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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 →- 論文遠隔操作/手術ロボットロボティクス
アドミタンス制御による適応型RCMを備えたロボット支援MISの遠隔操作
アドミタンス制御を用いた適応型遠隔運動中心（RCM）を導入し、低コストでモジュール式の手術器具モジュールを備えたロボット支援低侵襲手術（MIS）の遠隔操作フレームワークを開発・評価した。
原題: Teleoperation in Robot-assisted MIS with Adaptive RCM via Admittance Control ／ Ehsan Nasiri, Srikarran Sowrirajan, Long Wang
日本語で読む → - 論文VLA画像認識
強化学習による視覚オドメトリの適応的制御
視覚オドメトリ(VO)を逐次意思決定問題として捉え、強化学習でキーフレーム選択やグリッドサイズを動的に調整することで、人手によるパラメータ調整を不要にし精度と頑健性を向上させた研究。
原題: Reinforcement Learning Meets Visual Odometry ／ Nico Messikommer, Giovanni Cioffi, Mathias Gehrig 他
日本語で読む → - 論文オドメトリロボティクス
WING: 地面多様体制約を用いた車輪・慣性ニューラルオドメトリ
IMUと車輪エンコーダのみで自己位置推定を行うため、ニューラルネットで計測を補正し、地面を連続多様体としてモデル化する制約を組み合わせた手法を提案。
原題: WING: Wheel-Inertial Neural Odometry with Ground Manifold Constraints ／ Chenxing Jiang, Kunyi Zhang, Sheng Yang 他
日本語で読む → - 論文HRI公平性ロボティクス
小さくても公平に！マルチモーダルな人間-人間およびロボット-人間のメンタルウェルビーイングコーチングにおける公平性
人間同士とロボット-人間のウェルビーイングコーチングで収集された3つの小規模マルチモーダルデータセットにおける機械学習バイアスを分析し、MixFeatというデータ拡張で公平性を改善する手法を提案した。
原題: Small but Fair! Fairness for Multimodal Human-Human and Robot-Human Mental Wellbeing Coaching ／ Jiaee Cheong, Micol Spitale, Hatice Gunes
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
反事実的報酬による個別制御マイクロロボット群の集団輸送
最大200個のマイクロロボットをレーザーで個別制御し、反事実的報酬を用いたマルチエージェント強化学習によって、アリの群れのように大きな物体を任意の位置・姿勢へ集団輸送する制御戦略を実現した。
原題: Counterfactual rewards promote collective transport using individually controlled swarm microrobots ／ Veit-Lorenz Heuthe, Emanuele Panizon, Hongri Gu 他
日本語で読む → - 論文自動運転計画画像認識
知覚が計画を助ける：二重エッジ構造による多段階レーンレベル統合
車線や交差点などの交通要素の知覚を計画に統合するフレームワークPHPを提案し、レーンの両エッジを活用して安全で効率的な自動運転計画を実現、Carlaベンチマークで運転スコアを27.20%改善した。
原題: Perception Helps Planning: Facilitating Multi-Stage Lane-Level Integration via Double-Edge Structures ／ Guoliang You, Xiaomeng Chu, Yifan Duan 他
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 → - 論文軌道最適化ロボティクス
接触タイミングの不確かさ下における軌道最適化
接触タイミングの不確かさに対してロバストな制御方策を求める新しい最適制御定式化を提案し、ロコモーションとマニピュレーションの簡易タスクで有効性を示した。
原題: Trajectory Optimization under Contact Timing Uncertainties ／ Haizhou Zhao, Majid Khadiv
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
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 → - 論文ナビゲーションロボティクス
LDP: 効率的なロボットナビゲーションと衝突回避のための局所拡散プランナ
多様なエージェントによるデータ生成と軽量なグローバル観測の統合により、複雑な実環境での局所ナビゲーションと衝突回避を実現する拡散モデルベースのプランナを提案する。
原題: LDP: A Local Diffusion Planner for Efficient Robot Navigation and Collision Avoidance ／ Wenhao Yu, Jie Peng, Huanyu 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UAV遠隔センシングロボティクス
生物データを統合した自律型遠隔センシングシステムによる現場イメージオミクス：UAVを用いたケニア動物行動センシングの事例研究
ケニアの動物行動認識用UAV映像データセットを分析し、有効な映像の飛行テレメトリから得た知見を自律型遠隔センシングに統合して野生動物をリアルタイム追跡する手法を提案した。
原題: Integrating Biological Data into Autonomous Remote Sensing Systems for In Situ Imageomics: A Case Study for Kenyan Animal Behavior Sensing with Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) ／ Jenna M. Kline, Maksim Kholiavchenko, Otto Brookes 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーションeess.IV
魚眼カメラモデル変換アダプタ: 簡単・高速・高精度なキャリブレーション変換ツール
既存の魚眼カメラモデル間を、画像セットや再キャリブレーションなしでパラメータ変換できるオープンソースツールを提案し、SLAMなどでの有効性を検証した。
原題: Fisheye-Calib-Adapter: An Easy Tool for Fisheye Camera Model Conversion ／ Sangjun Lee
日本語で読む → - 論文ドローン操作/ジェスチャー認識ロボティクス
OmniRace: 6自由度ハンドポーズ推定による直感的なレーシングドローン操作
6自由度の手のポーズ推定とジェスチャー認識により、高速レーシングドローンを直感的に低レベル制御するシステムを提案し、シミュレーションで従来より25.1%速い完走を実現した。
原題: OmniRace: 6D Hand Pose Estimation for Intuitive Guidance of Racing Drone ／ Valerii Serpiva, Aleksey Fedoseev, Sausar Karaf 他
日本語で読む → - 論文移動ロボットロボティクス
劣駆動3リンクロボット車両の運動ダイナミクス
車輪付き3リンクヘビ型ロボットの2構成を製作し、運動計測から車輪の滑りを考慮した修正動力学モデルを提案、実験と良好に一致することを示した。
原題: Locomotion Dynamics of an Underactuated Three-Link Robotic Vehicle ／ Leonid Raz, Yizhar Or
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
どこでも操作を学習する：強化学習のための視覚的汎化フレームワーク
多視点表現学習と空間トランスフォーマー、カリキュラムベースのランダム化を組み合わせ、多様な視覚的擾乱下でも汎化する視覚運動強化学習フレームワークを提案し、実機転移を実証した。
原題: Learning to Manipulate Anywhere: A Visual Generalizable Framework For Reinforcement Learning ／ Zhecheng Yuan, Tianming Wei, Shuiqi Cheng 他
日本語で読む → - 論文リハビリテーションロボティクスロボティクス
協働ロボットを用いた上肢リハビリテーションのための設計と制御手法の最適化
市販の協働ロボットを上肢リハビリに活用するため、最適化に基づく設計手法とアドミタンス型バーチャルフィクスチャによる新制御アーキテクチャを提案し、受動・能動両モードでの有効性を実験で示した。
原題: Optimizing Design and Control Methods for Using Collaborative Robots in Upper-Limb Rehabilitation ／ Dario Onfiani, Marco Caramaschi, Luigi Biagiotti 他
日本語で読む → - 論文自律探索ロボティクス
FH-DRL: 指数・双曲フロンティアヒューリスティックと深層強化学習による未知環境の高速探索
フロンティア検出に指数・双曲距離スコアと占有確率指標を組み合わせたヒューリスティックをTD3エージェントと統合し、未知環境での冗長経路を減らして探索時間を短縮する手法を提案した。
原題: FH-DRL: Exponential-Hyperbolic Frontier Heuristics with DRL for accelerated Exploration in Unknown Environments ／ Seunghyeop Nam, Tuan Anh Nguyen, Eunmi Choi 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
空間領域変換と線形計画法による枕地経路エッジと枕地-主圃場レーン遷移の平滑化
非ホロノミック車両モデルの下で、枕地経路のエッジと枕地から主圃場へのレーン遷移を平滑化する2段階階層アルゴリズムを提案。空間領域変換と線形計画法を用い、実圃場で評価した。
原題: Smoothing of Headland Path Edges and Headland-to-Mainfield Lane Transitions Based on a Spatial Domain Transformation and Linear Programming ／ Mogens Plessen
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
MAPFのための大規模近傍探索の再評価：知見と機会
マルチエージェント経路探索（MAPF）における大規模近傍探索（LNS）手法を統一評価し、ルールベース手法が強力なベースラインである一方、学習ベース手法には明確な優位性がないことを示した。
原題: Reevaluation of Large Neighborhood Search for MAPF: Findings and Opportunities ／ Jiaqi Tan, Yudong Luo, Jiaoyang Li 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
視覚プロンプトによるアフォーダンス誘導強化学習
視覚言語モデルが推定するキーポイントのアフォーダンスを報酬に変換し、実世界の多様なマニピュレーションタスクで自律強化学習のサンプル効率を向上させる手法KAGIを提案。
原題: Affordance-Guided Reinforcement Learning via Visual Prompting ／ Olivia Y. Lee, Annie Xie, Kuan Fang 他
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