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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: 2019/11/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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視覚・触覚融合による物体クラスタリング
視覚と触覚の両モダリティを統合する深層非負値行列分解フレームワークを提案し、物体クラスタリングの精度向上を実現した研究。
原題: Visual Tactile Fusion Object Clustering ／ Tao Zhang, Yang Cong, Gan Sun 他
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TouchVR：掌に多様な触覚刺激を提示するVR向けウェアラブル触覚インタフェース
掌には3D力覚を提示するDeltaTouch、指先には振動モータを組み合わせ、VR空間で重さや滑り、柔らかさなどを体感できるウェアラブル触覚デバイスを開発した。
原題: TouchVR: a Wearable Haptic Interface for VR Aimed at Delivering Multi-modal Stimuli at the User's Palm ／ Daria Trinitatova, Dzmitry Tsetserukou
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MirrorShape：VR向け高忠実度大規模形状レンダリングフレームワークの開発
協働ロボットのエンドエフェクタを実世界で動かしVR内の接触点と同期させることで、複雑な形状の触覚提示を可能にする分散型ハプティックディスプレイの概念を提案し、位置誤差低減の効果を予備実験で示した。
原題: Development of MirrorShape: High Fidelity Large-Scale Shape Rendering Framework for Virtual Reality ／ Aleksey Fedoseev, Nikita Chernyadev, Dzmitry Tsetserukou
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制御バリア関数によるUAVの触覚テレオペレーション
制御バリア関数(CBF)が安全制約を満たすよう修正した指令と人間の指令との差分を力覚フィードバックとして提示し、操作者が安全にドローンを飛行できるよう誘導する手法を提案。被験者実験で作業負荷低減と安全性向上を確認した。
原題: Haptic Teleoperation of UAVs through Control Barrier Functions ／ Dawei Zhang, Guang Yang, Rebecca P. Khurshid
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ワイヤードスワーム：ドローン群による指先への高解像度触覚フィードバック
各指をワイヤーで小型ドローンに接続し、VR内で指先に高解像度の力覚フィードバックを与える飛行型ウェアラブル触覚インタフェースを提案した。
原題: WiredSwarm: High Resolution Haptic Feedback Provided by a Swarm of Drones to the User's Fingers for VR interaction ／ Evgeny Tsykunov, Dzmitry Tsetserukou
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腕への触覚提示で実現するVRマニピュレーション
指先ではなく腕に力や皮膚変形を与える触覚システムを提案し、把持・持ち上げ動作でどの方向の皮膚変形が最も自然に感じられるかを調査した。
原題: Haptic Sketches on the Arm for Manipulation in Virtual Reality ／ Mine Sarac, Allison M. Okamura, Massimiliano Di Luca
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視覚ベースのロボットスキンに向けた多カメラ触覚センサ
柔らかい表面内の粒子の動きを複数の小型カメラで撮影し、機械学習で3次元接触力分布に変換する薄型・大面積の光学式触覚センサを設計した。
原題: Towards vision-based robotic skins: a data-driven, multi-camera tactile sensor ／ Camill Trueeb, Carmelo Sferrazza, Raffaello D'Andrea
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回生ブレーキ時のペダル触覚補償が運転に与える効果
回生ブレーキ時の自然なブレーキペダル感触を触覚提示で補償し、運転の安全性と性能への効果をシミュレータ実験で検証した。補償により急ブレーキが減少し安全性が向上、特に2ペダル協調制動で効果が大きい。
原題: Efficacy of Haptic Pedal Feel Compensation on Driving with Regenerative Braking ／ Umut Caliskan, Volkan Patoglu
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視覚による固有感覚と触覚を備えた外骨格被覆ソフトフィンガー
カメラと深層学習を用いてソフトフィンガーの関節角度と触覚を高精度に推定するGelFlexセンサを開発し、把持器で形状・触覚分類タスクを実現した。
原題: Exoskeleton-covered soft finger with vision-based proprioception and tactile sensing ／ Yu She, Sandra Q. Liu, Peiyu Yu 他
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視覚型触覚センサによる接触イベントの検出と予測
視覚型触覚センサの時空間画像を深層学習で分類し、接触検出と滑り予測を把持システムに統合して把持成功率と外乱耐性を向上させた。
原題: Towards Learning to Detect and Predict Contact Events on Vision-based Tactile Sensors ／ Yazhan Zhang, Weihao Yuan, Zicheng Kan 他
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触覚反応型グリッパによるケーブル操作
GelSight触覚センサを備えたグリッパで、触覚フィードバックを用いて垂れ下がるケーブルを把持・追従する制御フレームワークを提案した。
原題: Cable Manipulation with a Tactile-Reactive Gripper ／ Yu She, Shaoxiong Wang, Siyuan Dong 他
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爪画像から指先の力・トルク・接触面曲率を推定
指の爪と周辺皮膚の変形・色分布を画像から解析し、様々な物体把持時の指先力・トルク・接触面曲率を推定する手法を提案。複数指への拡張も実現。
原題: Estimating Fingertip Forces, Torques, and Local Curvatures from Fingernail Images ／ Nutan Chen, Göran Westling, Benoni B. Edin 他
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触覚による高密度箱詰めのための挿入制御
高解像度触覚センサGelSlimを用い、把持物体と箱の接触情報から位置誤差を推定・補正し、未知物体でも箱の隙間へ挿入できるシステムを提案した。
原題: Tactile-Based Insertion for Dense Box-Packing ／ Siyuan Dong, Alberto Rodriguez
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触覚データからロボット-人間間の物体受け渡し時の複数インタラクションイベントを識別
ロボットから人間への物体受け渡し中に起こる引っ張り・押し・衝突・保持の4イベントを、触覚センサのみでBag of WordsとSVMを用いて95%以上の精度で識別できることを示した。
原題: Identifying Multiple Interaction Events from Tactile Data during Robot-Human Object Transfer ／ Mohammad-Javad Davari, Michael Hegedus, Kamal Gupta 他
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深層強化学習による多指適応型触覚把持
触覚と固有感覚を用いた深層強化学習方策で、粗い初期位置から多指ハンドの微調整と再把持を行い、シミュレーションのみで学習して実機に転移する触覚閉ループ把持手法を提案。
原題: MAT: Multi-Fingered Adaptive Tactile Grasping via Deep Reinforcement Learning ／ Bohan Wu, Iretiayo Akinola, Jacob Varley 他
日本語で読む → - 論文マルチモーダル/触覚ロボティクス
触覚と画像の深層ゲート付きマルチモーダル学習による把持中物体の姿勢変化推定
RGBカメラとGelSight触覚センサの情報を深層学習で統合し、各モダリティの信頼度を自動決定することで、把持中の物体姿勢変化を推定する手法を提案した。
原題: Deep Gated Multi-modal Learning: In-hand Object Pose Changes Estimation using Tactile and Image Data ／ Tomoki Anzai, Kuniyuki Takahashi
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触覚で輪郭をなぞる：オンライン学習によるデータ効率の良い触覚輪郭追従
ガウス過程潜在変数モデルを用いたオンライン学習により、ロボットが触覚データから輪郭追従タスクを少ないデータで学習し、未知の触覚刺激にも頑健に汎化できる手法を提案した。
原題: Learning to Live Life on the Edge: Online Learning for Data-Efficient Tactile Contour Following ／ Elizabeth A. Stone, Nathan F. Lepora, David A. W. Barton
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前腕に連続的で心地よい直線的触感を生み出す離散的な横方向皮膚滑り触覚デバイス
回転式触覚子を時間差で駆動し前腕に離散的な横方向皮膚滑りを与えることで、連続的で心地よい直線的触感を誘起する手法を検討した研究。知覚速度や接触点間隔が連続性と快適さに与える影響をユーザ実験で明らかにした。
原題: Understanding Continuous and Pleasant Linear Sensations on the Forearm from a Sequential Discrete Lateral Skin-Slip Haptic Device ／ Cara M. Nunez, Sophia R. Williams, Allison M. Okamura 他
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CADモデル上の組立手順を検証する6自由度ハプティック操作システム
CADモデルから直接VR空間で製品の組立手順を検証できる6自由度ハプティック装置を開発し、力覚の体積レンダリングと立体視を組み合わせて性能を実証した。
原題: A 6-DOF haptic manipulation system to verify assembly procedures on CAD models ／ Paolo Tripicchio, Carlo Alberto Avizzano, Massimo Bergamasco
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FingerVisionを用いた触覚スキルライブラリの構築
FingerVisionの皮膚変形データを直接制御に用い、物質のテクスチャ・粘度の識別や力推定、荷重支持部材の挿入組立タスクを実現した。
原題: Building a Library of Tactile Skills Based on FingerVision ／ Boris Belousov, Alymbek Sadybakasov, Bastian Wibranek 他
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触覚センサ学習のための有限要素法による真の力分布生成
有限要素モデルで接触力の3次元分布の正解データを作り、視覚型触覚センサの画像からニューラルネットで力分布を推定できるようにした研究。
原題: Ground truth force distribution for learning-based tactile sensing: a finite element approach ／ Carmelo Sferrazza, Adam Wahlsten, Camill Trueeb 他
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マルチモーダル触覚データを活用したロバストな切断動作
振動と力覚フィードバックを組み合わせて切断動作を適応させ、20種類以上の食品を安定的に切断できるロボットシステムを提案した。
原題: Leveraging Multimodal Haptic Sensory Data for Robust Cutting ／ Kevin Zhang, Mohit Sharma, Manuela Veloso 他
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触覚テクスチャ生成のための動作条件付きモデルの学習
視覚触覚センサとユーザ動作を入力に、素材ごとに別モデルを必要とせず全素材を統合した動作条件付きモデルで触覚振動フィードバック用の加速度を予測する手法を提案した。
原題: Learning an Action-Conditional Model for Haptic Texture Generation ／ Negin Heravi, Wenzhen Yuan, Allison M. Okamura 他
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手全体の遠隔振動触覚を捉えるウェアラブル触覚センサアレイ
手の解剖学的構造に合わせた126チャンネルの小型3軸センサアレイを柔軟回路に実装し、自然な手の動きの中で高解像度の触覚振動信号をリアルタイム取得できるウェアラブルデバイスを開発した。
原題: A Wearable Tactile Sensor Array for Large Area Remote Vibration Sensing in the Hand ／ Yitian Shao, Hui Hu, Yon Visell
日本語で読む → - 論文テレオペレーション/触覚ロボティクス
触覚グローブで操作するドローン遠隔ピッキング配送システム
振動触覚グローブとVRを用いて、人がクアッドコプターを遠隔操作し物体を掴んで届けるテレオペレーションシステムを開発し、触覚パターンの認識率99%を達成した。
原題: DronePick: Object Picking and Delivery Teleoperation with the Drone Controlled by a Wearable Tactile Display ／ Roman Ibrahimov, Evgeny Tsykunov, Vladimir Shirokun 他
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事前モデル不要の連続体マニピュレータ衝突検出学習
連続体マニピュレータの衝突検出を、形状センサ情報のみから機械学習で行う手法を提案し、未知の柔軟・硬質障害物環境で有効性を示した。
原題: Learning to Detect Collisions for Continuum Manipulators without a Prior Model ／ Shahriar Sefati, Shahin Sefati, Iulian Iordachita 他
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色分けファイバー光学式触覚センサによるエラストマーロボットスキン
プラスチック光ファイバーと透明シリコーンゴム、市販カメラを組み合わせ、色分けにより接触位置を推定する触覚センサを開発した。最大18Nの力覚と8mmの空間分解能を実現した。
原題: Color-Coded Fiber-Optic Tactile Sensor for an Elastomeric Robot Skin ／ Zhanat Kappassov, Daulet Baimukashev, Zharaskhan Kuanyshuly 他
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触覚モデルO：3Dプリント製3本指触覚ロボットハンドの製作と評価
3Dプリントの3本指ハンド各指先に軟質触覚センサTacTipを搭載し、YCB物体での把持性能と触覚による物体分類・把持成功予測を評価した研究。
原題: Tactile Model O: Fabrication and testing of a 3d-printed, three-fingered tactile robot hand ／ Jasper W. James, Alex Church, Luke Cramphorn 他
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ヘルムホルツ・ホッジ分解を用いた視覚型触覚センサの接触力・トルク推定
視覚型触覚センサの接触変形場からヘルムホルツ・ホッジ分解で表面力とトルクを推定する手法を提案し、把持力制御に応用した。
原題: Effective Estimation of Contact Force and Torque for Vision-based Tactile Sensor with Helmholtz-Hodge Decomposition ／ Yazhan Zhang, Zicheng Kan, Yang Yang 他
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ウェアラブル力覚デバイスにおける手の接地位置が触覚性能に与える影響
ウェアラブル力覚提示デバイスで、手の甲・人差し指基節骨・中節骨の3つの接地位置が触覚知覚に与える影響を心理物理実験で比較した研究。
原題: Effects of Different Hand-Grounding Locations on Haptic Performance With a Wearable Kinesthetic Haptic Device ／ Sajid Nisar, Melisa Orta Martinez, Takahiro Endo 他
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