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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VLAロボティクス
大規模言語モデルを用いた四足歩行ロボットの長期的な移動と操作
大規模言語モデルを活用し、四足歩行ロボットが長期的なタスクを計画・実行するシステムを構築した。強化学習による運動・操作スキルと組み合わせ、道具の作成や人間への助け要請などの複雑な行動を実現した。
原題: Long-horizon Locomotion and Manipulation on a Quadrupedal Robot with Large Language Models ／ Yutao Ouyang, Jinhan Li, Yunfei 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
POMDPに基づく能動的な力探索によるロボット挿入
接触状態の情報を活用し、POMDPとして定式化した探索戦略でロボット挿入を効率化する手法を提案。
原題: POMDP-Guided Active Force-Based Search for Robotic Insertion ／ Chen Wang, Haoxiang Luo, Kun Zhang 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
SPHに基づく障害物非依存ナビゲーションのためのロボット群制御
ロボットの速度情報のみから障害物との衝突を予測するSPHベースの間接検出器を導入し、明示的な障害物検出なしに群ロボットを効率的にナビゲートさせる手法を提案した。
原題: Robot Swarm Control Based on Smoothed Particle Hydrodynamics for Obstacle-Unaware Navigation ／ Michikuni Eguchi, Mai Nishimura, Shigeo Yoshida 他
日本語で読む → - 論文バイオミメティック関節ロボティクス
人間の関節潤滑機能を模倣した液体滲出軟骨のバイオミメティックロボット用設計
吸水性材料とラバー3Dプリンティングを組み合わせ、液体を滲出する軟骨シートを開発し、摩擦低減と開型球関節への応用を実証した。
原題: Designing Fluid-Exuding Cartilage for Biomimetic Robots Mimicking Human Joint Lubrication Function ／ Akihiro Miki, Yuta Sahara, Kazuhiro Miyama 他
日本語で読む → - 論文LiDAR生成/自動運転シミュレーション画像認識
LidarDM：生成された世界における生成的LiDARシミュレーション
潜在拡散モデルで3Dシーンと動的アクターからなる4D世界を生成し、その中で時間的に一貫したリアルなLiDAR点群列を生成するモデルを提案。
原題: LidarDM: Generative LiDAR Simulation in a Generated World ／ Vlas Zyrianov, Henry Che, Zhijian Liu 他
日本語で読む → - 論文タスク計画ロボティクス
行動の文脈化：大規模言語モデルを用いた適応的タスク計画と行動調整
大規模言語モデルを活用し、ロボットがタスクの文脈に応じて動作を修正・選択できるフレームワークを提案。オンラインフィードバックで計画の即時修正とエラー訂正を可能にし、実験で81.25%の成功率を達成した。
原題: Action Contextualization: Adaptive Task Planning and Action Tuning using Large Language Models ／ Sthithpragya Gupta, Kunpeng Yao, Loïc Niederhauser 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションphysics.bio-ph
深層強化学習による血流中磁気人工マイクロスイマーの最適ナビゲーション
網膜毛細血管内を流れる血液の詳細シミュレーションと低次元モデルを組み合わせ、強化学習で磁気人工細菌鞭毛を目標地点へ導く制御方策を学習した。
原題: Optimal navigation of magnetic artificial microswimmers in blood capillaries with deep reinforcement learning ／ Lucas Amoudruz, Sergey Litvinov, Petros Koumoutsakos
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
GNSS・通信不要で特徴の乏しい環境を高速に群飛行するUAV群制御
外部測位や通信が使えない環境で、機体間の相互認識と状態推定をオンボードで行い、UAV群を高速に協調飛行させる分散制御手法を提案し、実機実験で検証した。
原題: Fast Swarming of UAVs in GNSS-denied Feature-poor Environments without Explicit Communication ／ Jiri Horyna, Vit Kratky, Vaclav Pritzl 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ZeroCAP: 大規模言語モデルによるゼロショット文脈認識型マルチロボットパターン形成
大規模言語モデルと視覚言語モデルを組み合わせ、自然言語指示から複数ロボットの文脈に応じたパターン形成をゼロショットで実現するシステムを提案した。
原題: ZeroCAP: Zero-Shot Multi-Robot Context Aware Pattern Formation via Large Language Models ／ Vishnunandan L. N. Venkatesh, Byung-Cheol Min
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
SwarmRL：スマートアクティブシステムの未来を築く
微視的なコロイドを古典制御と深層強化学習で制御するためのPythonパッケージSwarmRLを開発し、シミュレーションと実環境の両方で共通フレームワークとして使えるようにした。
原題: SwarmRL: Building the Future of Smart Active Systems ／ Samuel Tovey, Christoph Lohrmann, Tobias Merkt 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
地上車両向けSE(2)制約を活用した汎用LiDAR慣性オドメトリ
地上車両の姿勢をSE(2)上で直接パラメータ化し、SE(2)外の運動擾乱をノイズ項として統合したLiDAR慣性SLAMフレームワークを提案し、様々な環境で高精度な自己位置推定を実現した。
原題: Versatile LiDAR-Inertial Odometry With SE (2) Constraints for Ground Vehicles ／ Jiaying Chen, Han Wang, Minghui Hu 他
日本語で読む → - 論文モータ制御ロボティクス
ロボティクス応用のための最適化されたブラシレスDCモータ制御スキーム
ロボットシステム向けに、高トルク低回転から高速回転まで対応するブラシレスDCモータの統合制御戦略を開発し、専用ドライブシステムでハードウェア検証を行った。
原題: An Optimised Brushless DC Motor Control Scheme for Robotics Applications ／ Nilabha Das, Laxman Rao S. Paragond, Balkrushna H. Waghmare
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
惑星探査のための連合マルチエージェントマッピング
複数のローバーが生データを送信せずに協調して地図を学習する連合学習手法を提案し、通信量を最大93.8%削減しつつ経路計画精度0.95を達成した。
原題: Federated Multi-Agent Mapping for Planetary Exploration ／ Tiberiu-Ioan Szatmari, Abhishek Cauligi
日本語で読む → - 論文農業ロボティクス/3D認識ロボティクス
幾何情報を考慮した学習によるロボットライチ収穫のための正確な切断点推定
ライチ収穫ロボット向けに、多視点点群とSEモジュール付きFcaf3dネットワークで枝葉の複雑な形状下でも切断点を高精度に3D検出する手法を提案した。
原題: Accurate Cutting-point Estimation for Robotic Lychee Harvesting through Geometry-aware Learning ／ Gengming Zhang, Hao Cao, Kewei Hu 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
動的ネットワークブリッジングのための分散自律群形成
移動する2つの遠隔ターゲット間を群ロボットが分散協調して通信リンクでつなぐ問題をDec-POMDPとして定式化し、グラフ畳み込み強化学習で解く手法を提案した。
原題: Distributed Autonomous Swarm Formation for Dynamic Network Bridging ／ Raffaele Galliera, Thies Möhlenhof, Alessandro Amato 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
分散圧縮を用いた資源制約下の協調モンテカルロ自己位置推定
計算・通信制約下で複数ロボットが協調して大域的自己位置推定を行う手法を提案し、分布圧縮により通信量と計算コストを削減、実機・シミュレーションで検証した。
原題: Resource-Aware Collaborative Monte Carlo Localization with Distribution Compression ／ Nicky Zimmerman, Alessandro Giusti, Jérôme Guzzi
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
移動する俳優群を撮影するマルチロボット計画：劣モジュラ性と画素密度の活用
移動する複数の俳優を飛行ロボット群で撮影するため、画素密度を直接最適化する知覚計画手法を提案し、群れの分裂・合流にも暗黙的に適応できることを示した。
原題: Multi-Robot Planning for Filming Groups of Moving Actors Leveraging Submodularity and Pixel Density ／ Skyler Hughes, Rebecca Martin, Micah Corah 他
日本語で読む → - 論文人間-ロボット協働ロボティクス
ロボットの心を理解する：多様なグループ間での透明な人間-ロボット協働のための機械教育の活用
多様な学習能力を持つグループに対して、チーム信念表現を用いた機械教育アルゴリズムを開発し、グループ構成や学習者の熟練度に応じた教育戦略の有効性を調査した。
原題: Understanding Robot Minds: Leveraging Machine Teaching for Transparent Human-Robot Collaboration Across Diverse Groups ／ Suresh Kumaar Jayaraman, Reid Simmons, Aaron Steinfeld 他
日本語で読む → - 論文ゲーム理論/自動運転ロボティクス
自律レースのための開ループ一般化ナッシュ均衡を解く逐次二次計画法
非線形ダイナミクスと制約を持つ動的ゲームの局所一般化ナッシュ均衡を求めるDG-SQPを提案し、各反復で単一の凸二次計画問題を解くことで、自動車レースのヘッドツーヘッド競争において既存手法より高い成功率を達成した。
原題: A Sequential Quadratic Programming Approach to the Solution of Open-Loop Generalized Nash Equilibria for Autonomous Racing ／ Edward L. Zhu, Francesco Borrelli
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
QuAD: 自動運転のためのクエリベース解釈可能なニューラル動作計画
計画器が必要な時空間領域のみに占有クエリを発行し、候補軌道を衝突回避・快適性・進捗で評価する統合的な自動運転フレームワークを提案。高忠実度閉ループシミュレーションで高速道路運転品質が最先端を上回る。
原題: QuAD: Query-based Interpretable Neural Motion Planning for Autonomous Driving ／ Sourav Biswas, Sergio Casas, Quinlan Sykora 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ドメイン事前知識による6自由度把持検出の汎化
ロボット把持の物理的制約を正則化として学習に組み込み、接触スコアと投影接触マップで把持姿勢を補正することで、未知物体への6自由度把持検出の汎化性能を向上させた。
原題: Generalizing 6-DoF Grasp Detection via Domain Prior Knowledge ／ Haoxiang Ma, Modi Shi, Boyang Gao 他
日本語で読む → - 論文6DoF位置合わせロボティクス
ニューラルフィールドにおける物体位置合わせ
ニューラルフィールド表現を用いて既知物体の6自由度姿勢を推定するReg-NF手法を拡張し、ロボティクス応用での有用性を示した。
原題: Object Registration in Neural Fields ／ David Hall, Stephen Hausler, Sutharsan Mahendren 他
日本語で読む → - 論文安全性解析ロボティクス
区分確率バリア関数
確率システムの安全性解析のための区分関数ベースの確率バリア関数フレームワークを提案し、区分定数バリア関数の合成をミニマックス最適化問題に帰着させ、効率的な3つのアルゴリズムを導入した。
原題: Piecewise Stochastic Barrier Functions ／ Rayan Mazouz, Frederik Baymler Mathiesen, Luca Laurenti 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットマニピュレーションにおける障害物回避へのニューロモーフィックアプローチ
イベントカメラとスパイキングニューラルネットワーク(SNN)を組み合わせ、Kinova Gen3アームが動的運動プリミティブで軌道を修正しながら障害物を回避するニューロモーフィック手法を提案し、実機・シミュレーションで有効性を示した。
原題: A Neuromorphic Approach to Obstacle Avoidance in Robot Manipulation ／ Ahmed Faisal Abdelrahman, Matias Valdenegro-Toro, Maren Bennewitz 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
拡張UDEによる移動マニピュレータの動的運動・力制御
移動マニピュレータの動的結合を考慮したモデルと拡張不確かさ・外乱推定器（UDE）を提案し、壁清掃タスクで運動・力追従性能を向上させた。
原題: Dynamic Motion/Force Control of Mobile Manipulators via Extended-UDE ／ Songqun Gao, Wendi Ding, Maotong Cheng 他
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 → - 論文センサフュージョンロボティクス
V2V通信を活用したセンサフュージョンによるトラック管理システムの強化
V2V通信とレーダー・カメラ検出を融合し、遮蔽物が多い環境でも追跡精度を向上させるトラック管理システムを提案。
原題: Enhancing Track Management Systems with Vehicle-To-Vehicle Enabled Sensor Fusion ／ Thomas Billington, Ansh Gwash, Aadi Kothari 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
長期的ロボットタスクにおける未来予測に基づく成功・失敗分類
ロボットアームの長期タスクにおいて、行動計画を実行せずに未来予測から成功・失敗を分類する手法を提案し、遷移一貫性正則化で予測性能を向上させた。
原題: Future Predictive Success-or-Failure Classification for Long-Horizon Robotic Tasks ／ Naoya Sogi, Hiroyuki Oyama, Takashi Shibata 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
群知能で自律走行を駆動：粒子群最適化に基づく動作計画アプローチ
粒子群最適化（PSO）を核とした動作計画パイプラインを提案し、車両や環境に依存しないモジュール設計と並列計算による高速計画を実現。自動運転シャトルで3,500km以上の安全な自律走行を達成した。
原題: Leveraging Swarm Intelligence to Drive Autonomously: A Particle Swarm Optimization based Approach to Motion Planning ／ Sven Ochs, Jens Doll, Marc Heinrich 他
日本語で読む → - 論文マイクロマニピュレーション制御
ホログラフィック光ピンセットによる複合マイクロ構造の自動形成
多重化光トラップとリアルタイム検出・経路計画を組み合わせ、微粒子を自動で操作して複合マイクロ構造を組み立てるシステムを開発した。
原題: Toward Automated Formation of Composite Micro-Structures Using Holographic Optical Tweezers ／ Tommy Zhang, Nicole Werner, Ashis G. Banerjee
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