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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sim2realロボティクス
PlantTrack: ゼロショットSim2Real転移によるタスク駆動型植物キーポイント追跡
DINOv2の特徴量とキーポイントヒートマップ予測器を組み合わせ、わずか20枚の合成画像で学習して実環境の植物特徴をゼロショットで追跡する手法を提案。
原題: PlantTrack: Task-Driven Plant Keypoint Tracking with Zero-Shot Sim2Real Transfer ／ Samhita Marri, Arun N. Sivakumar, Naveen K. Uppalapati 他
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強化学習によるヘビ型ロボットCOBRAのモデル同定
強化学習と勾配情報を用いてヘビ型ロボットCOBRAの動力学モデルのパラメータを実験データから同定し、sim-to-realギャップを低減する手法を提案・実機検証した。
原題: Reinforcement Learning-Based Model Matching in COBRA, a Slithering Snake Robot ／ Harin Kumar Nallaguntla
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
DEF-oriCORN: 実演なしで頑健な言語指示マニピュレーションのための効率的3Dシーン理解
物体ベースのシーン表現と拡散モデルによる状態推定を組み合わせ、実演なしで言語指示に基づくマニピュレーションを実現するフレームワークを提案。シミュレーションのみで学習しながら、透明・反射物体を含む実環境へゼロショットで汎化する。
原題: DEF-oriCORN: efficient 3D scene understanding for robust language-directed manipulation without demonstrations ／ Dongwon Son, Sanghyeon Son, Jaehyung Kim 他
日本語で読む → - 論文車輪脚ロボットロボティクス
新型変形可能な車輪脚ロボットの設計と中枢パターン生成器による制御
変形可能な車輪脚ロボットを設計し、中枢パターン生成器（CPG）を用いて様々な地形を移動する制御器を開発した。
原題: Design and Central Pattern Generator Control of a New Transformable Wheel-Legged Robot ／ Tyler Bishop, Keran Ye, Konstantinos Karydis
日本語で読む → - 論文データ収集ロボティクス
RoCap: 外観変化物体の姿勢推定のためのロボットデータ収集パイプライン
ロボットアームで対象物体を様々な6D姿勢で動かし、関節角度から正解姿勢を自動計算して学習データを収集するパイプラインを提案。ぬいぐるみや透明・反射・関節物体など外観が変化する物体の姿勢推定モデルを効率的に訓練できる。
原題: RoCap: A Robotic Data Collection Pipeline for the Pose Estimation of Appearance-Changing Objects ／ Jiahao Nick Li, Toby Chong, Zhongyi Zhou 他
日本語で読む → - 論文群制御AI
セルオートマタによる山火事の自律対応と予測 (WARP-CA)
パーリンノイズで地形を生成しセルオートマタで山火事の延焼をシミュレートするとともに、UAVやUGVなどの自律エージェントをマルチエージェント強化学習で協調制御して消火活動を行う手法を提案した。
原題: Wildfire Autonomous Response and Prediction Using Cellular Automata (WARP-CA) ／ Abdelrahman Ramadan
日本語で読む → - 論文人間機械協調ロボティクス
人間の頑固さに反応する人間-機械軌道計画
人間と自動化の協調軌道計画において、人間の頑固さを力学的にモデル化し、介護分野のシミュレーションでその有効性を示した。
原題: Reacting on human stubbornness in human-machine trajectory planning ／ Julian Schneider, Niels Straky, Simon Meyer 他
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
適応的Conformal Predictionによる不確かさ定量化を伴う安全臨界制御
未知の運動ノイズ分布を持つ確率力学系に対し、適応的Conformal Predictionで予測不確かさをオンライン定量化し、確率的制御バリア関数と組み合わせて高確率の安全保証を実現する制御フレームワークを提案した。
原題: Safety-Critical Control with Uncertainty Quantification using Adaptive Conformal Prediction ／ Hao Zhou, Yanze Zhang, Wenhao Luo
日本語で読む → - 論文ロボティクス/機械学習/オントロジーロボティクス
ロボティクス応用のための機械学習とオントロジーの結合
機械学習アルゴリズムと知識ベースのオントロジーを連携させる実践的アプローチを提案し、自律システムのリスク認識に関する実験で有効性と計算量の線形性を示した。
原題: Coupling Machine Learning with Ontology for Robotics Applications ／ Osama F. Zaki
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
大規模言語モデルによるロボットの音声コマンド解釈と学習
GPT-4などの大規模言語モデルとデータベースを組み合わせ、ロボットが音声コマンドを解釈し、知識を獲得しながら意思決定できるシステムを開発した。
原題: Interpreting and learning voice commands with a Large Language Model for a robot system ／ Stanislau Stankevich, Wojciech Dudek
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
大規模SLAMのためのリアルタイムループ閉じ込め検出におけるメモリ管理
SLAMにおけるループ閉じ込め検出の計算時間を一定に保つメモリ管理手法を提案し、大規模・長期運用でのリアルタイム性を実現した。
原題: Memory Management for Real-Time Appearance-Based Loop Closure Detection ／ Mathieu Labbé, François Michaud
日本語で読む → - 論文タスクプランニングロボティクス
高レベル仕様の仮定違反からのロボット自動復旧
タスク実行中に環境の安全仮定が破られた際、合成ベースの修復で新しいスキルを獲得し、自動的にタスクを完了させるフレームワークを提案。
原題: Automated Robot Recovery from Assumption Violations of High-Level Specifications ／ Qian Meng, Hadas Kress-Gazit
日本語で読む → - 論文農業ロボティクスロボティクス
5Gエッジコンピューティングによる選択収穫ロボットの作業速度最適化
5Gネットワークとエッジサーバを収穫ロボットに統合し、画像処理や通信プロトコルの違いが作業速度に与える影響を実験的に評価した。
原題: Optimising robotic operation speed with edge computing over 5G networks: Insights from selective harvesting robots ／ Usman A. Zahidi, Arshad Khan, Tsvetan Zhivkov 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
産業用自律走行車の衝突・障害物回避：協調アプローチに基づくシミュレーションと実験
産業用自律走行車（IAV）の自律性向上のため、道路交通分野の協調アルゴリズムを転用し、衝突回避や障害物回避をシミュレーションと実験で検証した研究。
原題: Collision and Obstacle Avoidance for Industrial Autonomous Vehicles -- Simulation and Experimentation Based on a Cooperative Approach ／ Juliette Grosset, Alain-Jérôme Fougères, M Djoko-Kouam 他
日本語で読む → - 論文安全性検証ロボティクス
分布シフト下における確率的サイバーフィジカルシステムの統計的可到達性解析
シミュレータの分布と実環境の分布がずれる状況で、確率的サイバーフィジカルシステムの到達可能状態を高い確率で保証する統計的手法を提案した。代理モデル学習・到達性解析・ロバスト共形推論の3段階で構成される。
原題: Statistical Reachability Analysis of Stochastic Cyber-Physical Systems under Distribution Shift ／ Navid Hashemi, Lars Lindemann, Jyotirmoy V. Deshmukh
日本語で読む → - 論文心の理論/認知ロボティクスcs.NE
自己観察による心的状態推定の学習：心の理論の深層学習モデルにおける意図と信念表現の発達的相乗効果
部分観測環境で自己の意思決定を観察することで信念帰属を学習し、意図予測と同時に学ぶと精度が早期に向上することを示した深層学習モデル研究。
原題: Learning mental states estimation through self-observation: a developmental synergy between intentions and beliefs representations in a deep-learning model of Theory of Mind ／ Francesca Bianco, Silvia Rigato, Maria Laura Filippetti 他
日本語で読む → - 論文ヒューマノイド/歩行ロボティクス
PANDORA: 構造弾性を備えたオープンソースヒューマノイドロボット
主要な構造部品を3Dプリントの柔軟材料で製作し、構造自体が弾性を持つオープンソースヒューマノイドロボットを開発。外乱下でのバランス維持と歩行を実現した。
原題: PANDORA: The Open-Source, Structurally Elastic Humanoid Robot ／ Connor W. Herron, Alexander J. Fuge, Benjamin C. Beiter 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
ロボット群の遠隔操作を支援する認知メタファーを用いたソニフィケーションの比較検討
仮想原子力施設でのロボット群遠隔操作において、認知メタファーに基づくソニフィケーションと計算主義的アプローチを比較し、予測性と作業負荷では計算主義が優れるが、直感性や空間化では認知メタファーが優れることを示した。
原題: The Ballad of the Bots: Sonification Using Cognitive Metaphor to Support Immersed Teleoperation of Robot Teams ／ Joe Simmons, Paul Bremner, Thomas J Mitchell 他
日本語で読む → - 論文SLAM/マッピングロボティクス
動的物体を排除した静的3D点群マップ生成
LiDAR点群から3D物体検出と地面投影により動的物体を除去し、駐車車両などの潜在的動的物体も含めて排除した静的マップを生成する手法を提案。
原題: No More Potentially Dynamic Objects: Static Point Cloud Map Generation based on 3D Object Detection and Ground Projection ／ Soojin Woo, Donghwi Jung, Seong-Woo Kim
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
SARO: 視覚言語モデルによる3D地形を横断する空間認識ロボットシステム
視覚言語モデルを高レベル推論に用い、タスク分解と閉ループ実行、強化学習による低レベル制御を組み合わせて、四足ロボットが3D地形を横断して目標地点に到達できるシステムを構築した。
原題: SARO: Space-Aware Robot System for Terrain Crossing via Vision-Language Model ／ Shaoting Zhu, Derun Li, Linzhan Mou 他
日本語で読む → - 論文位置認識画像認識
SALSA: LiDAR位置認識のための高速適応型軽量自己注意機構
LiDAR点群の位置認識を高速・軽量に行うSALSAを提案。球面窓注意と適応型自己注意で局所記述子を集約し、リアルタイムで既存手法を上回る。
原題: SALSA: Swift Adaptive Lightweight Self-Attention for Enhanced LiDAR Place Recognition ／ Raktim Gautam Goswami, Naman Patel, Prashanth Krishnamurthy 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
傾斜型空中プラットフォームによる非破壊検査のための半自律フレームワークの開発
傾斜型全方位ドローンと5自由度アームからなる空中マニピュレータで、力制御を用いて構造物に接触し、超音波センサで非破壊検査を行う半自律システムを開発した。
原題: Development of a semi-autonomous framework for NDT inspection with a tilting aerial platform ／ Salvatore Marcellini, Simone D'Angelo, Alessandro De Crescenzo 他
日本語で読む → - 論文LLMエージェント/生産計画AI
大規模言語モデルを生産システムに統合し、タスク自動化と柔軟性を向上
生産システムを階層化し、原子操作をマイクロサービス化したデジタルツイン上でLLMエージェントが計画を立案・実行する枠組みを提案し、実験室のモジュール式生産設備で実証した。
原題: Incorporating Large Language Models into Production Systems for Enhanced Task Automation and Flexibility ／ Yuchen Xia, Jize Zhang, Nasser Jazdi 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
IntentionNet：キロメートル規模の地図に依存しない視覚ナビゲーション
単一のニューラルネットワークを低レベル制御器として使い、「意図」と呼ばれる汎用インターフェースで操舵するナビゲーションシステムを提案し、Spotロボットで1km以上の屋内・屋外走行を実現した。
原題: IntentionNet: Map-Lite Visual Navigation at the Kilometre Scale ／ Wei Gao, Bo Ai, Joel Loo 他
日本語で読む → - 論文事故予測画像認識
CRASH: 文脈認識と時間的フォーカス注意を用いた事故認識・予測システム
車載カメラ映像から周囲の交通エージェントの事故を予測するため、物体検出・特徴抽出・物体認識・文脈認識・多層融合を統合したフレームワークCRASHを提案し、実世界データセットで評価した。
原題: CRASH: Crash Recognition and Anticipation System Harnessing with Context-Aware and Temporal Focus Attentions ／ Haicheng Liao, Haoyu Sun, Huanming Shen 他
日本語で読む → - 論文災害対応/データセット画像認識
CRASAR-U-DROIDs: 地理補正済みsUAS画像における建物位置合わせと被害評価のための大規模ベンチマークデータセット
小型無人航空機(sUAS)で取得した地理空間画像を用いて、10件の災害にわたる建物被害評価と空間位置合わせのための大規模データセットを構築した論文。
原題: CRASAR-U-DROIDs: A Large Scale Benchmark Dataset for Building Alignment and Damage Assessment in Georectified sUAS Imagery ／ Thomas Manzini, Priyankari Perali, Raisa Karnik 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ASVナビゲーションにおけるsim-to-realギャップを低減する深層強化学習フレームワークと手法
浮力・流体力モデルとシステム同定・ドメインランダム化を組み合わせ、自律水面艇の強化学習を実環境に転移しやすくし、浮遊ゴミ回収タスクでエネルギー消費と完了時間を削減した。
原題: A Deep Reinforcement Learning Framework and Methodology for Reducing the Sim-to-Real Gap in ASV Navigation ／ Luis F W Batista, Junghwan Ro, Antoine Richard 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
画像生成モデルを行動モデルとして活用するGENIMA
Stable Diffusionを微調整し、RGB画像上に目標関節動作を描画させる行動クローニングエージェントを提案。RLBenchと実世界の操作タスクで、シーン変化への頑健性や新規物体への汎化性能が向上することを示した。
原題: Generative Image as Action Models ／ Mohit Shridhar, Yat Long Lo, Stephen James
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
HyperSurf: GRUと実機-シミュレーション転移による表面認識が可能な四足歩行ロボットの脚
四足歩行ロボットの脚で表面を認識するため、交換可能な表面を踏める単脚装置とGRUベースの認識システムを開発し、実機からシミュレーションへの表面特性転移を可能にした。
原題: HyperSurf: Quadruped Robot Leg Capable of Surface Recognition with GRU and Real-to-Sim Transferring ／ Sergei Satsevich, Yaroslav Savotin, Danil Belov 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーション自然言語
ロボットマニピュレーションにおける指示の多様性とタスク難易度の役割の調査
マルチモーダルモデルの汎化性能を、指示文の摂動・視覚入力の変化・タスク複雑度の観点から体系的に評価する枠組みを提案し、既存モデルの限界を明らかにした。
原題: Investigating the Role of Instruction Variety and Task Difficulty in Robotic Manipulation Tasks ／ Amit Parekh, Nikolas Vitsakis, Alessandro Suglia 他
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