論文の概要: Learning tactile perception from high-bandwidth single-point sensing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.24621v2
- Date: Wed, 23 Sep 2026 21:57:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-25 21:10:09.304106
- Title: Learning tactile perception from high-bandwidth single-point sensing
- Title(参考訳): 高帯域単一点センシングによる触覚の学習
- Abstract要約: SpectRobotは、単一点触覚信号をコンパクトな時間周波数スペクトログラムに変換するフレームワークである。
SpectRobotは、スパースで高帯域幅の単一点測定に含まれるリッチなダイナミクスを利用する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.05097809301149341
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Tactile sensing is increasingly being incorporated into learning-based robotic manipulation, yet many existing approaches rely on spatially distributed sensors. Here we introduce {SpectRobot}, a framework that transforms single-point tactile signals into compact time-frequency spectrograms. These spectrograms encode high-bandwidth tactile histories as fixed-size image-like representations. They can be processed by standard vision encoders and integrated into learning pipelines originally developed for vision, while preserving temporal and frequency information unavailable to conventional cameras. Rather than increasing spatial density through arrays of tactile elements, SpectRobot exploits the rich dynamics contained in sparse, high-bandwidth single-point measurements. In our implementation, the sensors are mounted away from the contact surface while remaining mechanically coupled to it, reducing direct exposure to wear and potentially improving robustness in harsh environments and for long-term deployment on dexterous robots. Our experiments demonstrate that: (1) a robot can exploit single-point vibration signals to solve a visually occluded manipulation task; (2) temporal history strongly influences policy performance, while sensing bandwidth controls the spectral information available, with measurements extending to 100~kHz; and (3) the same representation can be used across different tactile sensing technologies mediated by acceleration, force, or strain. We further show that capabilities previously associated with research-grade instrumentation can be accessed using readily available, off-the-shelf hardware. We believe that broader access to high-bandwidth tactile sensing could facilitate the integration of contact dynamics into embodied learning systems and, for some tasks, offer an alternative or complement to increasing the spatial density of tactile sensing.
- Abstract(参考訳): 触覚は、学習に基づくロボット操作にますます取り入れられているが、既存の多くのアプローチは空間的に分散されたセンサーに依存している。
本稿では,単一点触覚信号をコンパクトな時間周波数スペクトログラムに変換するフレームワークである {SpectRobot} を紹介する。
これらのスペクトログラムは、固定サイズのイメージライクな表現として、高帯域の触覚履歴を符号化する。
標準的なビジョンエンコーダで処理でき、従来のカメラでは利用できない時間と周波数情報を保存しながら、もともと視覚用に開発された学習パイプラインに統合することができる。
触覚要素の配列を通して空間密度を増大させる代わりに、SpectRobotはスパースで高帯域幅の単一点測定に含まれるリッチなダイナミクスを利用する。
本実装では, センサを接触面から離し, 機械的に結合した状態で装着し, 摩耗への直接曝露を低減し, 厳しい環境下での堅牢性を向上し, 老朽化したロボットへの長期展開を可能にする。
実験では,(1)ロボットが単一点振動信号を利用して視覚的に隠蔽された操作タスクを解くこと,(2)時間的履歴が政策性能に強く影響を与えること,(2)知覚帯域幅が100〜kHzの範囲で利用可能なスペクトル情報を制御すること,(3)加速度,力,ひずみを介する様々な触覚センシング技術で同じ表現が利用できること,などが実証された。
さらに,従来は市販のハードウェアを使用して,研究グレードのインスツルメンテーションに関連付けられた機能にアクセス可能であることを示す。
高帯域の触覚センサへの広範なアクセスは、接触ダイナミクスを具体化学習システムに統合し、いくつかのタスクにおいて、触覚センサの空間密度を増加させる代替または補うことができると信じている。
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