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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: 2024/7/1 ／ 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 →- 論文模倣学習/手術ロボットロボティクス
手術ロボットトランスフォーマー（SRT）：手術タスクのための模倣学習
da Vinci手術ロボットの不正確な順運動学データでも模倣学習を成功させる相対行動定式化を提案し、組織操作・針操作・結紮の3タスクで実証した。
原題: Surgical Robot Transformer (SRT): Imitation Learning for Surgical Tasks ／ Ji Woong Kim, Tony Z. Zhao, Samuel Schmidgall 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
粒状メタマテリアルの絡み合いを利用した複雑なピッキング
絡み合いやすい粒状メタマテリアルを電磁石で操作し、従来のグリッパでは難しい対象物の集合体を安定して把持・ピッキングする手法を実現した。
原題: Complex picking via entanglement of granular mechanical metamaterials ／ Ashkan Rezanejad, Mostafa Mousa, Matthew Howard 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
スケーラブルな生成モデルによる動作計画タスクの解決
運転シーンのダイナミクスを学習する生成モデルを提案し、シミュレーション・計画・オンライン学習に活用できることを示した。
原題: Solving Motion Planning Tasks with a Scalable Generative Model ／ Yihan Hu, Siqi Chai, Zhening Yang 他
日本語で読む → - 論文空中マニピュレーションロボティクス
モデルベース深層強化学習による非把持型空中マニピュレーション
ドローンの非把持型マニピュレーションにおいて、環境の世界モデルと方策を同時に学習するモデルベース深層強化学習を提案し、未知の摩擦環境でも物体を目標位置へ押し動かせることを示した。
原題: Non-Prehensile Aerial Manipulation using Model-Based Deep Reinforcement Learning ／ Cora A. Dimmig, Marin Kobilarov
日本語で読む → - 論文自動運転画像認識
Lanelet2フレームワークにおけるHDマップからの訓練データ生成
自動運転用HDマップフレームワークLanelet2に、機械学習の訓練ラベル生成と推論時の地図データ入力を統合する拡張を提案した論文。
原題: Generation of Training Data from HD Maps in the Lanelet2 Framework ／ Fabian Immel, Richard Fehler, Frank Bieder 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
効率的な融合とタスク誘導埋め込みによるエンドツーエンド自動運転
EfficientViTとクロスアテンション、デコーダのみのTransformerを組み合わせ、タスク誘導の埋め込みでセンサー融合とリスク予測を行う軽量な自動運転モデルEfficientFuserを提案。CARLAで最先端軽量手法より37.6%のパラメータと8.7%の計算量で運転スコアは0.4%低いのみ。
原題: Efficient Fusion and Task Guided Embedding for End-to-end Autonomous Driving ／ Yipin Guo, Yilin Lang, Qinyuan Ren
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
データ駆動型誤差モデルを統合した適応モデル予測制御による四足歩行
四足ロボットのMPCにARMAVモデルによるデータ駆動型の状態誤差補償を組み込み、モデルと実機のギャップを低減して歩行性能を向上させる手法を提案し、体重の84%にあたる20kgの未モデル化ペイロードを搭載した実機実験で検証した。
原題: Adaptive Model Predictive Control with Data-driven Error Model for Quadrupedal Locomotion ／ Xuanqi Zeng, Hongbo Zhang, Linzhu Yue 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
狭所における自律地上ナビゲーション：ICRA 2024第3回BARNチャレンジからの教訓
ICRA 2024で開催された第3回BARNチャレンジを通じて、狭く制約の厳しい環境での自律地上ナビゲーション技術の現状を評価し、上位チームの手法と今後の課題を分析した。
原題: Autonomous Ground Navigation in Highly Constrained Spaces: Lessons learned from The 3rd BARN Challenge at ICRA 2024 ／ Xuesu Xiao, Zifan Xu, Aniket Datar 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
知覚的なパンケーキ生地の撹拌と精密注ぎのための知能ロボットシステム
触覚センシングと制御アルゴリズムを統合し、生地の均一性を自律的に達成しつつ、水分粉比率や液面を推定し、複雑な形状に精密に注ぐロボットシステムを開発した。
原題: An Intelligent Robotic System for Perceptive Pancake Batter Stirring and Precise Pouring ／ Xinyuan Luo, Shengmiao Jin, Hung-Jui Huang 他
日本語で読む → - 論文全身制御ロボティクス
バイオメカニクスに着想を得たヒューマノイドロボットのサッカーキック制御
人間のサッカーキックのバイオメカニクスを分析し、軌道最適化と模倣学習を組み合わせて、ヒューマノイドロボットが動的なインステップキックを実現する制御フレームワークを提案した。
原題: A Biomechanics-Inspired Approach to Soccer Kicking for Humanoid Robots ／ Daniel Marew, Nisal Perera, Shangqun Yu 他
日本語で読む → - 論文モジュラー制御ロボティクス
MeMo: ノイズ注入による意味のあるモジュラー制御器の学習
ロボットの部品ごとにモジュラー制御器を学習し、同じ部品からなる新しいロボットの制御を効率的に再利用できるフレームワークMeMoを提案。
原題: MeMo: Meaningful, Modular Controllers via Noise Injection ／ Megan Tjandrasuwita, Jie Xu, Armando Solar-Lezama 他
日本語で読む → - 論文手術支援ロボットロボティクス
画像誘導ナビゲーションとロボット支援脊椎手術のためのハイブリッド層型システム
モジュール型と統合型アーキテクチャを組み合わせたハイブリッド層型システムを開発し、ファントムと遺体で評価した。ナビゲーション誘導とロボット支援により、椎弓根スクリューの配置精度が高く、被曝線量も低減できることを示した。
原題: A Hybrid-Layered System for Image-Guided Navigation and Robot Assisted Spine Surgeries ／ Suhail Ansari T, Vivek Maik, Minhas Naheem 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
光学式触覚センサの力校正に向けた深層ドメイン適応回帰
校正済みの光学式触覚センサから未校正のセンサへ力予測能力を転移する深層ドメイン適応手法を提案し、マーカーや照明、弾性体の違いを超えて高精度に3軸力を校正できることを示した。
原題: Deep Domain Adaptation Regression for Force Calibration of Optical Tactile Sensors ／ Zhuo Chen, Ni Ou, Jiaqi Jiang 他
日本語で読む → - 論文運転行動解析AI
行動フェーズのクラスタリングに基づく運転パターン解釈
運転行動を「行動フェーズ」という単位で捉え、教師なしクラスタリングで分類することで、実データから「追従」「距離維持」などの運転パターンを抽出する枠組みを提案した。
原題: Driving pattern interpretation based on action phases clustering ／ Xue Yao, Simeon C. Calvert, Serge P. Hoogendoorn
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
非線形システムのオンライン時間情報付きキノダイナミック運動計画
深層学習とKoopman作用素理論を組み合わせ、非線形制御システムの時間情報付き集合をオンラインで近似し、時間最適な運動計画を高速化する手法を提案した。
原題: Online Time-Informed Kinodynamic Motion Planning of Nonlinear Systems ／ Fei Meng, Jianbang Liu, Haojie Shi 他
日本語で読む → - 論文軌道予測AI
空中観測からの高速マニューバ復元：軌道クラスタリングと外れ値除去
空中観測データから歩行者・自転車・車の軌道をクラスタリングし、地図情報なしで代表的な軌道クラスを抽出するとともに、外れ値や不完全な軌道を除去する手法を提案した。
原題: Fast maneuver recovery from aerial observation: trajectory clustering and outliers rejection ／ Nelson de Moura, Augustin Gervreau-Mercier, Fernando Garrido 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Quality Diversity：限界と今後の方向性
MAP-Elites型の多様性探索は単一のゴール条件付き方策と古典プランナで代替可能だと示し、認知地図の知見を踏まえてQDの新たな研究方向を論じた論文。
原題: Quality Diversity for Robot Learning: Limitations and Future Directions ／ Sumeet Batra, Bryon Tjanaka, Stefanos Nikolaidis 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーション画像認識
DegustaBot: 個人の好みに基づくマルチオブジェクト再配置のためのゼロショット視覚嗜好推定
視覚言語基盤モデルとゼロショット視覚プロンプトを用いて、家庭内の物体再配置タスクを個人の視覚的嗜好に合わせて解く手法を提案し、シミュレーションで評価した。
原題: DegustaBot: Zero-Shot Visual Preference Estimation for Personalized Multi-Object Rearrangement ／ Benjamin A. Newman, Pranay Gupta, Kris Kitani 他
日本語で読む → - 論文自動運転シナリオ生成AI
マルコフ過程編集に基づく知覚失敗シナリオの加速生成手法
地下駐車場環境において、背景車両と自動運転車の相互作用を学習しマルコフ過程を編集することで、知覚失敗シナリオを効率的に生成する手法を提案した。
原題: Acceleration method for generating perception failure scenarios based on editing Markov process ／ Canjie Cai
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ネガティブプロンプト誘導を用いた言語駆動型6自由度把持検出
自然言語の指示に基づき、散らかった点群の中から目的の物体を6自由度で把持する手法を提案。大規模データセットGrasp-Anything-6Dと、不要物体を避けるネガティブプロンプト誘導拡散モデルを導入した。
原題: Language-Driven 6-DoF Grasp Detection Using Negative Prompt Guidance ／ Toan Nguyen, Minh Nhat Vu, Baoru Huang 他
日本語で読む → - 論文ドローン自律飛行ロボティクス
リアルタイム神経形態ナビゲーション：イベントベース視覚と物理駆動型計画のParrot Bebop2クアッドロータへの統合
イベントカメラとスパイキングニューラルネットワーク、物理駆動型計画を組み合わせ、Parrot Bebop2ドローンが動くリングをリアルタイムで通り抜ける省エネナビゲーションを実現した。
原題: Real-Time Neuromorphic Navigation: Integrating Event-Based Vision and Physics-Driven Planning on a Parrot Bebop2 Quadrotor ／ Amogh Joshi, Sourav Sanyal, Kaushik Roy
日本語で読む → - 論文自動運転/経路計画ロボティクス
ハイブリッドA*経路計画に交通ルールを遵守させる：深層強化学習ベースの計画フレームワーク
深層強化学習で車線変更などの高レベル判断を行い、ハイブリッドA*とMPCで衝突回避軌道を生成する自動運転計画手法を提案し、実機で検証した。
原題: Let Hybrid A* Path Planner Obey Traffic Rules: A Deep Reinforcement Learning-Based Planning Framework ／ Xibo Li, Shruti Patel, Christof Büskens
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
予算制約下での分散マルチロボットオンラインサンプリング
各ロボットの移動予算が限られる環境で、モンテカルロ木探索を用いて通信しながら次のサンプリング地点をオンライン選択し、未知のスカラー場を効率的に再構成する分散アルゴリズムを提案した。
原題: Distributed Multi-robot Online Sampling with Budget Constraints ／ Azin Shamshirgaran, Sandeep Manjanna, Stefano Carpin
日本語で読む → - 論文移動ロボットナビゲーションロボティクス
自律移動ロボットのナビゲーション：追従問題
車輪オドメトリ・視覚による目標追従・超音波による障害物回避の3つの行動をPioneerロボットとElegooカーで実機・シミュレーション検証した。
原題: Autonomous Mobile Robot Navigation: Tracking problem ／ Salem Ameen, Husan F. Vokhidov
日本語で読む → - 論文脚式ロボットロボティクス
視覚言語モデルの常識推論による脚式ロボットの適応
視覚言語モデル(VLM)の常識推論を活用し、過去の相互作用と将来の計画を考慮して脚式ロボットが未知の障害物に対処するシステムVLM-PCを提案。
原題: Commonsense Reasoning for Legged Robot Adaptation with Vision-Language Models ／ Annie S. Chen, Alec M. Lessing, Andy Tang 他
日本語で読む → - 論文ヘビ型ロボットロボティクス
腱駆動型柔軟ヘビロボットの開発：全身の屈曲とねじりを統合した駆動
腱で駆動される連続体セクションを直列に接続し、全身を屈曲・ねじりすることで、部分的な接地を利用したヘビの滑らかな移動を実現するロボットを開発した。
原題: Development of Tendon-Driven Compliant Snake Robot with Global Bending and Twisting Actuation ／ Seongil Kwon, Serdar Incekara, Gangil Kwon 他
日本語で読む → - 論文群制御AI
SysMLとBPMNによるマルチロボットシステムのアーキテクチャ設計
SysMLとBPMNという2つの形式的手法でマルチロボットシステムの設計図を記述し、JADE上でマルチエージェントシミュレーションを行って性能評価する手法を提案した論文。
原題: Multi-Robot System Architecture design in SysML and BPMN ／ Ahmed R. Sadik, Christian Goerick
日本語で読む → - 論文計算アーキテクチャロボティクス
ロボティクス応用のための並列計算アーキテクチャ：包括的レビュー
ロボットシステムの高性能化に向けて、マルチコアCPU・GPU・FPGA・分散システムなどの並列計算アーキテクチャを比較し、実用例や課題を整理したレビュー論文。
原題: Parallel Computing Architectures for Robotic Applications: A Comprehensive Review ／ Md Rafid Islam
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
RAM: 検索ベースのアフォーダンス転移による汎用ゼロショットロボットマニピュレーション
ロボット・人間・カスタムデータからアフォーダンス記憶を構築し、言語指示に応じて類似デモを検索して2Dアフォーダンスを3D実行可能な形に転移することで、未知の物体・環境・身体でもゼロショットで操作を実現するフレームワーク。
原題: RAM: Retrieval-Based Affordance Transfer for Generalizable Zero-Shot Robotic Manipulation ／ Yuxuan Kuang, Junjie Ye, Haoran Geng 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
PINN-Ray：ソフトロボットFin Ray指の変形をモデル化する物理情報ニューラルネットワーク
弾性力学の最小ポテンシャルエネルギー原理と実験データを損失関数に組み込んだ物理情報ニューラルネットワークで、Fin Ray型ソフトグリッパの複雑な変形を高精度かつデータ乏少下でも予測できるようにした研究。
原題: PINN-Ray: A Physics-Informed Neural Network to Model Soft Robotic Fin Ray Fingers ／ Xing Wang, Joel Janek Dabrowski, Josh Pinskier 他
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