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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: 2024/8/1 ／ 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 →- 論文物体探索ロボティクス
知覚が重要：不確実性を考慮したセマンティックセグメンテーションによる身体性AIの強化
物体探索タスクにおいて、知覚モデルの不確実性を校正し時系列で集約することで、既存の探索手法を追加学習なしに改善する手法を提案した。
原題: Perception Matters: Enhancing Embodied AI with Uncertainty-Aware Semantic Segmentation ／ Sai Prasanna, Daniel Honerkamp, Kshitij Sirohi 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
並列分布型深層強化学習による地上移動ロボットの地図なしナビゲーション
レーザー距離・目標への相対距離と角度を入力に、並列分布型アクター・クリティック強化学習で地上移動ロボットを地図なしでナビゲートする手法を提案し、実機でも検証した。
原題: Parallel Distributional Deep Reinforcement Learning for Mapless Navigation of Terrestrial Mobile Robots ／ Victor Augusto Kich, Alisson Henrique Kolling, Junior Costa de Jesus 他
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
月空間における自律的絶対追跡のための情報に基づく軌道計画
低推力の移動観測者による衛星間相対計測を用いて、情報獲得量と制御努力のバランスを取る最適軌道計画問題を定式化し、逐次凸計画法で解く手法を提案した。
原題: Information-Based Trajectory Planning for Autonomous Absolute Tracking in Cislunar Space ／ Trevor N. Wolf, Brandon A. Jones
日本語で読む → - 論文視覚サーボロボティクス
NeRFoot: 画像ベース視覚サーボのためのロボットフットプリント推定
NeRFを3D表現の事前情報として使い、ロボットの外観画像からCNNでフットプリントを推定し、画像ベース視覚サーボの動作領域を広げる手法を提案。
原題: NeRFoot: Robot-Footprint Estimation for Image-Based Visual Servoing ／ Daoxin Zhong, Luke Robinson, Daniele De Martini
日本語で読む → - 論文VLA画像認識
NanoMVG: プロンプト誘導カメラと4Dミリ波レーダーによるUSV中心の低消費電力マルチタスク視覚グラウンディング
水上自律走行体（USV）向けに、カメラと4Dミリ波レーダーを自然言語で誘導し、物体の位置を特定する低消費電力マルチタスク視覚グラウンディングモデルNanoMVGを提案。WaterVGデータセットで競争力のある性能を示し、厳しい環境でも長時間運用可能。
原題: NanoMVG: USV-Centric Low-Power Multi-Task Visual Grounding based on Prompt-Guided Camera and 4D mmWave Radar ／ Runwei Guan, Jianan Liu, Liye Jia 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
人間レベルの競技卓球を実現するロボットエージェント
階層型ポリシーとsim-to-real技術により、アマチュア人間レベルの競技卓球を実現したロボットを開発し、人間との試合で45%の勝率を達成した。
原題: Achieving Human Level Competitive Robot Table Tennis ／ David B. D'Ambrosio, Saminda Abeyruwan, Laura Graesser 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
PIE: 脚式ロボットのための暗黙的・明示的学習フレームワークによるパルクール
低コストな四足歩行ロボットが、信頼性の低い自己中心深度カメラでも複雑なパルクール地形を走破できるよう、暗黙的・明示的推定を組み合わせた一段階のエンドツーエンド学習フレームワークを提案し、シミュレーション訓練から実機へのゼロショット展開に成功した。
原題: PIE: Parkour with Implicit-Explicit Learning Framework for Legged Robots ／ Shixin Luo, Songbo Li, Ruiqi Yu 他
日本語で読む → - 論文テレプレゼンス/VRロボティクス
テレプレゼンスとVRのためのハンズフリー移動制御を可能にする自己中心型3自由度足元コントローラ
足の傾きと回転で移動を操作し、バネで自動的に中央に戻る3自由度の足元コントローラを開発。HTC Viveトラッカーで向きを移動コマンドに変換し、ANA Avatar XPRIZEで実証した。
原題: Self-Centering 3-DoF Feet Controller for Hands-Free Locomotion Control in Telepresence and Virtual Reality ／ Raphael Memmesheimer, Christian Lenz, Max Schwarz 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
人間の行動データ同期によるエンドツーエンド自動運転システムの強化
同一の運転シナリオで人間と機械の運転データ（視線・脳波）を同期収集し、人間の注意を機械の注意誘導に用いることで自動運転性能が向上することをCarlaシミュレーションで示した。
原題: Enhancing End-to-End Autonomous Driving Systems Through Synchronized Human Behavior Data ／ Yiqun Duan, Zhuoli Zhuang, Jinzhao Zhou 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
都市規模の低高度アーバンエアモビリティ：リスク認識型マルチスケールセル分解によるスケーラブルな大域経路計画
都市空域を可変粒度のセルに分割し、障害物との近接度に基づくリスク値を割り当てることで、都市規模のドローン経路計画を高速かつ安全に行う手法を提案した。
原題: City-Wide Low-Altitude Urban Air Mobility: A Scalable Global Path Planning Approach via Risk-Aware Multi-Scale Cell Decomposition ／ Josue N. Rivera, Dengfeng Sun, Chen Lv
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
VL-TGS: 視覚言語モデルを用いたマップレス屋外環境における軌道生成と選択
マップレス屋外環境で、走行可能性制約を満たし人間らしい経路を生成するため、CVAEと視覚言語モデルを組み合わせた軌道生成・選択手法を提案した。
原題: VL-TGS: Trajectory Generation and Selection using Vision Language Models in Mapless Outdoor Environments ／ Daeun Song, Jing Liang, Xuesu Xiao 他
日本語で読む → - 論文手術支援ロボットロボティクス
耳科手術支援のための外科医参加型パラレルロボットの共同設計
耳科手術用パラレルマニピュレータを、外科医や設計者・人間工学専門家・製造者らが共同設計するプロセスを提案し、最適化の効率化と実用化の迅速化を図った。
原題: Enhancing Otological Surgery: Co-Designing a Parallel Robot with Surgeon Input ／ Durgesh Haribhau Salunkhe, Guillaume Michel, Shivesh Kumar 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
Robo-GS: ロボットアームのための物理整合的な時空間ハイブリッド表現モデル
メッシュ・3Dガウシアン・物理属性を統合したハイブリッド表現により、ロボットアームのReal2Simを高精度かつ物理的に整合する形で実現する手法を提案。
原題: Robo-GS: A Physics Consistent Spatial-Temporal Model for Robotic Arm with Hybrid Representation ／ Haozhe Lou, Yurong Liu, Yike Pan 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
TacSL: 視触覚センサのシミュレーションと学習のためのライブラリ
GPUベースで視触覚センサを高速シミュレーションし、触覚ベースの強化学習を可能にするライブラリTacSLと、sim-to-real転移のための新アルゴリズムAACDを提案した。
原題: TacSL: A Library for Visuotactile Sensor Simulation and Learning ／ Iretiayo Akinola, Jie Xu, Jan Carius 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/3Dプリンティングロボティクス
課題から解決へ：生体模倣3Dプリンティングによる軟質・硬質材料の接合
一般的なFDMプリンタの「押出不足」を逆手に取り、多孔質構造を介して軟質材料と硬質材料を強固に接合する3Dプリント技術を開発した。従来の接着剤の約2倍の接合強度を実現し、ハイブリッドロボットの作製に応用した。
原題: From Problem to Solution: Bio-inspired 3D Printing for Bonding Soft and Rigid Materials via Underextrusions ／ Arman Goshtasbi, Luca Grignaffini, Ali Sadeghi
日本語で読む → - 論文能動的推論/バンディットロボティクス
自律ロボット探査のための文脈付きマルチアームバンディットにおける能動的推論
鉱物調査地選択のシミュレーションで、ハイパースペクトルデータを文脈情報として用い、能動的推論がノイズやバイアスのある実データでも標準的バンディット手法より少ない試行で適応的に選択できることを示した。
原題: Active Inference in Contextual Multi-Armed Bandits for Autonomous Robotic Exploration ／ Shohei Wakayama, Alberto Candela, Paul Hayne 他
日本語で読む → - 論文3D知覚画像認識
EmbodiedSAM: 実時間で任意の3D物体をオンラインセグメンテーション
SAMを活用し、RGB-Dストリームからオンラインでリアルタイムに3Dインスタンスセグメンテーションを行う手法を提案。
原題: EmbodiedSAM: Online Segment Any 3D Thing in Real Time ／ Xiuwei Xu, Huangxing Chen, Linqing Zhao 他
日本語で読む → - 論文モデル予測制御ロボティクス
自己教師あり初期化学習による高速モデル予測制御
MPCの初期解を生成するポリシーを強化学習で学習し、最適化時間を短縮しつつ制御性能を向上させるフレームワークを提案。
原題: Faster Model Predictive Control via Self-Supervised Initialization Learning ／ Zhaoxin Li, Xiaoke Wang, Letian Chen 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ソフトリストを用いたロボット物体挿入：特権情報を活用したSim-to-Real学習
ソフトリストを持つロボットで、把持や穴の位置に不確かさがある環境での接触を伴う物体挿入を、特権情報を用いたSim-to-Real学習で実現した。
原題: Robotic Object Insertion with a Soft Wrist through Sim-to-Real Privileged Training ／ Yuni Fuchioka, Cristian C. Beltran-Hernandez, Hai Nguyen 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
深層予測学習による高速かつ高精度なロボット操作の実現
深層予測学習を用いて、遅い教示と高速推論を組み合わせることで、カップ積みタスクを実機で94%の成功率で達成した研究。
原題: Achieving Faster and More Accurate Operation of Deep Predictive Learning ／ Masaki Yoshikawa, Hiroshi Ito, Tetsuya Ogata
日本語で読む → - 論文倉庫最適化ロボティクス
ロボット倉庫運用のための学習後最適化による大規模近傍探索
倉庫ロボットの部品ピッキング運用において、注文・ワークステーション・アイテム・ポッドの割り当てとスケジュールを最適化し、スループットを最大化する手法を提案。大規模近傍探索に学習後最適化を組み合わせ、Amazon Roboticsとの協力で有効性を示した。
原題: Robotic warehousing operations: a learn-then-optimize approach to large-scale neighborhood search ／ Cynthia Barnhart, Alexandre Jacquillat, Alexandria Schmid
日本語で読む → - 論文安全強化学習ロボティクス
サブゴールによる安全な方策探索の改善
安全制約下での強化学習において、サブゴール方策と安全方策を組み合わせて遠距離目標への到達を可能にするSPEISを提案し、複数のロボット環境で有効性を示した。
原題: Safe Policy Exploration Improvement via Subgoals ／ Brian Angulo, Gregory Gorbov, Aleksandr Panov 他
日本語で読む → - 論文義手設計ロボティクス
日常生活動作における上肢の機能的運動学的・動力学的要求：義手に必要な関節能力の提案
12名の被験者が24種類の日常生活動作を行った際の上肢関節の可動域・速度・トルクを計測し、義手設計に必要な関節能力のデータセットを提供した。また、このデータを用いて手首関節軸の最適化を行い、ピークパワーを22〜38%削減できることを示した。
原題: Functional kinematic and kinetic requirements of the upper limb during activities of daily living: a recommendation on necessary joint capabilities for prosthetic arms ／ Christopher Herneth, Amartya Ganguly, Sami Haddadin
日本語で読む → - 論文Visual SLAMロボティクス
AirSLAM: 照明変化に頑健な効率的点・線ベースVisual SLAMシステム
深層学習による特徴検出・マッチングと従来の最適化を組み合わせ、点と線を統合的に扱う照明変化に強いVisual SLAMを提案。C++とTensorRTで高速化し、PCで73Hz、組込みで40Hzを実現した。
原題: AirSLAM: An Efficient and Illumination-Robust Point-Line Visual SLAM System ／ Kuan Xu, Yuefan Hao, Shenghai Yuan 他
日本語で読む → - 論文XAIHCI
XAIにおけるパーソナリティ駆動型パーソナライゼーション：ゲームプレイにおけるユーザー信頼の向上
ビッグファイブ性格特性から説明手法（決定木・テキスト・因子グラフ）の好みを予測する機械学習モデルを構築し、ナビゲーションゲームで推薦に適用したところ、ユーザーの信頼感が向上した。
原題: Exploring Personality-Driven Personalization in XAI: Enhancing User Trust in Gameplay ／ Zhaoxin Li, Sophie Yang, Shijie Wang
日本語で読む → - 論文海洋ロボティクスロボティクス
自律型マイクロプラスチック回収半潜水艇の改良と実証試験
マンタトロールにモーターと誘導システムを取り付け、水面付近のマイクロプラスチックを自律的に回収する半潜水艇を試作・評価した。
原題: Improvement and Empirical Testing of a Novel Autonomous Microplastics-Collecting Semisubmersible ／ Ziddane Isahaku
日本語で読む → - 論文強化学習/ヒューマンロボットインタラクションロボティクス
強化学習ロボットのオンライン行動修正による表現豊かなユーザ制御
強化学習で訓練したロボットの行動を、ユーザが実行中にリアルタイムで調整できる「オンライン行動修正」を提案し、行動多様性に基づくACORDアルゴリズムを開発した。描画タスクのユーザ研究で、自律性と堅牢性を保ちつつ共有自律と同等の制御感・表現性を実現できることを示した。
原題: Online Behavior Modification for Expressive User Control of RL-Trained Robots ／ Isaac Sheidlower, Mavis Murdock, Emma Bethel 他
日本語で読む → - 論文屋内ナビゲーション機械学習
AIと機械学習によるモバイル組み込みシステムの屋内測位とナビゲーション
GPSが届かない屋内環境で、WiFiやモバイル組み込みセンサーとAIアルゴリズムを組み合わせて人・車両・ドローン・ロボットの測位とナビゲーションを行う手法を概説した論文。
原題: AI and Machine Learning Driven Indoor Localization and Navigation with Mobile Embedded Systems ／ Sudeep Pasricha
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
全身接触を活用した操作における接触の明示的最適化
ロボットが体表面全体で物体に接触して操作する問題に対し、接触と運動の計画を階層的な連続最適化として定式化し、ロボット表面の新たな連続表現を提案して収束性と計画時間を大幅に改善した。
原題: Explicit Contact Optimization in Whole-Body Contact-Rich Manipulation ／ Victor Leve, João Moura, Namiko Saito 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
道路網上におけるマルチエージェント型フライングサイドキック巡回セールスマン問題の最適化
複数のトラックとドローンによる配送システムを実際の道路網上で扱うMA-FSTSPを定式化し、3段階ヒューリスティックで大規模問題を高速に解く手法を提案した。
原題: Optimization of Multi-Agent Flying Sidekick Traveling Salesman Problem over Road Networks ／ Ruixiao Yang, Chuchu Fan
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