論文の概要: SandWorm: Event-based Visuotactile Perception with Active Vibration for Screw-Actuated Robot in Granular Media

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.14128v1
• Date: Tue, 20 Jan 2026 16:25:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.866774
• Title: SandWorm: Event-based Visuotactile Perception with Active Vibration for Screw-Actuated Robot in Granular Media
• Title（参考訳）: SandWorm: グラニュラーメディアにおけるスクリュー作動ロボットのアクティブ振動によるイベントベースビゾタクタクティル知覚
• Authors: Shoujie Li, Changqing Guo, Junhao Gong, Chenxin Liang, Wenhua Ding, Wenbo Ding,
• Abstract要約: SandWorm(サンドワーム)は、ローコモーションを強化するために、周囲の動きによって強化されたネジ作動ロボットである。 SWTacは、能動的に振動するエラストマーを持つ、イベントベースの新規ビゾタクティルセンサーである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7303766353907277
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Perception in granular media remains challenging due to unpredictable particle dynamics. To address this challenge, we present SandWorm, a biomimetic screw-actuated robot augmented by peristaltic motion to enhance locomotion, and SWTac, a novel event-based visuotactile sensor with an actively vibrated elastomer. The event camera is mechanically decoupled from vibrations by a spring isolation mechanism, enabling high-quality tactile imaging of both dynamic and stationary objects. For algorithm design, we propose an IMU-guided temporal filter to enhance imaging consistency, improving MSNR by 24%. Moreover, we systematically optimize SWTac with vibration parameters, event camera settings and elastomer properties. Motivated by asymmetric edge features, we also implement contact surface estimation by U-Net. Experimental validation demonstrates SWTac's 0.2 mm texture resolution, 98% stone classification accuracy, and 0.15 N force estimation error, while SandWorm demonstrates versatile locomotion (up to 12.5 mm/s) in challenging terrains, successfully executes pipeline dredging and subsurface exploration in complex granular media (observed 90% success rate). Field experiments further confirm the system's practical performance.
• Abstract（参考訳）: 粒状媒体の知覚は予測不可能な粒子動力学のために依然として困難である。 この課題に対処するために,生体模倣型スクリュー駆動ロボットであるSandWormと,アクティブな振動エラストマーを備えたイベントベースビゾタクティルセンサであるSWTacを紹介する。 イベントカメラは、バネ分離機構により振動から機械的に分離され、動的および静止物体の両方の高品質な触覚イメージングを可能にする。 アルゴリズム設計において,画像の一貫性を向上し,MSNRを24%改善するIMU誘導時間フィルタを提案する。 さらに,SWTacの振動パラメータ,イベントカメラ設定,エラストマー特性を体系的に最適化する。 非対称なエッジ特徴により、U-Netによる接触面推定も実装した。 実験による検証では、SWTacの0.2mmのテクスチャ解像度、98%の石の分類精度、0.15Nの力推定誤差が示され、SandWormは挑戦的な地形における多目的移動(最大12.5mm/s)を実証し、複雑な粒状媒体(90%の成功率)でパイプラインの乾燥と地下探査を成功させた。 フィールド実験はシステムの実用性能をさらに確認する。

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