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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: 2024/5/1 ／ 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 →- 論文強化学習ロボティクス
生物・ロボットシステムのためのモデルフリー強化学習：理論と実践
動物とロボットの身体制御を対象に、モデルフリー強化学習（特にactor-critic法）の数理的・アルゴリズム的側面を解説し、身体性を考慮したフィードバック制御の研究枠組みを提示する。
原題: Deep Dive into Model-free Reinforcement Learning for Biological and Robotic Systems: Theory and Practice ／ Yusheng Jiao, Feng Ling, Sina Heydari 他
日本語で読む → - 論文支援ロボティクス/連合学習ロボティクス
プライバシーに配慮したパーソナライズ支援ロボットに向けて：ユーザ中心アプローチ
連合学習を用いて、機微なデータを共有せずに支援ロボット（特にスマート車椅子）のパーソナライズとプライバシー保護を両立させるユーザ中心の技術を開発する研究。
原題: Towards Privacy-Aware and Personalised Assistive Robots: A User-Centred Approach ／ Fernando E. Casado
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
変形可能な自由曲面の形状制御のための関数ベースsim-to-real学習
シミュレーションと実機の形状ギャップを埋めるため、変形関数に基づくsim-to-real学習手法を提案し、疎なマーカーでも欠損フレームに頑健に対応できることを示した。
原題: Function based sim-to-real learning for shape control of deformable free-form surfaces ／ Yingjun Tian, Guoxin Fang, Renbo Su 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
接地を伴う浮遊ベースロボットのための柔軟なMATLAB/Simulinkシミュレータ：理論的背景と実装詳細
マニピュレータや浮遊ベースロボットを含む剛体多関節系のためのオープンソースMATLAB/Simulink物理シミュレータを提案し、物理エンジンや接地モデルを編集可能な柔軟設計と使いやすいインターフェースを実現した。
原題: A Flexible MATLAB/Simulink Simulator for Robotic Floating-base Systems in Contact with the Ground: Theoretical background and Implementation Details ／ Nuno Guedelha, Venus Pasandi, Giuseppe L'Erario 他
日本語で読む → - 論文形状センシングロボティクス
単一光ファイバOFDRによる平面曲げ連続体マニピュレータの形状センシング
単一のOFDR光ファイバをニチノールワイヤに貼り付けた簡易なセンサで、長さ170mmの柔軟な連続体マニピュレータの形状を高精度に再構成できることを示した。
原題: Single-Fiber Optical Frequency Domain Reflectometry Shape Sensing of Continuum Manipulators with Planar Bending ／ Mobina Tavangarifard, Wendy Rodriguez Ovalle, Farshid Alambeigi
日本語で読む → - 論文タスク・動作計画ロボティクス
COAST: 制約とストリームによるタスク・動作計画
ストリームベースの動作計画と制約付きタスク計画を組み合わせた確率的完全なTAMPアルゴリズムを提案し、複雑なタスクで従来手法より一桁速く解けることを示した。
原題: COAST: Constraints and Streams for Task and Motion Planning ／ Brandon Vu, Toki Migimatsu, Jeannette Bohg
日本語で読む → - 論文パラレルメカニズム/剛性解析ロボティクス
3-PRSパラレルメカニズムの寄生運動空間と姿勢作業空間における剛性解析
精密加工用3-PRSパラレルメカニズムについて、寄生運動空間と姿勢作業空間の両方を考慮した剛性モデルを構築し、寄生運動空間では剛性が低く分布が浅いことを数値シミュレーションで示した。
原題: The Stiffness of 3-PRS PM Across Parasitic and Orientational Workspace ／ Hassen Nigatu, Li Jihao, Keqi Zhu 他
日本語で読む → - 論文連続体マニピュレータロボティクス
内部配線による安定性向上と積載能力増加を実現したモジュラー式腱駆動可変剛性マニピュレータ
モジュラー式の腱駆動ビーズ型連続体マニピュレータを開発し、セクションごとの剛性制御と内部配線により、1kgの負荷でも姿勢を維持し、遠位部操作時の近位部のずれを70%以上低減した。
原題: A Modular, Tendon Driven Variable Stiffness Manipulator with Internal Routing for Improved Stability and Increased Payload Capacity ／ Kyle L. Walker, Alix J. Partridge, Hsing-Yu Chen 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
Wahba問題を解かない新しい自己整合法：自律走行車両用SINS
揺動条件下で緯度と姿勢を同時に決定する自己整合法を提案し、Wahba問題を解かずに観測ベクトルを活用する。シミュレーションと実験で有効性を検証した。
原題: A New Self-Alignment Method without Solving Wahba Problem for SINS in Autonomous Vehicles ／ Hongliang Zhang, Yilan Zhou, Lei Wang 他
日本語で読む → - 論文手術ロボット/言語誘導ロボティクス
SuFIA: 言語ガイドによる手術支援ロボットの拡張巧緻性
大規模言語モデルと知覚モジュールを組み合わせ、自然言語指示で手術支援ロボットのサブタスクを学習なしに実行する枠組みを提案し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: SuFIA: Language-Guided Augmented Dexterity for Robotic Surgical Assistants ／ Masoud Moghani, Lars Doorenbos, William Chung-Ho Panitch 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
腹腔鏡手術のペグ移動タスクにおけるロボットの制約付き模倣学習
腹腔鏡手術の基礎訓練であるペグ移動タスクを、単眼カメラのみを用いた制約付き模倣学習でロボットに実行させる手法を提案し、2台のFranka Emika Pandaで有効性を検証した。
原題: Robotic Constrained Imitation Learning for the Peg Transfer Task in Fundamentals of Laparoscopic Surgery ／ Kento Kawaharazuka, Kei Okada, Masayuki Inaba
日本語で読む → - 論文異常検知ロボティクス
キュリオシティの走行異常検知：オートエンコーダによる移動監視の強化
火星探査車キュリオシティの車輪・IMU・サスペンションのテレメトリデータに不完全オートエンコーダを適用し、人間が見逃す微細な走行異常を検知する手法を提案・評価した。
原題: Enhancing Rover Mobility Monitoring: Autoencoder-driven Anomaly Detection for Curiosity ／ Mielad Sabzehi, Peter Rollins
日本語で読む → - 論文運動学習ロボティクス
ウェアラブル抵抗デバイスによる運動学習効果の検証
弾性バンド付きウェアラブル抵抗デバイスが生み出す力場がスクワット動作の運動学習に与える影響を調査し、視覚フィードバックと同等の改善効果を示した。
原題: A Wearable Resistance Devices Motor Learning Effects in Exercise ／ Eugenio Frias-Miranda, Hong-Anh Nguyen, Jeremy Hampton 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
特権センシングによる強化学習の足場づくり
訓練時のみ利用可能な高価なセンサ情報を批評家や世界モデルなどの補助要素に活用し、安価なセンサのみで動作する方策を効率的に学習する手法「Scaffolder」を提案。
原題: Privileged Sensing Scaffolds Reinforcement Learning ／ Edward S. Hu, James Springer, Oleh Rybkin 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
階層的優先度付けを用いた複数差動駆動移動ロボットの最適多層運動計画
多エージェント経路探索を軌道計画問題に変換し、大域計画と局所計画を組み合わせた多層最適化と階層的優先度戦略で、複雑環境でのロボット群の効率的な経路生成と衝突回避を実現するフレームワークを提案。
原題: Optimal Multilayered Motion Planning for Multiple Differential Drive Mobile Robots with Hierarchical Prioritization (OM-MP) ／ Zong Chen, Songyuan Fa, Yiqun Li
日本語で読む → - 論文自動運転/ハードウェアアクセラレータcs.AR
自動運転車向けハードウェアアクセラレータ：レビュー
自動運転車の機械視覚システムに用いられるハードウェアとアルゴリズムの最新研究をレビューし、商用車の技術の長所短所と今後の方向性を議論した論文。
原題: Hardware Accelerators for Autonomous Cars: A Review ／ Ruba Islayem, Fatima Alhosani, Raghad Hashem 他
日本語で読む → - 論文移動操作ロボティクス
ヒューマノイドの移動操作のための物理的に整合するオンライン慣性適応
外部負荷によるモデルバイアス下で、拡張カルマンフィルタと全身制御を組み合わせてヒューマノイドの移動操作を実現する手法を提案し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: Physically Consistent Online Inertial Adaptation for Humanoid Loco-manipulation ／ James Foster, Stephen McCrory, Christian DeBuys 他
日本語で読む → - 論文血管内治療AIAI
血管内治療における自律ナビゲーションへの人工知能応用：系統的レビュー
血管内治療でのカテーテル・ガイドワイヤの自律ナビゲーションにAIを活用した研究14件をレビューし、強化学習や模倣学習が主にファントムやシミュレーションで用いられている現状と、患者適用・再現性・一般化可能性の課題を明らかにした。
原題: Artificial Intelligence in the Autonomous Navigation of Endovascular Interventions: A Systematic Review ／ Harry Robertshaw, Lennart Karstensen, Benjamin Jackson 他
日本語で読む → - 論文SLAM/マッピングロボティクス
BeautyMap: バイナリ符号化適応型グラウンドマトリクスによるグローバルマップの動的点除去
バイナリ符号化行列で環境特徴を抽出し、フレームと地図領域のビット比較で動的領域を検出、z軸の階層的分割と可視性処理で静的マップを高精度・高効率に復元する手法を提案。
原題: BeautyMap: Binary-Encoded Adaptable Ground Matrix for Dynamic Points Removal in Global Maps ／ Mingkai Jia, Qingwen Zhang, Bowen Yang 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
不確実性下の運動計画：学習ベースのマルチモーダル予測器を分岐モデル予測制御に統合
学習ベースのマルチモーダル予測を分岐モデル予測制御に組み込み、オンラインのシナリオ選択と適応的な決定先送り戦略でリアルタイムな自動運転計画を実現した。
原題: Motion Planning under Uncertainty: Integrating Learning-Based Multi-Modal Predictors into Branch Model Predictive Control ／ Mohamed-Khalil Bouzidi, Bojan Derajic, Daniel Goehring 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
CoverLib: 問題分布の反復的被覆最大化による分類器付き経験ライブラリとドメイン特化型動作計画
経験と分類器のペアを反復的に追加して問題空間を効率的に被覆するライブラリを構築し、高速かつ高成功率な動作計画を実現する手法を提案。
原題: CoverLib: Classifiers-equipped Experience Library by Iterative Problem Distribution Coverage Maximization for Domain-tuned Motion Planning ／ Hirokazu Ishida, Naoki Hiraoka, Kei Okada 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
DiffGen: 微分可能物理シミュレーション・微分可能レンダリング・視覚言語モデルによるロボット実演生成
微分可能な物理シミュレーションとレンダリング、視覚言語モデルを組み合わせ、自然言語指示からロボットの実演データを自動生成するフレームワークを提案。
原題: DiffGen: Robot Demonstration Generation via Differentiable Physics Simulation, Differentiable Rendering, and Vision-Language Model ／ Yang Jin, Jun Lv, Shuqiang Jiang 他
日本語で読む → - 論文物体ナビゲーション画像認識
LOC-ZSON: 言語駆動の物体中心ゼロショット物体検索とナビゲーション
複雑なシーンで物体レベルのクエリを扱うため、物体中心の画像表現とVLM微調整用損失を提案し、LLMベースの拡張とプロンプトテンプレートでゼロショット物体ナビゲーションを実現した。
原題: LOC-ZSON: Language-driven Object-Centric Zero-Shot Object Retrieval and Navigation ／ Tianrui Guan, Yurou Yang, Harry Cheng 他
日本語で読む → - 論文脚式マニピュレーションロボティクス
脚式マニピュレーションのための力制御学習
力センサを使わずに強化学習で直接的な力制御を学習し、四脚ロボットとアームの全身制御で重力補償やインピーダンス制御を実現した研究。
原題: Learning Force Control for Legged Manipulation ／ Tifanny Portela, Gabriel B. Margolis, Yandong Ji 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
マルチロボットチームの集合的パフォーマンス予測に向けて
無次元変数解析を用いてマルチロボットシステムの性能を支配するパラメータを少数の無次元変数に集約し、チーム性能の予測モデルを構築した研究。
原題: Towards Predicting Collective Performance in Multi-Robot Teams ／ Pujie Xin, Zhanteng Xie, Philip Dames
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習ロボティクス
二層最適化による安全なマルチエージェント強化学習：自動運転への応用
スタッケルベルクモデルと二層最適化に基づく安全なマルチエージェント強化学習手法を提案し、自動運転の合流・ラウンドアバウト・交差点・レーストラックで評価した。
原題: Safe Multi-Agent Reinforcement Learning with Bilevel Optimization in Autonomous Driving ／ Zhi Zheng, Shangding Gu
日本語で読む → - 論文VIOロボティクス
VINS-Multi: 非同期マルチカメラIMU対応の堅牢な状態推定器
非同期カメラ向けに、並列フロントエンドと協調・最適化機構を備えたマルチカメラIMU状態推定器を提案し、実機ドローンで有効性を検証した。
原題: VINS-Multi: A Robust Asynchronous Multi-camera-IMU State Estimator ／ Luqi Wang, Yang Xu, Shaojie Shen
日本語で読む → - 論文Visual SLAMロボティクス
Panoptic-SLAM: パノプティックセグメンテーションを用いた動的環境におけるVisual SLAM
パノプティックセグメンテーションを利用して未知の動物体を除去し、動的環境でも頑健に動作するオープンソースのVisual SLAMシステムを提案。
原題: Panoptic-SLAM: Visual SLAM in Dynamic Environments using Panoptic Segmentation ／ Gabriel Fischer Abati, João Carlos Virgolino Soares, Vivian Suzano Medeiros 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
KG-Planner: 知識情報を活用したグラフニューラル計画による協調マニピュレータの動作生成
作業空間の構造をグラフで表現し、物理的知識を組み込んだグラフニューラルネットワークで、静的・動的環境における衝突のないロボット動作を効率的に計画する手法を提案した論文。
原題: KG-Planner: Knowledge-Informed Graph Neural Planning for Collaborative Manipulators ／ Wansong Liu, Kareem Eltouny, Sibo Tian 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
GCNを用いたマルチUAVの妨害回避経路計画
UAV群がGCNで妨害エリアの位置と強度を予測し、マルチエージェント制御で妨害を回避しつつ目標へ到達する手法を提案した。
原題: Anti-Jamming Path Planning Using GCN for Multi-UAV ／ Haechan Jeong
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