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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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
体性感覚注意機構を備えた深層予測学習による移乗介護のための双腕動作生成
深層予測学習と体性感覚・視覚の注意機構、インピーダンス制御を組み合わせ、双腕ヒューマノイドがベッドと患者の背中の間に手を差し込み、仰臥位から持ち上げる移乗介護動作を生成できるようにした。
原題: Dual-arm Motion Generation for Repositioning Care based on Deep Predictive Learning with Somatosensory Attention Mechanism ／ Tamon Miyake, Namiko Saito, Tetsuya Ogata 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/制御ロボティクス
データ駆動サロゲートモデルを用いたソフトレーザーマニピュレータによる精密モーション補償
軟体マニピュレータの低次元サロゲートモデルをデータから構築し、モデル予測制御に組み込むことで、レーザーアブレーション手術における臓器の動きを補償する手法を提案した。
原題: Refined Motion Compensation with Soft Laser Manipulators using Data-Driven Surrogate Models ／ Yongjun Yan, Qingpeng Ding, Mingwu Li 他
日本語で読む → - 論文経路計画/歩行ロボティクス
MorphoMove: 多肢形態形成型UAVのためのMPCベース経路追従を備えたバイモーダル経路プランナ
飛行と地上歩行の両方が可能な多肢形態形成型ドローンMorphoGearに対し、A*ベースのハイブリッド経路計画とMPCによる歩行経路追従を開発し、Unityシミュレーションで検証した。
原題: MorphoMove: Bi-Modal Path Planner with MPC-based Path Follower for Multi-Limb Morphogenetic UAV ／ Muhammad Ahsan Mustafa, Yasheerah Yaqoot, Mikhail Martynov 他
日本語で読む → - 論文3D物体検出画像認識
マルチカメラ画像から高解像度ベクトル表現を学習する3D物体検出
マルチカメラ画像から高解像度のベクトル表現と低解像度BEV表現を組み合わせ、効率的に3D物体検出を行うVectorFormerを提案。nuScenesで最高精度と高速推論を達成。
原題: Learning High-resolution Vector Representation from Multi-Camera Images for 3D Object Detection ／ Zhili Chen, Shuangjie Xu, Maosheng Ye 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
高忠実度形状を用いた接触リッチマニピュレーションのための軌道最適化と接触選択の同時実行
接触を考慮した軌道最適化において、反復過程で接触点と時刻を選択することで変数と制約を削減し、数万頂点の高忠実度形状でも計算可能にした。
原題: Simultaneous Trajectory Optimization and Contact Selection for Contact-rich Manipulation with High-Fidelity Geometry ／ Mengchao Zhang, Devesh K. Jha, Arvind U. Raghunathan 他
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習AI
動的環境における自律的意思決定のための深層注意駆動強化学習（DAD-RL）
周囲車両との動的相互作用を時空間注意機構で符号化し、Soft Actor-Criticで訓練する自動運転の意思決定フレームワークを提案。大規模Transformerを使わずにSMARTSベンチマークで最先端性能を達成した。
原題: Deep Attention Driven Reinforcement Learning (DAD-RL) for Autonomous Decision-Making in Dynamic Environment ／ Jayabrata Chowdhury, Venkataramanan Shivaraman, Sumit Dangi 他
日本語で読む → - 論文位置認識画像認識
VIPeR: 適応的マイニングと継続学習による視覚的インクリメンタル位置認識
新しい環境に適応しつつ過去の環境での性能を維持する視覚的位置認識手法VIPeRを提案。人間の記憶システムに着想を得た記憶バンクと確率的知識蒸留で破滅的忘却を防ぐ。
原題: VIPeR: Visual Incremental Place Recognition with Adaptive Mining and Continual Learning ／ Yuhang Ming, Minyang Xu, Xingrui Yang 他
日本語で読む → - 論文群衆予測画像認識
CrowdMAC: マスク付き群衆密度補完によるロバストな群衆密度予測
検出漏れで欠損した過去の群衆密度マップから将来を予測するため、マスク補完と予測を同時学習するフレームワークを提案し、7つの大規模データセットで最高性能を達成した。
原題: CrowdMAC: Masked Crowd Density Completion for Robust Crowd Density Forecasting ／ Ryo Fujii, Ryo Hachiuma, Hideo Saito
日本語で読む → - 論文3Dセグメンテーション画像認識
RAPiD-Seg: 距離認識型点群距離分布ネットワークによる3D LiDARセグメンテーション
LiDAR点群の局所形状を捉える距離認識型特徴量RAPiDを提案し、二重入れ子オートエンコーダとチャネル注意融合で3Dセグメンテーション精度を向上させた研究。
原題: RAPiD-Seg: Range-Aware Pointwise Distance Distribution Networks for 3D LiDAR Segmentation ／ Li Li, Hubert P. H. Shum, Toby P. Breckon
日本語で読む → - 論文UAV探索ロボティクス
木構造に基づく3次元UAV探索のための次善軌道法
未知で非構造的な環境において、情報利得の最大化と移動距離・ロボット動作の最小化を両立する、木構造ベースの統合探索・計画アルゴリズム（Exploration-RRT）を提案し、地下やGPS拒否環境での実機実験で有効性を示した。
原題: A Tree-based Next-best-trajectory Method for 3D UAV Exploration ／ Björn Lindqvist, Akash Patel, Kalle Löfgren 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
EquiBot: 汎化性とデータ効率を両立するSIM(3)同変拡散ポリシー
拡散ポリシーにSIM(3)同変なネットワークを組み合わせ、スケール・回転・並進の変化に不変なロボットマニピュレーション方策を実現した。各タスク5分の実演だけで新しい物体や環境に汎化できる。
原題: EquiBot: SIM(3)-Equivariant Diffusion Policy for Generalizable and Data Efficient Learning ／ Jingyun Yang, Zi-ang Cao, Congyue Deng 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ペンを回す学習から得られた教訓
シミュレーションで強化学習と軌道データを生成し、実世界で微調整することで、ペンのような物体を手の中で回転させる技能を習得した研究。
原題: Lessons from Learning to Spin "Pens" ／ Jun Wang, Ying Yuan, Haichuan Che 他
日本語で読む → - 論文FPV/UAV自律ロボティクス
FPV飛行デモによるUAV自律化研究のためのオープンソースハードウェア/ソフトウェア構成とシミュレーション環境
安価な自作クアッドコプターとPixhawk、Python製ソフトで、人間のFPV操縦データ（テレメトリ・GPS・操作入力・映像）を同期記録できるオープンソース基盤を構築した。
原題: An Open-source Hardware/Software Architecture and Supporting Simulation Environment to Perform Human FPV Flight Demonstrations for Unmanned Aerial Vehicle Autonomy ／ Haosong Xiao, Prajit Krisshnakumar, Jagadeswara P K V Pothuri 他
日本語で読む → - 論文慣性航法ロボティクス
歩行者の慣性航法：モデルベースとデータ駆動型アプローチの概観
歩行者の慣性航法について、靴装着型センサーやPDRのモデルベース手法と、活動支援・ハイブリッド・学習ベースのデータ駆動型手法を概説したサーベイ論文。
原題: Pedestrian Inertial Navigation: An Overview of Model and Data-Driven Approaches ／ Itzik Klein
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
日本語で読む → - 論文物理的人間-ロボットインタラクションロボティクス
深層学習によるサブタスク検出と動作推定を用いた効率的で安全な接触リッチな物理的人間-ロボットインタラクション
深層学習で人間の意図をサブタスク検出と動作推定により認識し、適応アドミタンス制御をオンライン調整することで、接触を伴う作業における効率と安全性を向上させる手法を提案した。
原題: Efficient and Safe Contact-rich pHRI via Subtask Detection and Motion Estimation using Deep Learning ／ Pouya P. Niaz, Engin Erzin, Cagatay Basdogan
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
TRAVERSE: 交通応答型自動運転体験と希少事象シミュレーションによる安全性向上
VR運転シミュレータで参加者に様々な事故シナリオを体験させ、人間の反応と行動を分析する枠組みを構築した。軽量な没入型ハードウェアを用い、自動運転研究のための希少事象データ収集を容易にする。
原題: TRAVERSE: Traffic-Responsive Autonomous Vehicle Experience & Rare-event Simulation for Enhanced safety ／ Sandeep Thalapanane, Sandip Sharan Senthil Kumar, Guru Nandhan Appiya Dilipkumar Peethambari 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
実世界運転のための物理情報に基づく模倣強化学習
専門家のデモと探索データを併用し、車両ダイナミクスの物理原理を学習過程から自然に獲得する物理情報付き模倣強化学習を提案し、Waymaxベンチマークで衝突率と路外率を大幅に削減した。
原題: Physics-informed Imitative Reinforcement Learning for Real-world Driving ／ Hang Zhou, Yihao Qin, Dan Xu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
粒状斜面における雪崩動態を利用した障害物の間接操作の学習
脚ロボットが砂斜面で移動しやすくなるよう、脚で砂を掘って雪崩を起こし、その動きで石などの障害物を間接的に動かす手法を提案。ViTで対象物の動きを予測し、成功率80%以上を達成した。
原題: Learning Granular Media Avalanche Behavior for Indirectly Manipulating Obstacles on a Granular Slope ／ Haodi Hu, Feifei Qian, Daniel Seita
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 → - 論文水中ロボット/波動運動ロボティクス
AquaMILR: 機械的知能が複雑な流体環境における波動運動ロボットの制御を簡素化する
水上を波動遊泳する無索状の手足なしロボットを開発し、受動的な体の柔軟性（機械的知能）とケーブル張力フィードバックによるリアルタイム制御を組み合わせることで、障害物の多い流体環境でも開ループ制御で遊泳できることを示した。
原題: AquaMILR: Mechanical intelligence simplifies control of undulatory robots in cluttered fluid environments ／ Tianyu Wang, Nishanth Mankame, Matthew Fernandez 他
日本語で読む → - 論文屋内測位/SLAMロボティクス
SLAM搭載ロボットと深層ニューラルネットワークを用いた適応型WiFiフィンガープリンティング屋内測位
SLAM搭載ロボットで環境地図とWiFiスキャンを自動収集し、高密度なフィンガープリントデータセットを構築してDNNによる屋内測位を実現した。事前地図や人手を削減しつつ測位精度を向上させた。
原題: An Adaptive Indoor Localization Approach Using WiFi RSSI Fingerprinting with SLAM-Enabled Robotic Platform and Deep Neural Networks ／ Seyed Alireza Rahimi Azghadi, Atah Nuh Mih, Asfia Kawnine 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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
DextrAH-G: 幾何学的ファブリックを用いたピクセルから動作への巧みなアーム・ハンド把持
深さ画像から直接動作を生成する強化学習と幾何学的ファブリックを組み合わせ、シミュレーションのみで訓練した23自由度アーム・ハンドロボットの高速で安全な巧みな把持方策を実現した。
原題: DextrAH-G: Pixels-to-Action Dexterous Arm-Hand Grasping with Geometric Fabrics ／ Tyler Ga Wei Lum, Martin Matak, Viktor Makoviychuk 他
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 → - 論文連合学習ロボティクス
FedRC: 街路シーン意味理解のための高速収束階層型連合学習フレームワーク
都市間のデータ不均一性に対処するため、RGB画像とデータセットをガウス分布でモデル化した新しい集約重み設計により、階層型連合学習の収束を加速する手法を提案した。
原題: FedRC: A Rapid-Converged Hierarchical Federated Learning Framework in Street Scene Semantic Understanding ／ Wei-Bin Kou, Qingfeng Lin, Ming Tang 他
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