論文
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: 2024/9/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
📖 UMIデバイス・カタログ(日本語版)UMI式データ収集デバイスと主要データセットを日本語で俯瞰 →- 論文自動運転制御ロボティクス
自動運転ナビゲーションのためのPID制御とPure Pursuit制御アルゴリズムに関する包括的サーベイ
自動運転における横方向・縦方向制御の代表的手法であるPID制御とPure Pursuit制御について、基本原理から応用、将来展望までをまとめたサーベイ論文。
原題: A Comprehensive Survey of PID and Pure Pursuit Control Algorithms for Autonomous Vehicle Navigation ／ Harshit Jain, Priyal Babel
日本語で読む → - 論文ソフトウェア設計ロボティクス
ロボティクスソフトウェアにおける再利用性と変更容易性（拡張版）
除草ロボットのマイコンソフトをプロセス制御アーキテクチャとデザインパターンで設計し、再利用性・変更容易性を高めつつ性能劣化がないことを実証した。
原題: Reusability and Modifiability in Robotics Software (Extended Version) ／ Laura Pomponio, Maximiliano Cristiá, Estanislao Ruiz Sorazábal 他
日本語で読む → - 論文マルチモーダル異常検知ロボティクス
音声と映像を用いた教師なし溶接欠陥検出
溶接プロセスをマイクとカメラで記録し、教師なし深層学習でリアルタイムに欠陥を検出する手法を提案。音声と映像のマルチモーダル統合により、11種類の欠陥で平均AUC 0.92を達成した。
原題: Unsupervised Welding Defect Detection Using Audio And Video ／ Georg Stemmer, Jose A. Lopez, Juan A. Del Hoyo Ontiveros 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
ERPoT: 軽量ポリゴンマップを用いた移動ロボットの高効率・高信頼な姿勢追跡
環境を複数のポリゴンで簡潔に表現する事前地図を提案し、LiDAR点群を2Dスキャンに変換して点-ポリゴン間マッチングで姿勢推定を行う、軽量かつ高信頼な移動ロボットの姿勢追跡手法を開発した。
原題: ERPoT: Effective and Reliable Pose Tracking for Mobile Robots Using Lightweight Polygon Maps ／ Haiming Gao, Qibo Qiu, Hongyan Liu 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
GND: 屋外キャンパス環境におけるマルチモーダル知覚と多カテゴリ走行可能性を備えたグローバルナビゲーションデータセット
10の大学キャンパスから3D LiDAR点群・RGB/360度画像と歩道・車道・階段・オフロード・障害物の走行可能性マップを収集し、地図ベース/地図なしナビゲーションや場所認識に応用可能な大規模データセットを構築した。
原題: GND: Global Navigation Dataset with Multi-Modal Perception and Multi-Category Traversability in Outdoor Campus Environments ／ Jing Liang, Dibyendu Das, Daeun Song 他
日本語で読む → - 論文マルチモーダル感情認識ロボティクス
文脈融合：感情状態認識へのマルチモーダルアプローチ
顔の熱画像・表情アクションユニット・テキスト文脈をTransformerで融合し、文脈を考慮した感情認識を行う手法を提案した論文。
原題: Fusion in Context: A Multimodal Approach to Affective State Recognition ／ Youssef Mohamed, Severin Lemaignan, Arzu Guneysu 他
日本語で読む → - 論文人間ロボットインタラクションロボティクス
選好に基づく行動表現学習による人間とロボットのインタラクションの個人適応
事前学習済みロボット方策を活用し、人間の選好を行動表現学習で取り込むことで、タスク性能を保ちながら効率的に個人適応する手法を提案した。
原題: Personalization in Human-Robot Interaction through Preference-based Action Representation Learning ／ Ruiqi Wang, Dezhong Zhao, Dayoon Suh 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
タグマップ：大規模言語モデルによる空間推論とナビゲーションのためのテキストベース地図
大規模画像認識モデルを活用し、数千の意味クラスを表現できるテキストベースの地図を提案。従来の埋め込みベース地図より2〜4桁少ないメモリで同等の位置推定精度を実現し、LLMと組み合わせた実機ナビゲーションを検証した。
原題: Tag Map: A Text-Based Map for Spatial Reasoning and Navigation with Large Language Models ／ Mike Zhang, Kaixian Qu, Vaishakh Patil 他
日本語で読む → - 論文確率ロボティクスロボティクス
滑らかな多様体の線形近似へのガウス分布の周辺化と条件付け：ロボティクスへの応用
ガウス分布を線形多様体上に周辺化・条件付けする閉形式を導出し、線形化により非線形多様体へ適用する方法を提案。投影正規分布近似、Koopman SLAM、制約付きGTSAMでの共分散抽出に応用し有効性を示した。
原題: Marginalizing and Conditioning Gaussians onto Linear Approximations of Smooth Manifolds with Applications in Robotics ／ Zi Cong Guo, James R. Forbes, Timothy D. Barfoot
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
危険環境におけるロボットチームのオリエンテーリングのための二目的トレイル計画
危険環境で活動するロボットチームの経路計画を、チーム報酬と生存ロボット数の二目的最適化問題として定式化し、蟻コロニー最適化でパレート最適解を探索する手法を提案した。
原題: Bi-objective trail-planning for a robot team orienteering in a hazardous environment ／ Cory M. Simon, Jeffrey Richley, Lucas Overbey 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
RVI-SAC: 平均報酬基準のオフポリシー深層強化学習
継続タスクに適した平均報酬基準でSoft Actor-Criticを拡張し、Reset Costの自動調整で終了を伴うタスクにも適用可能にしたRVI-SACを提案、Mujocoの移動タスクで競争力のある性能を示した。
原題: RVI-SAC: Average Reward Off-Policy Deep Reinforcement Learning ／ Yukinari Hisaki, Isao Ono
日本語で読む → - 論文テレオペレーションロボティクス
ACE：低コストな器用テレオペレーションのためのクロスプラットフォーム視覚外骨格システム
手の3D姿勢をカメラと外骨格で捉え、人型ハンドやグリッパなど多様なロボットに汎用できる低コストなテレオペレーションシステムを開発した。
原題: ACE: A Cross-Platform Visual-Exoskeletons System for Low-Cost Dexterous Teleoperation ／ Shiqi Yang, Minghuan Liu, Yuzhe Qin 他
日本語で読む → - 論文オプティカルフロー画像認識
NeuFlow v2: 高効率オプティカルフローを限界まで押し上げる
軽量バックボーンと高速リファインメントモジュールを導入し、実世界データセットで高精度を保ちつつ10〜70倍の高速化を実現したオプティカルフロー推定手法。
原題: NeuFlow v2: Push High-Efficiency Optical Flow To the Limit ／ Zhiyong Zhang, Aniket Gupta, Huaizu Jiang 他
日本語で読む → - 論文ロボット学習ロボティクス
ロボット学習におけるKoopman作用素
非線形ダイナミクスを線形作用素として扱うKoopman理論の基礎から、モデルベース制御・状態推定・運動計画などロボット学習への応用までを体系的にレビューした論文。
原題: Koopman Operators in Robot Learning ／ Lu Shi, Masih Haseli, Giorgos Mamakoukas 他
日本語で読む → - 論文協調知覚ロボティクス
時間的文脈を活用した車両・インフラ協調知覚の強化
路側センサと車載センサの協調による3D物体検出において、時間的文脈を活用したクエリ伝送と融合、通信途絶時の復元機構を提案し、限られた通信帯域下でも高精度な知覚を実現した。
原題: Leveraging Temporal Contexts to Enhance Vehicle-Infrastructure Cooperative Perception ／ Jiaru Zhong, Haibao Yu, Tianyi Zhu 他
日本語で読む → - 論文自律飛行ロボティクス
GPS遮蔽建設現場における自律点検のためのスマートMAV開発
GPSが使えない屋内建設現場で、関心領域の特定と経路計画を階層的に行い、3Dガウススプラッティングで再構築するスマートドローンの枠組みを提案し、実環境で検証した。
原題: Developing Smart MAVs for Autonomous Inspection in GPS-denied Constructions ／ Paoqiang Pan, Kewei Hu, Xiao Huang 他
日本語で読む → - 論文自動運転/意思決定ロボティクス
スペクトル注意ネットワークとPPOによる意図予測と意思決定の統合
周囲車両の意図予測と意思決定を明示的に結合し、スペクトル注意ネットとPPOで効率的に学習する自動運転フレームワークを提案した。
原題: Integrated Intention Prediction and Decision-Making with Spectrum Attention Net and Proximal Policy Optimization ／ Xiao Zhou, Chengzhen Meng, Wenru Liu 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
言語最適化による方策適応：少数ショット模倣のためのタスク分解
視覚言語モデルによるタスク分解を活用し、少数の実演から未知の長期的ロボット操作タスクに適応する手法PALOを提案した。
原題: Policy Adaptation via Language Optimization: Decomposing Tasks for Few-Shot Imitation ／ Vivek Myers, Bill Chunyuan Zheng, Oier Mees 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
マルチロボット協調のためのロボット学習の最新動向：包括的サーベイ
マルチロボット協調におけるロボット学習手法を網羅的に調査し、生物に着想を得た手法の長所・短所と技術課題、実応用への統合の展望を統計的に整理したサーベイ。
原題: State-of-the-art in Robot Learning for Multi-Robot Collaboration: A Comprehensive Survey ／ Bin Wu, C Steve Suh
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
確率的衝突回避を伴う剛体フォーメーションの分散計画
ロボット群が剛体フォーメーションを維持しつつ移動する際に、衝突確率を上限以下に抑える分散計画法を提案し、シミュレーションと実機実験で検証した。
原題: Distributed Planning for Rigid Robot Formations with Probabilistic Collision Avoidance ／ Jeppe Heini Mikkelsen, Vit Kratky, Roberto Galeazzi 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
農業環境におけるループ検出の課題への取り組み
屋外・農場環境での視覚SLAMにおけるループ検出を、局所特徴探索とステレオ幾何学的精緻化、相対姿勢推定により高精度化する手法を提案した論文。
原題: Addressing the challenges of loop detection in agricultural environments ／ Nicolás Soncini, Javier Civera, Taihú Pire
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
三本指グリッパによる巧みなロボット操作のための強化学習手法のベンチマーク
実世界環境で三本指グリッパの器用なハンド内操作タスクに対し3つの強化学習アルゴリズムを直接訓練し、その性能を比較評価した。
原題: Benchmarking Reinforcement Learning Methods for Dexterous Robotic Manipulation with a Three-Fingered Gripper ／ Elizabeth Cutler, Yuning Xing, Tony Cui 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
3次元空間における非把持物体搬送のための時間最適化軌道計画
トレイ上の物体を把持せずに搬送する際、物体の安定性とロボットの運動制約を同時に考慮し、3次元の任意直線経路に沿った時間最適化軌道計画手法を提案した。7自由度Franka Pandaで検証し、トレイ回転を活用して搬送速度を向上させつつ安定性を確保できることを示した。
原題: Time-Optimized Trajectory Planning for Non-Prehensile Object Transportation in 3D ／ Lingyun Chen, Haoyu Yu, Abdeldjallil Naceri 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーション画像認識
方向制御可能な3D全身把持合成
物体と周囲環境との衝突を考慮した到達方向を早期に推定し、左右どちらの手でも全身での自然な把持姿勢を効率的に生成する手法CWGraspを提案した。
原題: 3D Whole-body Grasp Synthesis with Directional Controllability ／ Georgios Paschalidis, Romana Wilschut, Dimitrije Antić 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
単峰確率分布による連続行動空間の離散化：オンポリシー強化学習のための手法
連続行動空間をポアソン分布で単峰的に離散化する方策を提案し、オンポリシー強化学習の収束速度と性能を向上させた。
原題: Discretizing Continuous Action Space with Unimodal Probability Distributions for On-Policy Reinforcement Learning ／ Yuanyang Zhu, Zhi Wang, Yuanheng Zhu 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
集合知研究のためのマルチエージェントフレームワーク
計算機間で情報交換できるスケーラブルな分散マルチエージェントフレームワークを提案し、シミュレーションから実機Crazyflieドローンまで衝突回避軌道を実現してsim-to-realギャップを橋渡しした。
原題: Multi Agent Framework for Collective Intelligence Research ／ Alexandru Dochian
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
RaNDT SLAM: 強度拡張正規分布変換に基づくレーダーSLAM
レーダーの強度情報で拡張した正規分布変換を用い、IMUや動作モデルと融合して高速かつ高精度に自己位置推定するレーダーSLAM手法を提案し、屋内・屋外の新ベンチマークで評価した。
原題: RaNDT SLAM: Radar SLAM Based on Intensity-Augmented Normal Distributions Transform ／ Maximilian Hilger, Nils Mandischer, Burkhard Corves
日本語で読む → - 論文人間-ロボットチームロボティクス
移動型アドホック人間-ロボットチームにおける迅速な信頼
人間1人とロボット2人のアドホックチームで、ロボットの無応答による信頼違反と修復の過程を実験的に調査し、迅速な信頼を維持するための設計知見を探った。
原題: Swift Trust in Mobile Ad Hoc Human-Robot Teams ／ Sanja Milivojevic, Mehdi Sobhani, Nicola Webb 他
日本語で読む → - 論文タスク・動作統合計画ロボティクス
トポロジカル洗練を用いたタスク・動作統合計画のためのメタエンジンフレームワーク
タスク計画と動作計画を統合するTAMP問題のためのオープンソースフレームワークを提案し、動作計画の探索空間の幾何解析でタスク計画を枝刈りするメタ手法を導入した。
原題: A Meta-Engine Framework for Interleaved Task and Motion Planning using Topological Refinements ／ Elisa Tosello, Alessandro Valentini, Andrea Micheli
日本語で読む → - 論文逆強化学習ロボティクス
人間フィードバックによる表現アラインメントを用いた、品質混在の実演からの異形態間報酬学習
品質が混在する実演データから、人間のフィードバックを活用して表現を整列させ、異なる身体形態のロボット間で転移可能な報酬関数を学習する手法を提案した。
原題: Representation Alignment from Human Feedback for Cross-Embodiment Reward Learning from Mixed-Quality Demonstrations ／ Connor Mattson, Anurag Aribandi, Daniel S. Brown
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