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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3D占有予測画像認識
消失点を活用した3Dセマンティック占有予測
消失点を用いて2D画像と3D空間のスケール不一致を補正し、カメラ画像から3Dセマンティック占有を高精度に予測する手法を提案。
原題: VPOcc: Exploiting Vanishing Point for 3D Semantic Occupancy Prediction ／ Junsu Kim, Junhee Lee, Ukcheol Shin 他
日本語で読む → - 論文視覚オドメトリロボティクス
深層強化学習による視覚オドメトリのための効率的なカメラ露出制御
深層強化学習でカメラ露出を制御するエージェントを訓練し、照明変化の激しい環境でも視覚オドメトリを安定・高精度化する手法を提案。軽量シミュレータでオフライン訓練を可能にし、CPUで1フレーム1.58msの高速推論を実現。
原題: Efficient Camera Exposure Control for Visual Odometry via Deep Reinforcement Learning ／ Shuyang Zhang, Jinhao He, Yilong Zhu 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
MASPA: テザー付き有袋類ロボティクスシステムのための効率的な経路計画戦略
UGVとUAVをテザーで繋いだ有袋類システムにおいて、障害物を避けつつUAVが空中目標に到達するための経路計画手法を提案し、RRT*より高速に解を得られることを示した。
原題: MASPA: An efficient strategy for path planning with a tethered marsupial robotics system ／ Jesús Capitán, José M. Díaz-Báñez, Miguel A. Pérez-Cutiño 他
日本語で読む → - 論文占有グリッドマッピングロボティクス
ベクトル記号アーキテクチャによる脳に着想を得た確率的占有グリッドマッピング
ベクトル記号アーキテクチャを用いて占有グリッドマップを構築し、従来手法の解釈性を保ちつつ計算効率を大幅に改善した。
原題: Brain Inspired Probabilistic Occupancy Grid Mapping with Vector Symbolic Architectures ／ Shay Snyder, Andrew Capodieci, David Gorsich 他
日本語で読む → - 論文ビヘイビアツリーロボティクス
ロボティクス応用におけるビヘイビアツリーの実行意味論
ロボティクスで広く使われるビヘイビアツリーの構造と実行を抽象データ型として形式化し、実装間の微妙な差異による挙動の不一致を解消する実行意味論を提案した論文。
原題: Execution Semantics of Behavior Trees in Robotic Applications ／ Enrico Ghiorzi, Christian Henkel, Matteo Palmas 他
日本語で読む → - 論文身体的HRIロボティクス
REEM-Cと踊る：ロボットから人間への身体的・社会的コミュニケーション研究
人型ロボットがリードするダンスを通じて、触覚・視覚・音声の各モダリティで人間に次の動きを伝える身体的・社会的HRIを実現し、参加者実験で快適さと伝達効果を評価した。
原題: Dancing with REEM-C: A robot-to-human physical-social communication study ／ Marie Charbonneau, Francisco Javier Andrade Chavez, Katja Mombaur
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 → - 論文跳躍ロボット/状態推定ロボティクス
跳躍ロボットにおける最適化カルマンフィルタに基づく状態推定と高さ制御
跳躍ロボットの跳躍高さ制御のため、慣性計測のみを用いた跳躍位相とカルマンフィルタを組み合わせた垂直状態推定器の学習手法を提案し、軽量なプロセッサで高精度な推定を実現した。
原題: Optimized Kalman Filter based State Estimation and Height Control in Hopping Robots ／ Samuel Burns, Matthew Woodward
日本語で読む → - 論文エッジコンピューティングcs.NI
移動体ユーザと自動運転車のための通信を考慮した一貫性のあるエッジ選択
自動運転車のタスクをエッジサーバにオフロードする際、車両移動に伴うハンドオーバーとタスク移行を深層強化学習(DDPG)で統合的に最適化し、遅延と中断を抑える手法を提案。
原題: Communication-Aware Consistent Edge Selection for Mobile Users and Autonomous Vehicles ／ Nazish Tahir, Ramviyas Parasuraman, Haijian Sun
日本語で読む → - 論文アフォーダンスロボティクス
一人称視点動画から精密なアフォーダンスを学習しロボット操作に応用
一人称視点動画から人手ラベルなしで精密なアフォーダンス注釈を生成し、幾何情報と視覚基盤モデルで汎化性能を高め、道具把持やロボットから人への受け渡しなどの操作を実現するシステムを提案した。
原題: Learning Precise Affordances from Egocentric Videos for Robotic Manipulation ／ Gen Li, Nikolaos Tsagkas, Jifei Song 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
地上ロボットとUAVによるマルチロボット掃引被覆における集中制御と分散制御の比較
掃引被覆タスクにおいて、ランダムウォーク・ビーコン付き分散・ハイブリッド編隊・集中編隊・事前決定型の5つの制御構造を、被覆完全性・均一性・完了時間・スケーラビリティ・耐故障性の観点で比較した研究。
原題: Centralization vs. decentralization in multi-robot sweep coverage with ground robots and UAVs ／ Aryo Jamshidpey, Mostafa Wahby, Michael Allwright 他
日本語で読む → - 論文義肢・リハビリロボティクス
ロボット義肢のサーベイ：ニューロプロスセティクス、ソフトアクチュエータ、制御戦略
ロボット義肢分野の研究動向を、ニューロプロスセティクス、ソフトアクチュエータ（EAP・SMA・FFAなど）、制御戦略の観点から概観し、今後の方向性を分析したレビュー論文。
原題: A Survey on Robotic Prosthetics: Neuroprosthetics, Soft Actuators, and Control Strategies ／ Kumar J. Jyothish, Subhankar Mishra
日本語で読む → - 論文飛行制御/強化学習ロボティクス
RESC: 強化学習ベースの探索・制御統合フレームワークによる高密度環境でのクアッドロータ局所計画
可視性経路探索と強化学習による制御生成を統合し、クアッドロータの動力学を直接考慮した局所計画フレームワークを提案。シミュレーションと実機実験で時間効率と機動性の向上を実証した。
原題: RESC: A Reinforcement Learning Based Search-to-Control Framework for Quadrotor Local Planning in Dense Environments ／ Zhaohong Liu, Wenxuan Gao, Yinshuai Sun 他
日本語で読む → - 論文点群ノイズ除去画像認識
TripleMixer: 悪天候下のLiDAR点群ノイズ除去モデル
雪・霧・雨などの悪天候で乱れたLiDAR点群を、空間・周波数・チャネル方向の3種のミキサーで高精度にノイズ除去するネットワークを提案し、大規模シミュレーションデータセットと4つのベンチマークで有効性を示した。
原題: TripleMixer: A 3D Point Cloud Denoising Model for Adverse Weather ／ Xiongwei Zhao, Congcong Wen, Xu Zhu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
マルチエージェント協調操作における相互作用力の分解
複数エージェントでの協調操作において、相互作用力を4自由度に拡張して分解し、対象物の経路やエージェント数・配置に依存せずにエージェントの状態を評価できる手法を提案した。
原題: A Decomposition of Interaction Force for Multi-Agent Co-Manipulation ／ Kody B. Shaw, Dallin L. Cordon, Marc D. Killpack 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SLAMロボティクス
非構造屋外環境におけるVisual-Inertial SLAM：ループクロージングの利点と計算コストのベンチマーク
非構造な自然屋外環境で複数のVisual-Inertial SLAMシステムを比較し、ループクロージングが精度と計算負荷に与える影響やフレームレートの影響を評価した。
原題: Visual-Inertial SLAM for Unstructured Outdoor Environments: Benchmarking the Benefits and Computational Costs of Loop Closing ／ Fabian Schmidt, Constantin Blessing, Markus Enzweiler 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
Polaris: 合成から実世界への視覚グラウンディングと大規模言語モデルによるオープンエンド対話型ロボットマニピュレーション
GPT-4と視覚グラウンディングモデルを組み合わせ、合成データで学習した姿勢推定パイプラインにより、テーブルトップ上のオープンエンドな対話型マニピュレーションを実現するフレームワークを提案した。
原題: Polaris: Open-ended Interactive Robotic Manipulation via Syn2Real Visual Grounding and Large Language Models ／ Tianyu Wang, Haitao Lin, Junqiu Yu 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
Astra: 身体性指示追従のための効率的Transformerアーキテクチャと対照的ダイナミクス学習
異なるモダリティのセグメントからなる軌跡を効率的に処理する新しいTransformerと、環境ダイナミクス理解を深める対照的学習目的を提案し、ロボット操作ベンチマークで性能を大幅に向上させた。
原題: Astra: Efficient Transformer Architecture and Contrastive Dynamics Learning for Embodied Instruction Following ／ Yueen Ma, Dafeng Chi, Shiguang Wu 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
ニューロ進化によるソフト医療デバイスの設計
ニューロ進化アルゴリズムを用いて、薬剤送達カテーテルなどの医療デバイスに応用可能なソフトアクチュエータの初期形状を自動設計し、その性能とロバスト性を評価した。
原題: Using neuroevolution for designing soft medical devices ／ Hugo Alcaraz-Herrera, Michail-Antisthenis Tsompanas, Andrew Adamatzky 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 → - 論文自動運転/動作計画ロボティクス
DRAMA: Mambaを用いた自動運転向け高効率エンドツーエンド動作プランナ
MambaをベースにカメラとLiDARの特徴を融合し、低計算コストで将来の自車軌道を生成する自動運転用エンドツーエンド動作プランナを提案。
原題: DRAMA: An Efficient End-to-end Motion Planner for Autonomous Driving with Mamba ／ Chengran Yuan, Zhanqi Zhang, Jiawei Sun 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ARローカリゼーションロボティクス
地図不要の高精度ARローカリゼーション
事前構築した3D地図を必要とせず、画像列内の相対変換を用いて三角測量し、ARデバイスの高精度な位置推定を実現するMARLocを提案した。
原題: Augmented Reality without Borders: Achieving Precise Localization Without Maps ／ Albert Gassol Puigjaner, Irvin Aloise, Patrik Schmuck
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
独立ロボット群のための時間順序付きアドホック資源共有
複数ロボットの資源共有を重み付きSAT最適化として定式化し、SATソルバの反復適用で最適割当を解く手法を提案。連続時間の順序制約をCNFで符号化し、実機・シミュレーションで検証した。
原題: Time-Ordered Ad-hoc Resource Sharing for Independent Robotic Agents ／ Arjo Chakravarty, Michael X. Grey, M. A. Viraj J. Muthugala 他
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
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