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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: 2021/1/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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光ファイバ触覚指による剛柔インタラクティブ把持の学習
多チャネル光ファイバを内蔵した柔軟触覚指を開発し、機械学習で力・トルク・接触をリアルタイム推定、3本指グリッパの配置を触覚データに基づき適応制御して剛柔インタラクティブ把持を実現した。
原題: Learning-based Optoelectronically Innervated Tactile Finger for Rigid-Soft Interactive Grasping ／ Linhan Yang, Xudong Han, Weijie Guo 他
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抱擁ロボットの六つの戒律：視覚と触覚を備えた人間サイズの抱擁ロボットの設計と評価
自然で心地よい抱擁ロボットのための6つの原則を提唱し、柔らかく温かい人間サイズの胴体と視覚・触覚センシングによるクローズドループ抱擁を実現したHuggieBot 2.0を開発、オンライン調査と対面実験で触覚反応性がユーザー評価を向上させることを示した。
原題: The Six Hug Commandments: Design and Evaluation of a Human-Sized Hugging Robot with Visual and Haptic Perception ／ Alexis E. Block, Sammy Christen, Roger Gassert 他
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生成的・部分視触覚融合による物体クラスタリング
視覚と触覚の一部欠損データを補完するため、条件付きクロスモーダルGANで一方のモダリティから他方を生成し、視触覚を融合して物体クラスタリングを行う手法を提案した論文。
原題: Generative Partial Visual-Tactile Fused Object Clustering ／ Tao Zhang, Yang Cong, Gan Sun 他
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姿勢ベース触覚サーボ制御：深層学習を用いた制御されたソフトタッチ
柔らかい光学式触覚センサの姿勢を深層学習で推定し、それをサーボ制御ループに組み込むことで、複雑な3D物体上でもロバストかつ正確な触覚サーボ制御を実現した論文。
原題: Pose-Based Tactile Servoing: Controlled Soft Touch using Deep Learning ／ Nathan F. Lepora, John Lloyd
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音響と力覚のマルチモーダル接触検出による家庭環境での信頼性の高い物体配置
力覚信号の周波数特徴と接触時の音響を組み合わせ、閾値設定に依存せず接触を検出する手法を提案し、家庭でのグラス配置タスクで99.94%の精度を達成した。
原題: Multimodal Contact Detection using Auditory and Force Features for Reliable Object Placing in Household Environments ／ Jaime Maldonado, Asil Kaan Bozcuoğlu, Christoph Zetzsche
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TACTO：高解像度視覚型触覚センサ向けの高速・柔軟・オープンソースシミュレータ
視覚型触覚センサの触覚読み取りを毎秒数百フレームで高解像度に描画できるオープンソースシミュレータTACTOを提案し、把持安定性予測や操作制御、Sim2Realの実現可能性を示した。
原題: TACTO: A Fast, Flexible, and Open-source Simulator for High-Resolution Vision-based Tactile Sensors ／ Shaoxiong Wang, Mike Lambeta, Po-Wei Chou 他
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高解像度光学触覚センシングのsim-to-real：画像から3D接触力分布へ
視覚型触覚センサの内部粒子運動を有限要素シミュレーションで再現し、合成画像のみで学習したニューラルネットが実機画像から3D接触力分布を高精度に推定できることを示した。
原題: Sim-to-real for high-resolution optical tactile sensing: From images to 3D contact force distributions ／ Carmelo Sferrazza, Raffaello D'Andrea
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感情に訴える触覚ロボットに向けて：人間模倣ハンドによる優しい撫で動作の主観的・生理的評価
人間模倣ハンドで背中を優しく撫でるロボットを提案し、人間の手との比較で主観・生理評価を行い、速い撫で速度が快・覚醒を高めることなどを明らかにした。
原題: Toward an Affective Touch Robot: Subjective and Physiological Evaluation of Gentle Stroke Motion Using a Human-Imitation Hand ／ Tomoki Ishikura, Akishige Yuguchi, Yuki Kitamura 他
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曖昧な初期条件における熱伝達による材料認識
接触時の熱伝達で材料を識別する際、初期温度が曖昧だと人もロボットも誤認するが、温度の異なる2つの温度センサーを用いることでロボットは100%の精度で識別できることを示した研究。
原題: Material Recognition via Heat Transfer Given Ambiguous Initial Conditions ／ Tapomayukh Bhattacharjee, Henry M. Clever, Joshua Wade 他
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物理ベースレンダリングによる視覚型触覚センサのシミュレーション
GelSightセンサ向けに物理ベースレンダリングを用いた光学触覚シミュレーションシステムを構築し、従来手法より高精度な画像類似度を実現した。
原題: Simulation of Vision-based Tactile Sensors using Physics based Rendering ／ Arpit Agarwal, Tim Man, Wenzhen Yuan
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WiForce：空間連続体上の接触力のワイヤレスセンシングと位置推定
RFバックスキャッタタグの位相変化を利用し、接触力の大きさと位置をワイヤレスで計測するセンサWiForceを開発した。ファントム組織越しでも力精度0.3N、位置精度0.6mmを達成した。
原題: WiForce: Wireless Sensing and Localization of Contact Forces on a Space Continuum ／ Agrim Gupta, Cedric Girerd, Manideep Dunna 他
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触覚と固有感覚フィードバックを用いた目標駆動型ロボット押し操作
高解像度光学触覚センサのフィードバックで押し操作を適応制御し、モデルに頼らず物体を目標位置へ運ぶ手法を提案・評価した。
原題: Goal-Driven Robotic Pushing Using Tactile and Proprioceptive Feedback ／ John Lloyd, Nathan F. Lepora
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触覚モデル学習による因子グラフベースの物体姿勢推定
触覚画像のペアからセンサの相対姿勢を予測する観測モデルを学習し、因子グラフに組み込むことで、平面押し動作中の物体姿勢を触覚のみで追跡する手法を提案した。
原題: Learning Tactile Models for Factor Graph-based Estimation ／ Paloma Sodhi, Michael Kaess, Mustafa Mukadam 他
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初回接触からの触覚による物体姿勢推定：幾何学的接触レンダリングの活用
シミュレーションで接触形状をレンダリングし、対照学習で物体ごとの知覚モデルを学習することで、1回の触覚観測から既知物体の姿勢を高精度に推定する手法を提案。複数接触にも拡張。
原題: Tactile Object Pose Estimation from the First Touch with Geometric Contact Rendering ／ Maria Bauza, Eric Valls, Bryan Lim 他
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ロボットシステムのための人間の触覚ジェスチャ解釈に向けて
pHRIロボットアームの内蔵力覚センサのみで4種類の触覚ジェスチャを認識するため大規模力データセットを収集し、特徴量と分類器の組合せを網羅的に比較して生データへのニューラルネットが最良であることを示した。
原題: Towards Human Haptic Gesture Interpretation for Robotic Systems ／ Bibit Bianchini, Prateek Verma, Kenneth Salisbury
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器用なロボットハンドのための圧抵抗基板を用いた触覚センシングの比較
4種類の圧抵抗材料と布・帯電防止フォーム基板を比較し、低密度フォーム基板で多指ハンドの掌に貼れる触覚スキンを開発、把持・運搬時の接触検出と位置特定を示した。
原題: Comparing Piezoresistive Substrates for Tactile Sensing in Dexterous Hands ／ Rebecca Miles, Martin Matak, Sarah Hood 他
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皮膚越しに見る：新規視触覚センサによる物体認識
半透明の皮膚を持つ光学式触覚センサを開発し、内部照明条件で触覚と視覚の両モードを切り替え、深層学習で視覚と触覚を融合して物体認識・テクスチャ認識・物性推定を行う。
原題: Seeing Through your Skin: Recognizing Objects with a Novel Visuotactile Sensor ／ Francois Robert Hogan, Michael Jenkin, Sahand Rezaei-Shoshtari 他
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手術ロボット操作の熟練度評価に向けたグローブ型力覚センサによる把持力プロファイリング
手術支援ロボットSTRASの操作時に装着グローブの力センサで熟練者と初心者の把持力を計測し、指・手の部位ごとの力プロファイルの違いを分析した研究。
原題: Sensors for expert grip force profiling: towards benchmarking manual control of a robotic device for surgical tool movements ／ Michel de Mathelin, Florent Nageotte, Philippe Zanne 他
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暗闇での把持：触覚フィードバックによるゼロショット物体把持
物体の形状や重さの事前情報なしに、触覚センサのフィードバックのみで滑りを検知・補正し、未知物体を安定把持する制御手法を提案した論文。
原題: Grasping in the Dark: Zero-Shot Object Grasping Using Tactile Feedback ／ Kanishka Ganguly, Behzad Sadrfaridpour, Pavan Mantripragada 他
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触覚SLAM：平面押し動作からの形状と姿勢のリアルタイム推定
触覚センサの計測列から未知物体の形状と姿勢をリアルタイムに推定する手法を提案し、平面押しによる触覚探索をオンラインSLAM問題として定式化した。
原題: Tactile SLAM: Real-time inference of shape and pose from planar pushing ／ Sudharshan Suresh, Maria Bauza, Kuan-Ting Yu 他
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触覚による位置推定のためのベイズフィルタモデルの学習
触覚フィードバックと環境の視覚マップを条件とする観測モデルを学習し、ベイズフィルタでロボットグリッパの位置を推定する手法を提案。シミュレーションで自己教師あり学習し実機に転移、卓上での物体との接触による位置推定を実現した。
原題: Learning Bayes Filter Models for Tactile Localization ／ Tarik Kelestemur, Colin Keil, John P. Whitney 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/触覚ロボティクス
伸縮センシングスキンとRNNによるソフトロボットの適応追従制御
伸縮性の感圧センシングスキンをソフトロボットに貼り、ひずみ信号から曲率をRNNで推定し、動的不確かさに適応する制御器で曲率追従を実験的に実現した。
原題: Adaptive Tracking Control of Soft Robots using Integrated Sensing Skin and Recurrent Neural Networks ／ Lasitha Weerakoon, Zepeng Ye, Rahul Subramonian Bama 他
日本語で読む → - 論文触覚ガイダンス/操舵支援ロボティクス
意図推定に基づく車線変更・車線維持の触覚ガイダンス操舵システム
ドライバーの車線変更意図を深層学習で推定し、車線維持と車線変更の両方を支援する触覚共有操舵システムを設計・評価した研究。
原題: Intention-Based Lane Changing and Lane Keeping Haptic Guidance Steering System ／ Zhanhong Yan, Kaiming Yang, Zheng Wang 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
粒子の弾性相互作用によるロボット触覚シミュレーション
触覚センサを協調する粒子群としてモデル化し、弾性理論で接触時の変形を再現する新しい触覚シミュレーション手法EIPを提案した論文。
原題: Elastic Interaction of Particles for Robotic Tactile Simulation ／ Yikai Wang, Wenbing Huang, Bin Fang 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
複数センサの把持力信号の相関が複雑な課題-ユーザ系における把持制御戦略を明らかにする
複数箇所の把持力センサデータを相関分析し、熟練度や利き手の違いによる把持制御戦略の差異を明らかにした研究。
原題: Correlating grip force signals from multiple sensors highlights prehensile control strategies in a complex task-user system ／ Birgitta Dresp-Langley, Florent Nageotte, Philippe Zanne 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
マジックテープ剥がしのための多段リカレントQ学習
非剛体物体の操作としてマジックテープ剥がしに取り組み、触覚入力を用いた多段リカレントQ学習で長期的依存をモデル化し、実機で約90%の成功率を達成した。
原題: Multi-Step Recurrent Q-Learning for Robotic Velcro Peeling ／ Jiacheng Yuan, Nicolai Häni, Volkan Isler
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
多指触覚ロボットハンドによる把持安定化のための滑り検出
多指触覚ハンドT-MOにSVMを適用して物体の滑りを検出し、リアルタイムで把持を安定化できることを11種類の物体で実証した研究。
原題: Slip detection for grasp stabilisation with a multi-fingered tactile robot hand ／ Jasper W. James, Nathan F. Lepora
日本語で読む → - 論文部分観測/触覚ロボティクス
信念接地ネットワーク：部分観測下でのロボット学習を加速する手法
部分観測環境で履歴を簡潔に要約する補助損失を用いて方策を学習するBGNを提案し、触覚センシングを含むベンチマークで既存手法を上回り実機転移も成功した。
原題: Belief-Grounded Networks for Accelerated Robot Learning under Partial Observability ／ Hai Nguyen, Brett Daley, Xinchao Song 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
時空間エンコーディングによるニューロモルフィック触覚テクスチャ分類の改善
多チャネルのニューロモルフィック触覚システムで接触をスパイク列として符号化し、機械受容器集団の時空間応答パターンを共起行列で表現することで、テクスチャ分類精度と滑り速度への頑健性が向上することを示した研究。
原題: Spatio-temporal encoding improves neuromorphic tactile texture classification ／ Anupam K. Gupta, Andrei Nakagawa, Nathan F. Lepora 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚センサでモバイルマニピュレーションを改善する
サービスロボットTIAGo向けに触覚を備えた新型エンドエフェクタを開発し、移動を伴う物体操作の信頼性と成功率向上を目指す研究。
原題: Leveraging Touch Sensors to Improve Mobile Manipulation ／ Luca Lach, Robert Haschke, Francesco Ferro 他
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