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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: 2024/4/1 ／ 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 →- 論文視覚的場所認識ロボティクス
全天球画像とカリキュラム学習損失による階層的場所認識
パノラマ画像とカリキュラム学習を組み込んだトリプレット損失で深層学習モデルを微調整し、粗い部屋検索と細かい位置推定の二段階で視覚的場所認識を行う手法を提案した。
原題: Hierarchical place recognition with omnidirectional images and curriculum learning-based loss functions ／ Marcos Alfaro, Juan José Cabrera, María Flores 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
パーティクルフィルタによるニューラルネット推定単眼カメラ姿勢の高精度化
CNNによる単眼カメラの姿勢推定にパーティクルフィルタを組み合わせ、SE(3)上の一様分布を伝播させることで、特に並進成分の精度と軌道の滑らかさを改善した。
原題: Localization Through Particle Filter Powered Neural Network Estimated Monocular Camera Poses ／ Yi Shen, Hao Liu, Xinxin Liu 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
四足歩行ロボットのための時空間モーションリターゲティング
手持ちカメラ映像などのノイズを含む動作源から、形態や物理特性の異なる四足ロボットへ動的で敏捷な動きを転移する手法を提案し、実機でバク宙などの技能を実現した。
原題: Spatio-Temporal Motion Retargeting for Quadruped Robots ／ Taerim Yoon, Dongho Kang, Seungmin Kim 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
スプライン補間とStein変分推論を統合したモデル予測パス積分制御による反応的ナビゲーション
MPPI制御にスプライン補間とStein変分勾配降下を組み合わせ、大きなサンプリングノイズでも滑らかな制御入力列を生成し、複数の回避経路がある環境でも最適解に収束できる反応的ナビゲーション手法を提案した。
原題: Spline-Interpolated Model Predictive Path Integral Control with Stein Variational Inference for Reactive Navigation ／ Takato Miura, Naoki Akai, Kohei Honda 他
日本語で読む → - 論文安全強化学習ロボティクス
制約多様体上の安全強化学習：理論と応用
ロボットの安全制約を制約多様体として捉え、微分幾何学の接空間を用いて安全な行動空間を構成することで、実機での強化学習においても安全性を保証する手法を提案した論文。
原題: Safe Reinforcement Learning on the Constraint Manifold: Theory and Applications ／ Puze Liu, Haitham Bou-Ammar, Jan Peters 他
日本語で読む → - 論文生成モデル画像認識
LiDAR拡散モデルによるリアルなシーン生成に向けて
LiDARシーンのリアルさを保つため、曲線パターン・3D幾何・物体文脈を考慮した潜在空間で拡散モデルを学習し、高効率かつ制御可能なシーン生成を実現した論文。
原題: Towards Realistic Scene Generation with LiDAR Diffusion Models ／ Haoxi Ran, Vitor Guizilini, Yue Wang
日本語で読む → - 論文探索計画ロボティクス
複数領域を対象とした確率的信念に基づくロボット物体探索
探索問題をオプション付き信念MDPとして定式化し、MCTSで大規模環境における物体探索を効率化する手法を提案。計算時間を抑えた簡易版も示す。
原題: Probabilistically Informed Robot Object Search with Multiple Regions ／ Matthew Collins, Jared J. Beard, Nicholas Ohi 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
ソフト連続体ロボットの形状センシングを強化する柔軟eテキスタイルセンサ
柔軟なeテキスタイル抵抗センサと深層CNNを組み合わせ、ソフト連続体ロボットの形状を高精度に推定する手法を提案した。
原題: A Soft e-Textile Sensor for Enhanced Deep Learning-based Shape Sensing of Soft Continuum Robots ／ Eric Vincent Galeta, Ayman A. Nada, Sabah M. Ahmed 他
日本語で読む → - 論文探索・レスキューロボティクス
災害マッピングと要救助者位置推定のための自律ロボット
Turtlebot3とROS Noeticを用いて、未知の閉鎖環境で地図生成とAprilTagによる要救助者位置推定を行う自律ロボットシステムを構築し、Cubatureカルマンフィルタと情報理論的探索アルゴリズムで精度と効率を改善した。
原題: Autonomous Robot for Disaster Mapping and Victim Localization ／ Michael Potter, Rahil Bhowal, Richard Zhao 他
日本語で読む → - 論文HDマップロボティクス
FlexMap Fusion: HDマップとOpenStreetMapの地理参照と自動統合
LiDARとカメラから生成したHDベクターマップをOpenStreetMapと自動統合し、地理参照や不足する意味属性の補完を行う手法を提案。人手作業を削減し、マッピングパイプラインの拡張性と地図の完全性を向上させる。
原題: FlexMap Fusion: Georeferencing and Automated Conflation of HD Maps with OpenStreetMap ／ Maximilian Leitenstern, Florian Sauerbeck, Dominik Kulmer 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
強化学習による肋間ロボット超音波撮像の自律経路計画
CTテンプレートで構築した仮想環境で強化学習エージェントを訓練し、肋骨の影を避けて臓器を撮像する肋間スキャン経路を計画する手法を提案した。
原題: Autonomous Path Planning for Intercostal Robotic Ultrasound Imaging Using Reinforcement Learning ／ Yuan Bi, Cheng Qian, Zhicheng Zhang 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
山岳地形における走破性を考慮した適応的最適化による経路計画と制御
走破性をロボットの内部状態を考慮した相対値として捉え、サンプリングベース計画と予測制御に組み込むことで、山岳地形での自律走行を頑健にする手法を提案した。
原題: Traversability-aware Adaptive Optimization for Path Planning and Control in Mountainous Terrain ／ Se-Wook Yoo, E In Son, Seung-Woo Seo
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
RBFニューラルネットワークを用いた無人航空機の編隊制御
仮想リーダー・フォロワーモデルとバックステッピング・スライディングモード制御を組み合わせ、RBFニューラルネットワークで外乱を推定して複数UAVの編隊飛行を高精度に制御する手法を提案した。
原題: Radial Basis Function Neural Networks for Formation Control of Unmanned Aerial Vehicles ／ Duy-Nam Bui, Manh Duong Phung
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習ロボティクス
高リスク運転シナリオにおける縦制御と衝突回避のための深層強化学習
前方車だけでなく後続車の挙動も考慮し、深層強化学習で縦方向の制御と衝突回避を行うアルゴリズムを提案。高密度交通での急ブレーキ時に多重衝突を防げることをシミュレーションで示した。
原題: Deep Reinforcement Learning for Advanced Longitudinal Control and Collision Avoidance in High-Risk Driving Scenarios ／ Dianwei Chen, Yaobang Gong, Xianfeng Yang
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
MM3DGS SLAM：視覚・深度・慣性計測を用いたマルチモーダル3DガウシアンスプラッティングSLAM
3Dガウシアンスプラッティングと視覚・深度・慣性計測を統合し、未姿勢カメラ画像から高精度なSLAMを実現する手法を提案。追跡精度が3倍、描画品質が5%向上し、リアルタイムで高解像度3Dマップを生成できる。
原題: MM3DGS SLAM: Multi-modal 3D Gaussian Splatting for SLAM Using Vision, Depth, and Inertial Measurements ／ Lisong C. Sun, Neel P. Bhatt, Jonathan C. Liu 他
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
再学習なしで魚眼カメラにCNNを適応させる手法
魚眼カメラの画像に既存の学習済み畳み込みネットワークを再学習なしで適用できるRectConvを提案し、セグメンテーションと検出で有効性を示した。
原題: Adapting CNNs for Fisheye Cameras without Retraining ／ Ryan Griffiths, Donald G. Dansereau
日本語で読む → - 論文遠隔操作/デジタルツイン制御
AAM-VDT: 先進航空モビリティの遠隔操作のための車両デジタルツイン
eVTOL機の高忠実度デジタルツインとVR没入型インターフェースを組み合わせ、目視外飛行（BVLOS）における遠隔操作の安全性と効率を高めるシステムを構築・検証した。
原題: AAM-VDT: Vehicle Digital Twin for Tele-Operations in Advanced Air Mobility ／ Tuan Anh Nguyen, Taeho Kwag, Vinh Pham 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
円滑な人とロボットの協調のための意図が伝わる先読み型ロボット計画
ロボットが混雑環境で人間と衝突を避けつつ円滑に動くため、意図が伝わる先読み的な行動を生成する計画手法を提案し、人間との協調的な相互作用を実現した。
原題: Legible and Proactive Robot Planning for Prosocial Human-Robot Interactions ／ Jasper Geldenbott, Karen Leung
日本語で読む → - 論文マルチモーダル知覚ロボティクス
都市ロボットのための音声・視覚による信号機状態検出
四足歩行ロボットが都市環境を移動する際に、視覚と音声を組み合わせて信号機の状態を検出するマルチモーダル手法を提案し、視覚遮蔽やロボットの移動ノイズに対処した。
原題: Audio-Visual Traffic Light State Detection for Urban Robots ／ Sagar Gupta, Akansel Cosgun
日本語で読む → - 論文制御・形式手法制御
時間論理木とHamilton-Jacobi到達可能性による複雑タスクの完了保証
Hamilton-Jacobi到達可能性解析を用いた時間論理木により、サイバーフィジカルシステムが複雑なタスクを完了するための制御方策の存在確認と、リアルタイムで実行可能な制御入力集合の効率的な合成手法を提案した。
原題: Guaranteed Completion of Complex Tasks via Temporal Logic Trees and Hamilton-Jacobi Reachability ／ Frank J. Jiang, Kaj Munhoz Arfvidsson, Chong He 他
日本語で読む → - 論文セマンティックシーン補完画像認識
すべてのボクセルは平等ではない：自己蒸留を用いた難易度認識型セマンティックシーン補完
3D空間のボクセルごとに難易度を考慮し、学習が難しい領域を重点的に学習する自己蒸留ベースのセマンティックシーン補完手法を提案。
原題: Not All Voxels Are Equal: Hardness-Aware Semantic Scene Completion with Self-Distillation ／ Song Wang, Jiawei Yu, Wentong Li 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
Spot-Compose: 点群におけるオープンボキャブラリ物体検索と引き出し操作のフレームワーク
市販の3Dスキャナで得た点群を使い、オープンボキャブラリなインスタンス分割と把持姿勢推定を組み合わせて、実環境で物体の動的ピッキングと引き出し開けを行うフレームワークを構築した。
原題: Spot-Compose: A Framework for Open-Vocabulary Object Retrieval and Drawer Manipulation in Point Clouds ／ Oliver Lemke, Zuria Bauer, René Zurbrügg 他
日本語で読む → - 論文自動運転/説明可能AIロボティクス
自動運転車における信頼と状況認識のための説明可能なヒューマンマシンインターフェース
自動運転車の意思決定を説明するAIとユーザーインターフェースを組み合わせ、利用者の信頼と状況認識を高める枠組みを提案し、ユーザー研究で検証した。
原題: Incorporating Explanations into Human-Machine Interfaces for Trust and Situation Awareness in Autonomous Vehicles ／ Shahin Atakishiyev, Mohammad Salameh, Randy Goebel
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
4DレーダーSLAMにおける内省的なループ閉じ込みに向けて
4Dイメージングレーダーを用いたSLAMにおいて、低視野角やノイズなどの課題に対応するため複数の品質指標を組み合わせたループ閉じ込み検出手法を提案し、1.8km走行で絶対軌道誤差0.46mを達成した。
原題: Towards introspective loop closure in 4D radar SLAM ／ Maximilian Hilger, Vladimír Kubelka, Daniel Adolfsson 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
接触リターゲティングによる長期的な外因性マニピュレーションのワンショット転移
環境との接触を利用する外因性マニピュレーションを、短期的なプリミティブ政策のライブラリと接触仕様に基づく状態制約の再ターゲティングにより、多様な物体や環境へ1回のデモから転移する手法を提案。
原題: One-Shot Transfer of Long-Horizon Extrinsic Manipulation Through Contact Retargeting ／ Albert Wu, Ruocheng Wang, Sirui Chen 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
MeSA-DRL: 混雑環境における社会的配慮型ロボットナビゲーションのための記憶強化型深層強化学習
長期記憶と人間-ロボットインタラクションへの注意、グローバルプランニングを組み込んだ深層強化学習により、混雑した歩行者環境での自律移動を効率化・安全化する手法を提案した論文。
原題: MeSA-DRL: Memory-Enhanced Deep Reinforcement Learning for Advanced Socially Aware Robot Navigation in Crowded Environments ／ Mannan Saeed Muhammad, Estrella Montero
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
双腕ロボットの卓上物体再配置に向けた統合的な計画・制御最適化
双腕ロボットによる卓上での多物体再配置という難題に対し、タスク計画の新規サンプリング手法と軌道最適化を組み合わせた統合パイプラインMODAPを構築し、加速・ジャーク制約を守りつつ実行時間を大幅に短縮した。
原題: Toward Holistic Planning and Control Optimization for Dual-Arm Rearrangement ／ Kai Gao, Zihe Ye, Duo Zhang 他
日本語で読む → - 論文リハビリテーションVRHCI
VRリハビリゲームにおける腕の可動域に適応した能力マップの活用
腕の運動学モデルと能力マップを用いてVRシステムがユーザーの身体能力と限界を把握し、リハビリプログラムを個別に調整・評価できる手法を提案した。
原題: Using Capability Maps Tailored to Arm Range of Motion in VR Exergames for Rehabilitation ／ Christian Lourido, Zaid Waghoo, Hassam Khan Wazir 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
2DLIW-SLAM：2D LiDAR・慣性・車輪オドメトリ融合によるリアルタイムループ閉じ込みSLAM
屋内ロボット向けに、2D LiDAR・IMU・車輪オドメトリを緊結合したSLAMシステムを提案し、線分拘束とグローバル特徴点マッチングによるループ閉じ込みで退化環境でも高精度・高ロバストな地図構築を実現した。
原題: 2DLIW-SLAM:2D LiDAR-Inertial-Wheel Odometry with Real-Time Loop Closure ／ Bin Zhang, Zexin Peng, Bi Zeng 他
日本語で読む → - 論文データセット/自動運転画像認識
IDD-X: 密集・非構造交通における自己中心的重要物体の位置推定と説明のためのマルチビューデータセット
発展途上国の密集・非構造交通に対応するため、前方・後方の二視点映像と自己中心的な重要物体アノテーションを備えた大規模データセットIDD-Xを構築し、複数物体の位置推定と説明予測モデルを提案した。
原題: IDD-X: A Multi-View Dataset for Ego-relative Important Object Localization and Explanation in Dense and Unstructured Traffic ／ Chirag Parikh, Rohit Saluja, C. V. Jawahar 他
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