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: 2024/6/1 ／ 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 →- 論文能動的推論/アロスタシスAI
驚き！能動的推論の枠組みにおける生理的ストレスを用いたアロスタシス調節
予測誤差をコルチゾール分泌に結びつけ、能動的推論エージェントの生理調節におけるアロスタシスの適応的利点を計算モデルで示した。
原題: Surprise! Using Physiological Stress for Allostatic Regulation Under the Active Inference Framework [Pre-Print] ／ Imran Khan, Robert Lowe
日本語で読む → - 論文視覚自己位置推定ロボティクス
NuRF: ラディアンスフィールドにおけるパーティクルフィルタ誘導によるロボット視覚自己位置推定
単眼視のみでロボットの6自由度自己位置推定を行うため、ラディアンスフィールドで生成した新規視点とパーティクルフィルタを組み合わせた適応的フレームワークを提案し、従来のモンテカルロ法より7倍速く収束して1m以内の精度を達成した。
原題: NuRF: Nudging the Particle Filter in Radiance Fields for Robot Visual Localization ／ Wugang Meng, Tianfu Wu, Huan Yin 他
日本語で読む → - 論文VINSロボティクス
A, B, VINS と簡単な視覚慣性SLAM
3つの深層ニューラルネットワークを活用し、単眼深度マップのスケールとバイアスのみを推定する新しい視覚慣性SLAMシステムAB-VINSを提案。メモリツリー構造によりループ閉じ込みを効率的に行い、堅牢性を向上させた。
原題: Visual-Inertial SLAM as Simple as A, B, VINS ／ Nathaniel Merrill, Guoquan Huang
日本語で読む → - 論文セキュリティ/プライバシーロボティクス
AIロボティクスにおけるデジタルツインシステムへのプライバシー攻撃に関する調査
AIとデジタルツインを統合したロボットを対象とするプライバシー攻撃を調査し、MLモデルや物理ベースモデルの漏洩リスクと、信頼できる自律性のための設計・倫理的考慮事項を整理した。
原題: A Survey on Privacy Attacks Against Digital Twin Systems in AI-Robotics ／ Ivan A. Fernandez, Subash Neupane, Trisha Chakraborty 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/劣駆動制御ロボティクス
安定反転を用いた複数ソフト空気圧アクチュエータの劣駆動制御
単一のシリンジポンプで複数のソフトフィンガーを協調制御するため、安定反転理論を応用した劣駆動制御手法を提案し、シミュレーションと実験で有効性を示した。
原題: Underactuated Control of Multiple Soft Pneumatic Actuators via Stable Inversion ／ Wu-Te Yang, Burak Kurkcu, Masayoshi Tomizuka
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
RoTipBot: 回転可能な触覚センサを用いた薄く柔軟な物体のロボットハンドリング
回転する触覚センサRoTipを指先に搭載し、薄く柔軟な物体を複数枚同時に把持・計数できるロボットシステムを開発した。従来法より高成功率かつ最大3倍高速に動作する。
原題: RoTipBot: Robotic Handling of Thin and Flexible Objects using Rotatable Tactile Sensors ／ Jiaqi Jiang, Xuyang Zhang, Daniel Fernandes Gomes 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
階層再編成に基づく柔軟で回復力のあるフォーメーション制御
固定階層に依存せず、役割再割当てとトポロジー切替えによりフォーメーションを再編成し、リーダー喪失時にも安定飛行を維持する手法を提案した。
原題: A Flexible and Resilient Formation Approach based on Hierarchical Reorganization ／ Yuzhu Li, Wei Dong
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
視覚と触覚の融合：信号処理の観点から見た視触覚センサの最新レビュー
視触覚センサを信号処理の観点から包括的にレビューし、ハードウェアだけでなく処理手法の重要性を示して今後の研究方向を展望した。
原題: When Vision Meets Touch: A Contemporary Review for Visuotactile Sensors from the Signal Processing Perspective ／ Shoujie Li, Zihan Wang, Changsheng Wu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
半能動機構を備えた伸縮型連続マニピュレータとリアルタイムヒステリシス補償制御アルゴリズム
ケーブル駆動連続マニピュレータに半能動機構を導入し、TCNを用いたリアルタイムヒステリシス補償制御により追従誤差を最大69.5%低減した。
原題: SAM: Semi-Active Mechanism for Extensible Continuum Manipulator and Real-time Hysteresis Compensation Control Algorithm ／ Junhyun Park, Seonghyeok Jang, Myeongbo Park 他
日本語で読む → - 論文軌道上サービス/マニピュレーションロボティクス
軌道上サービスにおける4本腕ロボットの最適経路計画と重み付き制御
軌道上で宇宙機にドッキングする4本腕ロボットの経路計画と、計画軌道を追従する重み付き凸最適化制御を提案し、シミュレーションで検証した。
原題: Optimal path planning and weighted control of a four-arm robot in on-orbit servicing ／ Celia Redondo-Verdú, José L. Ramón, Álvaro Belmonte-Baeza 他
日本語で読む → - 論文安全強化学習AI
GenSafe: 縮約マルコフ決定過程モデルに基づく安全強化学習アルゴリズムのための汎用安全強化機構
データ不足に悩む安全強化学習に対し、モデル次元削減で作った低次元の安全制約近似(ROMDP)を解いてエージェントの行動を補正する安全層を提案し、学習初期の安全性を向上させた。
原題: GenSafe: A Generalizable Safety Enhancer for Safe Reinforcement Learning Algorithms Based on Reduced Order Markov Decision Process Model ／ Zhehua Zhou, Xuan Xie, Jiayang Song 他
日本語で読む → - 論文交通シミュレーションロボティクス
TrafficBots V1.5: 相対姿勢エンコーディングを用いた条件付きVAEとTransformerによる交通シミュレーション
CVAEベースのマルチエージェント方策と相対姿勢エンコーディング付きTransformerを組み合わせ、Waymo Open Sim Agents Challenge 2024で3位に入賞した交通エージェントの閉ループシミュレーション手法。
原題: TrafficBots V1.5: Traffic Simulation via Conditional VAEs and Transformers with Relative Pose Encoding ／ Zhejun Zhang, Christos Sakaridis, Luc Van Gool
日本語で読む → - 論文行動木プランニングロボティクス
LLM推論を活用したヒューリスティック行動木プランニング
LLMのタスク推論でヒューリスティック経路を生成し、行動木プランニングを効率化する枠組みHBTPを提案。行動空間の枝刈りと反省的フィードバックで推論精度と計画効率を高めた。
原題: HBTP: Heuristic Behavior Tree Planning with Large Language Model Reasoning ／ Yishuai Cai, Xinglin Chen, Yunxin Mao 他
日本語で読む → - 論文変形物体マニピュレーションロボティクス
一振りでゴールへ：環境認識型ダイナミクスによる目標条件付き布投げ操作
布の形状や物性、環境との相互作用を考慮したグラフベースのダイナミクスモデルを学習し、1回の高速投げ操作で目標状態に到達させる制御手法を提案した。
原題: One Fling to Goal: Environment-aware Dynamics for Goal-conditioned Fabric Flinging ／ Linhan Yang, Lei Yang, Haoran Sun 他
日本語で読む → - 論文sim2real機械学習
高密度視覚粒子ダイナミクスによる実世界のモデリング
10万粒子以上の潜在点群を処理する学習型ワールドモデルHD-VPDを提案し、双腕ロボットのダイナミクスを高精度かつ高速に予測できることを示した。
原題: Modeling the Real World with High-Density Visual Particle Dynamics ／ William F. Whitney, Jacob Varley, Deepali Jain 他
日本語で読む → - 論文音響センシング制御
3Dプリント導波管による開口縮小型広帯域MEMSマイクアレイ
3Dプリント導波管でMEMSマイクの音響開口を縮小し、素子間隔を狭めたビームフォーミング用広帯域マイクアレイを実現した。
原題: Broadband MEMS Microphone Arrays with Reduced Aperture Through 3D-Printed Waveguides ／ Dennis Laurijssen, Walter Daems, Jan Steckel
日本語で読む → - 論文6D姿勢推定ロボティクス
手術器具の6D姿勢推定のためのリアルなデータ生成
手術ロボット向けに、器具と組織の相互作用を再現できるシミュレーション環境を構築し、手術針の姿勢アノテーション付き画像7.5k枚を自動生成して姿勢推定ネットワークを評価した。
原題: Realistic Data Generation for 6D Pose Estimation of Surgical Instruments ／ Juan Antonio Barragan, Jintan Zhang, Haoying Zhou 他
日本語で読む → - 論文多目的強化学習AI
多目的連続ロボット制御のためのパレート集合学習
単一のハイパーネットワークでパレート集合を連続的に表現し、ユーザ選好に応じた方策を生成する資源効率の良い多目的強化学習手法を提案した。
原題: Learning Pareto Set for Multi-Objective Continuous Robot Control ／ Tianye Shu, Ke Shang, Cheng Gong 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
衝突判定可能な点木：SIMD対応の高速最近傍探索による衝突チェック
点群との衝突判定を10ナノ秒未満で行える新しい空間データ構造CAPTを提案し、サンプリングベースの動作計画を単一CPUスレッドで60FPS超のリアルタイム速度で実行可能にした。
原題: Collision-Affording Point Trees: SIMD-Amenable Nearest Neighbors for Fast Collision Checking ／ Clayton W. Ramsey, Zachary Kingston, Wil Thomason 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
不確実性下における分散型マルチロボット視線接続維持
ガウス分布の位置不確実性がある環境で、ロボット群が視線接続を高い確率で維持しつつ、元のタスクへの影響を最小限に抑える分散制御手法を提案した。
原題: Decentralized Multi-Robot Line-of-Sight Connectivity Maintenance under Uncertainty ／ Yupeng Yang, Yiwei Lyu, Yanze Zhang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ManiCM: ロボットマニピュレーションのための一貫性モデルによるリアルタイム3D拡散ポリシー
拡散モデルに一貫性制約を課すことで、点群入力からロボットの行動を1ステップで生成するリアルタイムマニピュレーションモデルを提案し、従来手法を平均10倍高速化した。
原題: ManiCM: Real-time 3D Diffusion Policy via Consistency Model for Robotic Manipulation ／ Guanxing Lu, Zifeng Gao, Tianxing Chen 他
日本語で読む → - 論文自律走行ロボティクス
UruBots自律走行カーチーム2: FIRA 2024チーム記述論文
低コスト・軽量なRaspberry Pi4搭載のミニ自律走行カーを開発し、畳み込みニューラルネットワークを学習させて約13mのコースを11秒で走行できることを示した。
原題: UruBots Autonomous Car Team Two: Team Description Paper for FIRA 2024 ／ William Moraes, Juan Deniz, Pablo Moraes 他
日本語で読む → - 論文オフラインRL機械学習
同変オフライン強化学習
ロボット操作タスクを回転対称問題として捉え、SO(2)同変ニューラルネットワークをオフラインRL（CQL・IQL）に導入し、少数のデモンストレーションでも性能が向上することを示した。
原題: Equivariant Offline Reinforcement Learning ／ Arsh Tangri, Ondrej Biza, Dian Wang 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
スラスター支援による傾斜歩行
鳥の翼支援傾斜走行に着想を得て、4脚ロボットHusky Carbonにスラスターを搭載し、急斜面歩行をシミュレーションで検証した。
原題: Thruster-Assisted Incline Walking ／ Kaushik Venkatesh Krishnamurthy, Chenghao Wang, Shreyansh Pitroda 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
7自由度ロボットアームの逆運動学を解くための機械学習と最適化手法
7自由度冗長マニピュレータの逆運動学を13の最適化手法で比較し、機械学習の探索性と数値解法の収束性を組み合わせた新手法を提案。従来のPSOより200倍以上高速。
原題: Machine Learning and Optimization Techniques for Solving Inverse Kinematics in a 7-DOF Robotic Arm ／ Enoch Adediran, Salem Ameen
日本語で読む → - 論文手術ロボティクスロボティクス
SurgicAI：細粒度な手術ポリシー学習とベンチマークのための階層型プラットフォーム
da Vinci手術システムに対応し、縫合タスクをサブタスクに分解して強化学習・模倣学習を効率的に学習・評価できる手術ロボティクス用シミュレーションプラットフォームを提案。
原題: SurgicAI: A Hierarchical Platform for Fine-Grained Surgical Policy Learning and Benchmarking ／ Jin Wu, Haoying Zhou, Peter Kazanzides 他
日本語で読む → - 論文強化学習/探索AI
後続状態測度による多様なスキルの学習を通じた探索
スキル間の到達状態分布の差を後続状態測度で最大化し、報酬や探索ボーナスに頼らず状態空間を網羅する多様なスキルを獲得する手法LEADSを提案した。
原題: Exploration by Learning Diverse Skills through Successor State Measures ／ Paul-Antoine Le Tolguenec, Yann Besse, Florent Teichteil-Konigsbuch 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
自動運転のための非同期LLM拡張プランナー
LLMの推論を非同期化してリアルタイムプランナーを誘導し、計算コストを抑えつつ自動運転の軌道計画性能を向上させたフレームワーク。
原題: Asynchronous Large Language Model Enhanced Planner for Autonomous Driving ／ Yuan Chen, Zi-han Ding, Ziqin Wang 他
日本語で読む → - 論文3D物体検出画像認識
Voxel Mamba: 点群3D物体検出のためのグループフリー状態空間モデル
3Dボクセルを単一の系列にシリアライズするグループフリーな状態空間モデルを提案し、階層構造と位置エンコーディングで空間的近接性を保ちつつ、3D物体検出の精度と計算効率を向上させた。
原題: Voxel Mamba: Group-Free State Space Models for Point Cloud based 3D Object Detection ／ Guowen Zhang, Lue Fan, Chenhang He 他
日本語で読む → - 論文動的物体除去ロボティクス
観測時間差を利用した地上車両向けオンライン動的物体除去手法
地上車両の地図構築において、物体と地面の観測時間差に基づき動的物体を「突然出現」と「突然消失」に分類し、下向き・上向き探索でオンライン除去する手法を提案。従来手法より高速かつ堅牢で、1フレームあたりの処理時間を平均60%以上削減した。
原題: Observation Time Difference: an Online Dynamic Objects Removal Method for Ground Vehicles ／ Rongguang Wu, Chenglin Pang, Xuankang Wu 他
日本語で読む →