Robert K. Katzschmann
ETH Zurich
収録論文 55本 ・ フィジカルAI/ロボット学習
※arXiv著者名で収集。同姓同名の別人の論文が含まれる場合があります。
論文
- 低忠実度シミュレータで実現するロボット魚のゼロショットsim-to-real制御sim2real2026/9/29
低忠実度の流体モデルと帯域制限された軌道生成器を用いて、ソフトロボット魚の閉ループ制御をシミュレータから実機へチューニングなしで転移させた。
- 実時間ヤコビアン推定による器用な把持ペン書きの高速学習マニピュレーション2026/9/10
把持したペンを用いた手先内操作による文字書きを、実機上での実時間ヤコビアン推定に基づく制御で実現し、約18秒の初期化で学習を開始、サブミリ精度を達成した。
- Mask2Real-WM: セグメンテーションマスクをシミュレーションから実世界への橋渡しとして用いた制御可能な器用な世界モデル世界モデル/器用操作/sim2real2026/7/1
シミュレーションで大規模事前学習したダイナミクスモデルがセグメンテーションマスクの未来を予測し、それをレンダリングモデルで実写風RGBに変換することで、少ない実データで23自由度の器用な操作を制御可能にする世界モデルを提案した。
- スムーズオペレーター：キネマティックハンドリターゲティングのためのリアルタイムサンプリングベースアルゴリズム遠隔操作/リターゲティング2026/7/1
手の遠隔操作データの品質を向上させるため、勾配を使わないサンプリングベースの新しいリターゲティング手法SBRを提案し、シミュレーションと実機ユーザー実験でジッタ低減と成功率向上を実証した。
- 関節センサと固有感覚トランスフォーマーによる堅牢な器用な手内操作の学習器用操作2026/5/1
腱駆動の器用な手で、関節センサのみを用いて立方体を連続回転させる手法を提案。教師ポリシーから蒸留したトランスフォーマーが関節履歴から物体状態を抽出し、実機で高速回転を達成した。
- シフトレジスタ多重化による高速・スケーラブルな器用ロボットハンド用センサ読み出しセンサ読み出し2026/5/1
器用なロボットハンド向けに、シフトレジスタ原理に基づくスケーラブルなアナログセンサ読み出しアーキテクチャを提案し、腱駆動ハンドで20チャネルを1kHzで読み出すことを実証した。
- 擬人化ロボットハンドの巧緻性ベンチマークハンド/評価2026/4/1
擬人化ロボットハンドの巧緻性を、操作・把持動作のタスク成績として定式化し、実世界とシミュレーションで実施可能な標準ベンチマークPOMDARを提案した。
- ソフトロボットの形状・材料・駆動の同時最適化のための統一低次元設計埋め込みソフトロボット設計最適化2026/3/1
ソフトロボットの形状、材料分布、駆動を単一の低次元パラメータ空間で表現し、共同最適化する手法を提案。ブラックボックスシミュレータと互換性があり、逐次最適化より優れた性能を示した。
- 電気油圧アクチュエータで駆動するセンサレス・本質的柔軟筋骨格ロボットハンドマニピュレーション2026/3/1
Peano-HASELアクチュエータを前腕に配置し、プーリ機構で腱変位を増幅した筋骨格型ロボットハンドを開発。電流監視のみで把持検出と接触対応制御を実現し、紙風船などの壊れやすい物体を安全に把持できることを示した。
- 連続体ロボットの精密制御のためのアクチュエータ対応スペクトル部分多様体の学習連続体ロボット/モデル低次元化/制御2026/3/1
制御入力を状態表現に組み込んだ制御拡張スペクトル部分多様体(caSSM)を提案し、腱駆動型連続体ロボットの高次元非線形ダイナミクスを低次元モデル化。実機で開ループ予測誤差を40%、MPCでの追従誤差を52%削減した。
- シンプルなモデルで実現する遊泳：腱駆動水中ロボットのデジタルツインsim2real2026/2/1
腱駆動の魚型ロボットをMuJoCo上で簡易な無状態流体モデルにより再現し、実機の遊泳軌道から5つの流体パラメータを同定することで、未見の駆動条件にも汎化するデジタルツインを構築した。強化学習による目標追従で93%の成功率を達成した。
- SERNF: 正規化フローとアクションチャンク批評家によるサンプル効率の高い実世界器用把持ポリシーのファインチューニングマニピュレーション2026/2/1
正規化フローで多峰性のある行動チャンクの正確な尤度を計算し、チャンク単位の批評家で価値推定を行うことで、実機ロボットの器用な操作ポリシーを少ない試行回数で安定にファインチューニングする手法を提案。
- データ駆動型スペクトルサブマニフォールドによるソフトロボット筋の非線形モデリングと制御ソフトロボティクス/制御2026/1/1
HASELアクチュエータの非線形動特性をスペクトルサブマニフォールド理論に基づくデータ駆動モデルで低次元化し、実時間制御で追従誤差を大幅に低減した。
- SORS: ソフトロボット向けのモジュール式高忠実度シミュレータsim2real2025/12/1
有限要素法と逐次二次計画法を組み合わせ、ソフトロボットの大変形・接触・圧力駆動を高精度に再現するモジュール式シミュレータSORSを提案し、実機実験で検証した。
- 拮抗型人工筋のトルクと剛性を分離する統一モデリング・制御フレームワーク人工筋制御2025/11/1
空気圧・電気油圧・誘電エラストマー人工筋に共通するリアルタイム制御系を提案し、トルクと剛性の独立追従と接触時の適応的インピーダンス制御を実現した。
- AquaROM: パラメトリック縮約モデルを用いたソフトスイマーの形状最適化パイプラインソフトロボティクス/形状最適化2025/11/1
テンソル型パラメトリック縮約モデル(PROM)を基にした最適化アルゴリズムを提案し、流体力学を受けるソフトロボットスイマーの形状最適化に適用して計算効率を大幅に向上させた。
- 不確かさを考慮した能動探索によるソフトロボットのダイナミクス学習ソフトロボティクス2025/10/1
不確かさを推定するアンサンブルモデルで能動的に探索を行い、タスクに依存しない汎用的なソフトロボットのダイナミクスモデルを自律的に学習するフレームワークSoftAEを提案し、シミュレーションと実機で有効性を示した。
- 擬人化を超えて：第4・5指の外転を融合させた把持の強化と自由度の削減マニピュレーション2025/9/1
第4指と第5指の外転/内転関節を1つの大きな可動域を持つ関節に統合した16自由度ロボットハンドSABDを開発し、把持範囲の拡大とアクチュエータ数の削減を両立させた。
- mimic-one：汎用ロボット巧緻性のためのスケーラブルなモデルレシピマニピュレーション2025/6/1
16自由度の腱駆動ハンドと拡散モデルを組み合わせ、遠隔操作で収集したデータから器用な操作を学習する実世界制御手法を提案。未見タスクで最大93.3%の成功率を達成。
- 異なる身体を持つロボットの操作のための潜在行動拡散マニピュレーション2025/6/1
異なるエンドエフェクタの行動を統一する潜在行動空間を拡散ポリシーで学習し、単一ポリシーで複数ロボットを制御して操作成功率を最大25.3%向上させた。
- MAPLE: 一人称視点動画から学習した器用なロボット操作の事前知識のエンコードマニピュレーション2025/4/1
一人称視点の大規模動画から物体との接触点と手の姿勢を予測する特徴を学習し、それを用いて器用なロボット操作の政策を訓練する手法を提案。シミュレーションと実機の17自由度ハンドで有効性を示した。
- ORCA: オープンソースで信頼性が高く低コストな人間型ロボットハンドによる途切れない器用なタスク学習マニピュレーション2025/4/1
材料費2,000 CHF以下で8時間以内に組み立て可能な17自由度の腱駆動型ロボットハンドORCAを開発し、テレオペレーションや模倣学習、sim-to-real強化学習で性能を実証した。
- ソフトロボティクスにおけるモデルベース静電容量タッチセンシング：芸術応用に向けた堅牢な触覚インタラクションの実現触覚2025/3/1
柔らかいロボットに静電容量式タッチセンサとSOFAによるオンライン固体力学シミュレーションを組み合わせ、変形時でも人間の触れを頑健に検出・位置推定する手法を提案し、芸術作品で評価した。
- Rotograb: 回転親指で生体模倣ハンドと産業用グリッパを融合マニピュレーション2024/12/1
腱駆動のロボットハンドに回転する親指を導入し、産業用グリッパの効率性と人間の手の器用さを両立させた。遠隔操作と強化学習による自律操作を統合し、把持や手内操作の性能を実証した。
- VQ-ACE：行動チャンク埋め込みによる巧みなロボット操作の効率的方策探索マニピュレーション2024/11/1
人間の手の動きをベクトル量子化された潜在空間に圧縮するVQ-ACEを提案し、MPCや強化学習と組み合わせることで、多自由度ロボットハンドの操作タスクを効率的に学習できるようにした。
- 腱駆動型生体模倣ハンドの巧みな操作のためのサンプリングベースモデル予測制御マニピュレーション2024/11/1
物理シミュレータを動力学モデルとするサンプリングベースMPCと視覚言語モデルを組み合わせ、生体模倣腱駆動ハンドでボール転がし・回転・キャッチを実現した。
- PokeFlex: ロボティクス向け体積変形物体の実世界データセット変形物体操作2024/10/1
柔軟物体操作のためのマルチモーダル実世界データセットPokeFlexを構築し、3Dメッシュ再構成のベースラインを実証した。
- 筋骨格拮抗関節の全可動域を実現する伸縮可能な電気油圧人工筋人工筋/ソフトアクチュエータ2024/9/1
伸縮しない電気油圧ソフトアクチュエータと静電クラッチを拮抗配置に組み合わせ、収縮と伸展の両方を可能にする人工筋システムを開発した。同期制御により最大3.2Hzで滑らかな動作と全可動域を実現した。
- PokeFlex: ロボットマニピュレーションのための実世界変形物体データセット変形物体マニピュレーション2024/9/1
ロボットアームで柔らかい物体をつついて変形させ、その3Dメッシュと力・トルクを360度ボリュームキャプチャで記録した実世界データセットを構築し、単一画像からの3Dメッシュ再構成モデルの学習に応用した。
- オンボード知覚のみで自律飛行マニピュレーションを実現するオープンソース軟体ロボットプラットフォーム空中マニピュレーション2024/9/1
外部の知覚システムに頼らず、機体に搭載したセンサのみで屋内・屋外を問わず自律的に物体を把持できる空中マニピュレーション用の軟体ロボットプラットフォームを開発し、ROS 2ソフトウェアとハードウェア設計をオープンソース化した。
- 視覚制御ジェッティングによる人体解剖学の再現：空気圧筋骨格ハンドと前腕ソフトロボティクス2024/4/1
人間の解剖学を模倣した前腕と手を単一印刷プロセスで作製し、22本の空気圧人工筋で駆動することで、多様な物体の把持を実現した。
- 自己センシング型電磁油圧ロボット肩のフィードバック制御ソフトロボティクス2024/4/1
高電圧駆動と低電圧自己センシングを分離した人工筋肉アクチュエータを用い、外部センサなしで2自由度の生体模倣型ロボット肩を閉ループ制御できることを示した研究。
- 電気油圧式ソフトアクチュエータのための高周波容量センシング触覚2024/4/1
Peano-HASELアクチュエータに容量センシング専用の電極対を追加したF-HASELを提案し、小型回路で20Hzまでの高周波駆動時や外部負荷時の変位推定を実現した。
- 器用なロボットハンドのためのセンサ内蔵ソフトスキン触覚2024/4/1
腱駆動ヒューマノイドハンドの骨格に、マルチマテリアル3Dプリントで柔らかく触覚センサを内蔵した皮膚を被せ、把持力と触覚認識を向上させた。
- 学習した残差物理によるソフトロボットのSim-to-Realsim2real2024/2/1
シミュレーションと実機の誤差をニューラルネットで学習する残差物理手法を提案し、高自由度のソフトロボットにおいて従来のシステム同定を最大60%上回る精度を実現した。
- Multi-tap Resistive Sensing and FEM Modeling enables Shape and Force Estimation in Soft Robots2023/11/1
- Fast Point Cloud to Mesh Reconstruction for Deformable Object Tracking2023/11/1
- Getting the Ball Rolling: Learning a Dexterous Policy for a Biomimetic Tendon-Driven Hand with Rolling Contact Joints2023/8/1
- Low Voltage Electrohydraulic Actuators for Untethered Robotics2023/6/1
- Autonomous Marker-less Rapid Aerial Grasping2022/11/1
- Vision-Based Online Key Point Estimation of Deformable Robots2022/11/1
- Planar Modeling and Sim-to-Real of a Tethered Multimaterial Soft Swimmer Driven by Peano-HASELs2022/8/1
- Model-Based Disturbance Estimation for a Fiber-Reinforced Soft Manipulator using Orientation Sensing2022/6/1
- Flying Hydraulically Amplified Electrostatic Gripper System for Aerial Object Manipulation2022/5/1
- Fast Aquatic Swimmer Optimization with Differentiable Projective Dynamics and Neural Network Hydrodynamic Models2022/4/1
- SMORS: A soft multirotor UAV for multimodal locomotion and robust interaction2022/4/1
- A Unified and Modular Model Predictive Control Framework for Soft Continuum Manipulators under Internal and External Constraints2022/4/1
- Prismatic Soft Actuator Augments the Workspace of Soft Continuum Robots2022/4/1
- RAPTOR: Rapid Aerial Pickup and Transport of Objects by Robots2022/3/1
- RoBoa: Construction and Evaluation of a Steerable Vine Robot for Search and Rescue Applications2022/3/1
- Creation of a Modular Soft Robotic Fish Testing Platform2022/1/1
- Dynamic Task Space Control Enables Soft Manipulators to Perform Real-World Tasks2022/1/1
- Adaptive Dynamic Sliding Mode Control of Soft Continuum Manipulators2021/9/1
- Sim2Real for Soft Robotic Fish via Differentiable Simulation2021/9/1
- DiffAqua: A Differentiable Computational Design Pipeline for Soft Underwater Swimmers with Shape Interpolation2021/4/1