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: 2024/7/1 ／ 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 →- 論文歩行ロボティクス
トルク駆動バネ付き倒立振子モデルとして抽象化した走行ロボットの設計と制御の最適化
脚式ロボットの走行をトルク駆動バネ付き倒立振子モデルで抽象化し、粒子群最適化により安定した周期走行を実現する形態・アクチュエータ・開ループ制御プロファイルを設計する枠組みを提案した。
原題: Optimizing Design and Control of Running Robots Abstracted as Torque Driven Spring Loaded Inverted Pendulum (TD-SLIP) ／ Reed Truax, Feng Liu, Souma Chowdhury 他
日本語で読む → - 論文SLAM/状態推定ロボティクス
拡張カルマンフィルタに基づくLiDAR慣性オドメトリ
IMUの事前積分とLiDARスキャンマッチングを拡張カルマンフィルタで統合し、姿勢・速度・バイアスを推定するLiDAR慣性オドメトリ手法を提案した。
原題: LiDAR-Inertial Odometry Based on Extended Kalman Filter ／ Naoki Akai, Takumi Nakao
日本語で読む → - 論文マルチボディダイナミクスmath.NA
拘束マルチボディシステムのリー群積分スキームに最適な配置空間は存在するか？
拘束マルチボディシステムの数値積分において、配置空間としてSE(3)とSO(3)×R^3のどちらを使うべきかを拘束違反の観点から比較し、剛体の絶対運動が運動部分群に属する場合はSE(3)が優れるが、それ以外では両者は等価で計算が簡単なSO(3)×R^3を使うべきと結論付けた。
原題: Is there an optimal choice of configuration space for Lie group integration schemes applied to constrained MBS? ／ Andreas Mueller, Zdravko Terze
日本語で読む → - 論文制御/強化学習ロボティクス
俊敏ロボティクス：最適制御・強化学習・微分可能シミュレーション
最適制御・強化学習・微分可能シミュレーションを組み合わせ、ロボットの俊敏性を高めつつ外乱に頑健な制御系を設計する方法を論じた論文。
原題: Agile Robotics: Optimal Control, Reinforcement Learning, and Differentiable Simulation ／ Yunlong Song, Davide Scaramuzza
日本語で読む → - 論文模倣学習/人間-ロボットインタラクションロボティクス
MoVEInt: 混合変分エキスパートによる実演からの人間-ロボットインタラクション学習
人間の観察を混合密度ネットワークで潜在空間の事前分布として取り込み、VAEと混合エキスパート構成で実演から人間-ロボットインタラクションの共有潜在表現を学習する手法を提案。握手やハイタッチなどのタスクで従来手法より正確なロボット動作を実現した。
原題: MoVEInt: Mixture of Variational Experts for Learning Human-Robot Interactions from Demonstrations ／ Vignesh Prasad, Alap Kshirsagar, Dorothea Koert 他
日本語で読む → - 論文最適制御ロボティクス
クラッチ付き弾性ロボットの最適制御：接触陰的アプローチ
クラッチ付き弾性ロボットにおいて、制御入力とクラッチの切り替え系列を同時に最適化する接触陰的な手法を提案し、二重振り子で有効性を示した。
原題: Optimal Control for Clutched-Elastic Robots: A Contact-Implicit Approach ／ Dennis Ossadnik, Vasilije Rakčević, Mehmet C. Yildirim 他
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
PWTO：複雑地形における軌道最適化のためのヒューリスティック手法
複雑地形を移動するロボットの軌道計画において、グラフ探索と軌道最適化を組み合わせ、パレート最適な経路でウォームスタートすることで低コストな軌道を得る手法を提案した。
原題: PWTO: A Heuristic Approach for Trajectory Optimization in Complex Terrains ／ Yilin Cai, Zhongqiang Ren
日本語で読む → - 論文制御最適化math.OC
線形等式制約付きLQR問題を効率的に解くアルゴリズム
各段に線形等式制約がある有限ホライズンLQRを、制約なしLQRに帰着させる2段階の手法を提案し、並列実装で検証した。
原題: An efficient algorithm for solving linear equality-constrained LQR problems ／ João Sousa-Pinto, Dominique Orban
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
屋外環境でごみを把持する視覚・触覚ロボットシステム
色画像と深度データで屋外のごみを検出・3D位置推定し、把持を計画する。さらに指尖の低コスト触覚センサで接触と滑りを検知し、回収成功率94%を達成した。
原題: Vision and Tactile Robotic System to Grasp Litter in Outdoor Environments ／ Ignacio de Loyola Páez-Ubieta, Julio Castaño-Amorós, Santiago T. Puente 他
日本語で読む → - 論文LLMエージェントAI
Tulip Agent：大規模ツールライブラリを活用するLLMエージェント
LLMエージェントが大規模なツールライブラリを再帰的に検索してタスクを解決するアーキテクチャを提案し、数学とロボティクスで評価した。
原題: Tulip Agent -- Enabling LLM-Based Agents to Solve Tasks Using Large Tool Libraries ／ Felix Ocker, Daniel Tanneberg, Julian Eggert 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
オープンワールド物体目標ナビゲーションのためのオープンシーングラフ
基盤モデルとオープンシーングラフを統合し、未知環境で自然言語指定の物体を探索するゼロショット物体目標ナビゲーションシステムOpenSearchを提案した。
原題: Open Scene Graphs for Open World Object-Goal Navigation ／ Joel Loo, Zhanxin Wu, David Hsu
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
未知の積載物を運ぶロボットチームによる分散適応型航空宇宙輸送
複数の航空宇宙ロボットが未知の物体を協調して3次元軌道で輸送するための分散適応制御器を提案し、空中と宇宙のシナリオで検証した。
原題: Decentralized Adaptive Aerospace Transportation of Unknown Loads Using A Team of Robots ／ Longsen Gao, Kevin Aubert, David Saldana 他
日本語で読む → - 論文自動運転/模倣学習ロボティクス
PLM-Net: 視覚ベース自動運転の横方向制御における知覚遅延緩和ネットワーク
視覚模倣学習による車線維持制御において、知覚遅延の影響をプラグイン型の深層学習フレームワークで緩和し、操舵誤差を最大78%削減した。
原題: PLM-Net: Perception Latency Mitigation Network for Vision-Based Lateral Control of Autonomous Vehicles ／ Aws Khalil, Jaerock Kwon
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
HSURF人工魚の複雑経路における無線遠隔操作
浮遊型・沈降型・ロボット魚からなるHSURFシステムを用い、音響通信の遅延下で水中の複数目標を巡回・検査する遠隔操作手法を提案し、プール実験で検証した。
原題: Wireless teleoperation of HSURF artificial fish in complex paths ／ Saverio Iacoponi, Nikita Mankovskii, Mohammed El Hanbaly 他
日本語で読む → - 論文音響・マルチモーダルロボティクス
マルチモーダル物理シーン理解のための分離音響場
音の生成・伝播過程を分離表現でモデル化し、落下物の位置に関する空間不確実性マップを構築して探索候補を提示することで、物体探索の成功率を高める手法を提案。
原題: Disentangled Acoustic Fields For Multimodal Physical Scene Understanding ／ Jie Yin, Andrew Luo, Yilun Du 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
GRUtopia：大規模都市で汎用ロボットを夢見る
10万の対話可能なシーンからなる都市規模のシミュレーション環境と、LLM駆動のNPCによる社会シミュレーション、脚式ロボット向けベンチマークを提供し、Embodied AIのSim2Real研究を加速するプロジェクト。
原題: GRUtopia: Dream General Robots in a City at Scale ／ Hanqing Wang, Jiahe Chen, Wensi Huang 他
日本語で読む → - 論文軌道追従/制御制御
UAVの軌道追従：補間制御によるアプローチ
拡張補間制御(eIC)をUAVの実時間軌道追従に適用し、シミュレーションと実験でMPCと比較して計算量を大幅に削減しつつ同等の性能を達成できることを示した。
原題: Trajectory Tracking for UAVs: An Interpolating Control Approach ／ Zdeněk Bouček, Miroslav Flídr, Ondřej Straka
日本語で読む → - 論文動画生成画像認識
報酬勾配による動画拡散モデルのアラインメント
事前学習済み報酬モデルから動画拡散モデルへ勾配を逆伝播させ、少ない計算量とサンプルで下流タスクに適応させる手法を提案。
原題: Video Diffusion Alignment via Reward Gradients ／ Mihir Prabhudesai, Russell Mendonca, Zheyang Qin 他
日本語で読む → - 論文布マニピュレーションロボティクス
布マニピュレーション研究の展開：レビュー
布や衣類のロボット操作に関する研究を、モデリング・知覚・ベンチマーク・操作の観点から整理し、布の多様性への対応度を分析して今後の課題を示したレビュー論文。
原題: Unfolding the Literature: A Review of Robotic Cloth Manipulation ／ Alberta Longhini, Yufei Wang, Irene Garcia-Camacho 他
日本語で読む → - 論文農業ロボティクス画像認識
農業ロボティクス向け果実の形状補完データセットとベンチマーク
農業ロボットによる果実収穫のための、ピーマンのRGB-Dデータセットと高精度点群を提供し、遮蔽下での3D形状補完を可能にする。
原題: A Dataset and Benchmark for Shape Completion of Fruits for Agricultural Robotics ／ Federico Magistri, Thomas Läbe, Elias Marks 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
自律ロボット群の検証と妥当性確認のための相互補強アプローチ
群ロボットの安全性保証に向け、形式検証・低忠実度/高忠実度シミュレーション・実機実験を相互補強的に組み合わせるV&V手法を提案し、公共クロークでのケーススタディで示した。
原題: Autonomous Robotic Swarms: A Corroborative Approach for Verification and Validation ／ Dhaminda B. Abeywickrama, Suet Lee, Chris Bennett 他
日本語で読む → - 論文VLAAI
自動運転の理論知識と技能に関する大規模言語モデルの評価
自動運転支援にLLMを活用するため、500問以上の運転理論テストでGPT-4やErnie、Qwenなどの性能・コスト・遅延を評価した。
原題: Testing Large Language Models on Driving Theory Knowledge and Skills for Connected Autonomous Vehicles ／ Zuoyin Tang, Jianhua He, Dashuai Pei 他
日本語で読む → - 論文UAV制御制御
未知の時変不確かさを持つクアッドロータUAVのための適応バックステッピングと非特異スライディングモード制御
クアッドロータUAVの位置・姿勢追従に対し、クォータニオンを用いた適応バックステッピング制御と非特異スライディングモード制御を組み合わせ、未知の時変不確かさ下でも安定な制御を実現した。
原題: Adaptive Backstepping and Non-singular Sliding Mode Control for Quadrotor UAVs with Unknown Time-varying Uncertainties ／ Arezo Shevidi, Hashim A. Hashim
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
最小センシングで協調ナノドローンによる未構造環境の探索
限られたセンサ能力しか持たないナノドローンの群れが、フロンティア探索とバグアルゴリズムを組み合わせて未知環境を効率的に探索する手法を提案し、シミュレーションと実機実験で有効性を示した。
原題: Exploring Unstructured Environments using Minimal Sensing on Cooperative Nano-Drones ／ Pedro Arias-Perez, Alvika Gautam, Miguel Fernandez-Cortizas 他
日本語で読む → - 論文自動運転/VLAAI
世界をオブジェクト知識にトークン化し、自動運転のロングテール事象に対処する
自動運転のロングテール事象に対処するため、シーンをオブジェクトレベルの知識にトークン化してLLMの推論能力を活用するマルチモーダルLLM「TOKEN」を提案し、軌道誤差と衝突率を大幅に削減した。
原題: Tokenize the World into Object-level Knowledge to Address Long-tail Events in Autonomous Driving ／ Ran Tian, Boyi Li, Xinshuo Weng 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
遠隔操作システムの半自動制御による手作業の専門技能の再現
化学実験の手作業を遠隔ロボットで再現するため、経路と軌道を分離した半自動制御を提案し、ユーザーの専門技能を安全かつ反応的に反映させる。
原題: Re-expression of manual expertise through semi-automatic control of a teleoperated system ／ Erwann Landais, Nasser Rezzoug, Vincent Padois
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
逆強化学習とTD-MPCによるロボットアーム操作
人間の視覚デモンストレーションからコスト関数を逆強化学習で学習し、TD-MPCでロボットアームの操作軌道を最適化する手法を提案し、実機で検証した。
原題: Robotic Arm Manipulation with Inverse Reinforcement Learning & TD-MPC ／ Md Shoyib Hassan, Sabir Md Sanaullah
日本語で読む → - 論文サービスロボットロボティクス
MARLIN: 小売店内物流を支援するクラウド統合型サービスロボット
小売店の在庫補充を支援するサービスロボットMARLINを開発し、クラウド上の意味的デジタルツインと連携させることで、障害物検出・自律ナビゲーション・補充タスク計画を実現した。
原題: MARLIN: A Cloud Integrated Robotic Solution to Support Intralogistics in Retail ／ Dennis Mronga, Andreas Bresser, Fabian Maas 他
日本語で読む → - 論文ソーシャルアシスティブ・ロボットロボティクス
性教育を支援するソーシャルアシスティブ・ロボット：小学生の開示・学習・前向きな態度を促す集団および個別の生徒-ロボット相互作用活動
Naoロボットが性教育の授業を進行する集団活動と1対1の個別活動の2実験を行い、ロボットが生徒の性教育への態度を改善し、人間の教師よりも質問しやすいと感じさせたことを示した。
原題: Socially Assistive Robot in Sexual Health: Group and Individual Student-Robot Interaction Activities Promoting Disclosure, Learning and Positive Attitudes ／ Anna-Maria Velentza, Efthymia Kefalouka, Nikolaos Fachantidis
日本語で読む → - 論文自動運転AI
大規模言語モデルによる人間らしい自動運転：サーベイ
自動運転に大規模言語モデル（LLM）を活用する最近の研究を、モジュール型パイプラインとエンドツーエンドシステムの両面から整理し、課題と今後の方向性を論じたサーベイ論文。
原題: Large Language Models for Human-like Autonomous Driving: A Survey ／ Yun Li, Kai Katsumata, Ehsan Javanmardi 他
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