Role of Tactile Sensing in Learning and Deploying Grasp Refinement Algorithms ／ Alexander Koenig, Zixi Liu, Lucas Janson 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚ひげによる複数物体の能動的探索と認識
MEMS気圧センサを用いたひげ型触覚センサと探索計画手法を開発し、触覚のみで未知環境の物体を探索・分類できることを示した論文。
原題: Active Multi-Object Exploration and Recognition via Tactile Whiskers ／ Chenxi Xiao, Shujia Xu, Wenzhuo Wu 他
日本語で読む → - 論文触覚/センシングロボティクス
Soft-Jig：組立部品の固定と姿勢推定を同時に行う柔軟センシング治具
透明ビーズと屈折率調整オイルを封入した柔軟膜で部品を固定し、膜の変形をカメラで撮影して部品の姿勢を推定する治具を開発した。直径50mm以上の円筒物体でRMSE 3度未満の姿勢推定を実現した。
原題: Soft-Jig: A Flexible Sensing Jig for Simultaneously Fixing and Estimating Orientation of Assembly Parts ／ Tatsuya Sakuma, Takuya Kiyokawa, Jun Takamatsu 他
日本語で読む → - 論文触覚/力推定ロボティクス
連続体ロボットのための効率的な接触力推定
ファイバブラッググレーティングセンサで測った曲率とCosseratロッド理論の簡易モデルを最小二乗最適化で突き合わせ、連続体ロボットに加わる外力の大きさと位置を高速かつ高精度に推定する手法を提案した。
原題: Efficient Force Estimation for Continuum Robot ／ Qingyu Xiao, Yue Chen
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
物体姿勢推定における行動選択のための情報利得基準の比較
視覚と触覚を用いた物体姿勢推定において、複数の情報利得基準による行動選択を実験的に比較し、疎な計測では性能が同程度であることを示した。
原題: Comparison of Information-Gain Criteria for Action Selection ／ Prajval Kumar Murali, Mohsen Kaboli
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚時系列データと複数ニューラルネットワークによるロボットの物体認識
2種類の触覚センサの時系列データを用い、CNNとLSTMで物体分類を比較し、データ拡張により精度を約94%まで向上させた。
原題: Object recognition for robotics from tactile time series data utilising different neural network architectures ／ Wolfgang Bottcher, Pedro Machado, Nikesh Lama 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
Taxim: GelSight触覚センサのための例ベースシミュレーションモデル
GelSight触覚センサの光学応答とマーカー移動を例ベースのルックアップテーブルと弾性変形理論で高速にシミュレーションするモデルを提案し、実センサの少数データで校正可能にした。
原題: Taxim: An Example-based Simulation Model for GelSight Tactile Sensors ／ Zilin Si, Wenzhen Yuan
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚センシングによる手と物体の相互作用の動的モデリング
高解像度触覚グローブで物体操作時の触覚データを取得し、視覚パイプラインで生成したラベルを教師として、触覚のみから手と物体の3D位置を予測するクロスモーダル学習モデルを構築した研究。
原題: Dynamic Modeling of Hand-Object Interactions via Tactile Sensing ／ Qiang Zhang, Yunzhu Li, Yiyue Luo 他
日本語で読む → - 論文触覚/位置推定ロボティクス
触覚でナビゲート：幾何情報と地形分類を融合した触覚モンテカルロ位置推定
脚式ロボットの足裏力と関節・IMU情報のみから地形クラス確率と足接地点の幾何情報を融合し、事前地図内で自己位置を推定する手法を提案。ANYmal四脚ロボットで1.2km以上走行し誤差20cm未満を達成した。
原題: Navigating by Touch: Haptic Monte Carlo Localization via Geometric Sensing and Terrain Classification ／ Russell Buchanan, Jakub Bednarek, Marco Camurri 他
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ひげセンサの非線形振動ダイナミクスを用いた移動ロボットの地形識別
移動ロボットのひげセンサの振動をホール効果センサで計測し、非線形な周波数成分をニューラルネットで分類することで、7種類の平坦地形を85.6%の精度で識別した。
原題: A Method to use Nonlinear Dynamics in a Whisker Sensor for Terrain Identification by Mobile Robots ／ Zhenhua Yu, S. M. Hadi Sadati, Hasitha Wegiriya 他
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触覚センシングによる回転計測で把持安定性を向上させる手法
GelSight触覚センサで物体の回転変位を検出し、把持失敗を早期に発見して安定な把持姿勢へ再把持する閉ループ系を提案した論文。
原題: Improving Grasp Stability with Rotation Measurement from Tactile Sensing ／ Raj Kolamuri, Zilin Si, Yufan Zhang 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
HapticBots：複数の形状変化型移動ロボットによるVR向け分散型遭遇型ハプティクス
卓上サイズの形状変化型ロボットを複数台使って、VR内の物体や面を必要なときに触覚提示する分散型遭遇型ハプティクスシステムを提案・評価した論文。
原題: HapticBots: Distributed Encountered-type Haptics for VR with Multiple Shape-changing Mobile Robots ／ Ryo Suzuki, Eyal Ofek, Mike Sinclair 他
日本語で読む → - 論文視触覚融合ロボティクス
未知環境における物体姿勢推定のための能動的視触覚点群レジストレーション
視覚推定に基づき触覚センサ付きグリッパで物体を能動的に探索し、疎な点群から線形クォータニオンフィルタで高精度に姿勢推定する手法を提案。
原題: Active Visuo-Tactile Point Cloud Registration for Accurate Pose Estimation of Objects in an Unknown Workspace ／ Prajval Kumar Murali, Michael Gentner, Mohsen Kaboli
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
身体的ヒューマンロボットインタラクションにおける触覚情報データセットTacActの構築と理解
介護ロボットの腕に人が触れた際のリアルタイム圧力分布を50名・計24,000動作分収集したデータセットTacActを構築し、LeNet-5による接触動作分類で有効性を検証した。
原題: Organization and Understanding of a Tactile Information Dataset TacAct During Physical Human-Robot Interactions ／ Peng Wang, Jixiao Liu, Funing Hou 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚-視覚知覚に向けた弾性触覚シミュレーション
触覚センサを粒子群としてモデル化し弾性変形を再現するEIPシミュレーションを提案し、触覚と視覚を統合する知覚ネットワークで3D形状復元の性能を向上させた。
原題: Elastic Tactile Simulation Towards Tactile-Visual Perception ／ Yikai Wang, Wenbing Huang, Bin Fang 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
探索運動のダイナミクスが剛性知覚に与える影響の調査
1自由度の力覚提示装置を用い、参加者が自然に行う探索運動の角速度を変えて剛性知覚課題を実施し、探索速度（四肢インピーダンスの代理指標）が知覚性能に与える影響を評価した。
原題: Investigating the effects of exploration dynamics on stiffness perception ／ Mohit Singhala, Jeremy D. Brown
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
SmartHand：義手・ロボット向け組み込み型スマートハンド
手の形をした多点触覚センサアレイから高解像度の触覚情報をリアルタイム処理する組み込みシステムを開発し、小型CNNをマイコン上に実装して低消費電力・低遅延で物体認識を実現した。
原題: SmartHand: Towards Embedded Smart Hands for Prosthetic and Robotic Applications ／ Xiaying Wang, Fabian Geiger, Vlad Niculescu 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
DeltaCharger：逆デルタ機構とCNNによる高精度触覚認識を備えた3D位置決め充電ロボット
逆デルタ機構と高精度触覚センサを搭載した充電ロボットを開発し、接触面の圧力データからCNNを用いて電極間の角度・垂直・水平のずれを推定できることを示した論文。
原題: DeltaCharger: Charging Robot with Inverted Delta Mechanism and CNN-driven High Fidelity Tactile Perception for Precise 3D Positioning ／ Iaroslav Okunevich, Daria Trinitatova, Pavel Kopanev 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
リッジと格子の触覚センシングのための人工SA-IおよびRA-I求心性線維
生体模倣触覚センサーを用いて、遅順応型と速順応型のI型触覚受容器の機能を模倣する2つの特徴量セットを提案し、自然触覚の3つの古典的実験でその妥当性を検証した。
原題: Artificial SA-I and RA-I Afferents for Tactile Sensing of Ridges and Gratings ／ Nicholas Pestell, Thom Griffith, Nathan F. Lepora
日本語で読む → - 論文触覚HCI
両手探索時の剛性知覚メカニズムの解明に向けて
前腕の回旋によるねじり剛性の弁別能力を調べるため、1自由度の力覚提示装置2台と適応的階段法を用いた実験系を構築し、両手・片手など4つの探索モードで弁別閾を測定した。
原題: Towards an understanding of how humans perceive stiffness during bimanual exploration ／ Mohit Singhala, Jacob Carducci, Jeremy D. Brown
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