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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 → - 論文深層強化学習ロボティクス
燃料制約下での単一機による持続的監視問題への深層強化学習アプローチ
燃料制約のある単一の無人航空機が、補給所で燃料補給を繰り返しながら複数の目標を巡回する持続的監視問題に対し、深層強化学習で訪問順序を最適化する手法を提案し、貪欲法より有効であることを示した。
原題: Deep Reinforcement Learning-Based Approach for a Single Vehicle Persistent Surveillance Problem with Fuel Constraints ／ Manav Mishra, Hritik Bana, Saswata Sarkar 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
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 → - 論文屋内測位ロボティクス
5Gと慣性データの融合によるMAV屋内測位：グラフベース手法と誤差状態カルマンフィルタの比較
5Gの到来時刻データとIMUを融合し、誤差状態カルマンフィルタとポーズグラフ最適化の2手法でMAVの屋内測位精度を比較評価した。
原題: Graph-Based vs. Error State Kalman Filter-Based Fusion Of 5G And Inertial Data For MAV Indoor Pose Estimation ／ Meisam Kabiri, Claudio Cimarelli, Hriday Bavle 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 → - 論文群制御cs.MA
MGCBS: 多目的マルチエージェント経路探索問題を最適かつ効率的に解くアルゴリズム
各エージェントが複数の目的地点を訪問する多目的マルチエージェント経路探索において、最適解を保証する新手法MGCBSを提案し、時間区間空間フォレストで効率化した。
原題: MGCBS: An Optimal and Efficient Algorithm for Solving Multi-Goal Multi-Agent Path Finding Problem ／ Mingkai Tang, Yuanhang Li, Hongji Liu 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 → - 論文安全予測/ワールドモデル機械学習
基盤ワールドモデルによる自律ロボットのゼロショット安全予測
観測を因果的潜在表現に埋め込み、学習不要の大規模言語モデルで将来状態を直接予測する基盤ワールドモデルを提案し、安全予測タスクで従来のワールドモデルを上回る性能をデータなしで達成した。
原題: Zero-shot Safety Prediction for Autonomous Robots with Foundation World Models ／ Zhenjiang Mao, Siqi Dai, Yuang Geng 他
日本語で読む → - 論文制御/外乱抑制ロボティクス
動特性が異なるシステム間の学習による外乱推定と抑制の改善
反復学習制御と外乱オブザーバを併用し、動特性が異なる線形化システム間で学習フィルタを設計する枠組みを提案、UAV実験で有効性を検証した。
原題: Improving Disturbance Estimation and Suppression via Learning among Systems with Mismatched Dynamics ／ Harsh Modi, Zhu Chen, Xiao Liang 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 → - 論文群制御ロボティクス
爆発物探知のためのマルチロボットシステム
地雷や即席爆発装置の探知・分類のため、多様なセンサを搭載した無人地上車両と無人航空機を組み合わせた異種マルチロボットシステムを提案し、その運用フェーズを解説した論文。
原題: A multi-robot system for the detection of explosive devices ／ Ken Hasselmann, Mario Malizia, Rafael Caballero 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
適応的フォーメーションと振動抑制による協調マルチロボットナビゲーション
階層学習とバネ-ダンパモデルを組み合わせ、狭い通路などでも隊形を適応的に変化させながら複数ロボットを協調移動させる手法AFORを提案した。
原題: Coordinated Multi-Robot Navigation with Formation Adaptation ／ Zihao Deng, Peng Gao, Williard Joshua Jose 他
日本語で読む → - 論文群制御math.OC
カメラ回転運動制御による角度を考慮した被覆制御
ドローン群が空撮画像から3次元構造を再構成する品質を高めるため、カメラの向きとドローンの並進運動を同時に制御する新しい被覆制御戦略を提案し、JAXによる高速化でリアルタイム性を実現した。
原題: Angle-Aware Coverage with Camera Rotational Motion Control ／ Zhiyuan Lu, Muhammad Hanif, Takumi Shimizu 他
日本語で読む → - 論文物体検索/ナビゲーションロボティクス
3Dセマンティックマップに基づくマルチビュー画像とSimSiam微調整による物体インスタンス検索
家庭環境の3Dセマンティックマップからマルチビュー画像を生成し、SimSiamによる自己教師あり学習でインスタンス識別モデルをオンサイトで訓練するSimViewを提案。実写スキャンのシミュレータでCLIP比1.7倍の精度を達成した。
原題: Object Instance Retrieval in Assistive Robotics: Leveraging Fine-Tuned SimSiam with Multi-View Images Based on 3D Semantic Map ／ Taichi Sakaguchi, Akira Taniguchi, Yoshinobu Hagiwara 他
日本語で読む → - 論文耐故障制御ロボティクス
アクティブ耐故障型クアッドロータの実験システム設計
ロータ故障時にヨー制御を放棄して耐故障制御へ移行する検出・制御手法と、回転抗力調整用のモジュール式付加物を組み合わせ、追加センサや計算資源なしで耐故障性を実現するクアッドロータを設計・検証した。
原題: Experimental System Design of an Active Fault-Tolerant Quadrotor ／ Jennifer Yeom, Roshan Balu T M B, Guanrui Li 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 → - 論文安全制御機械学習
ニューラルネットワーク動的モデルの実時間安全制御のための健全な近似手法
ReLU活性化関数のバーンスタイン多項式近似でニューラル動的モデルを過大近似し、最悪ケース安全指数をオフライン合成することで、実時間で安全な制御を10〜100倍高速に実現した。
原題: Real-Time Safe Control of Neural Network Dynamic Models with Sound Approximation ／ Hanjiang Hu, Jianglin Lan, Changliu Liu
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
移動ロボットのための迅速適応・継続学習スパイキングニューラルネットワーク経路計画アルゴリズム
スパイキングニューラルネットワークとE-prop学習を用いて、屋外環境で移動コストを地図化しつつ経路計画を行うシステムを開発し、実機で有効性を示した。
原題: A Rapid Adapting and Continual Learning Spiking Neural Network Path Planning Algorithm for Mobile Robots ／ Harrison Espino, Robert Bain, Jeffrey L. Krichmar
日本語で読む → - 論文UWB測位ロボティクス
半教師あり新規性検出によるUWB誤差信号の高精度予測
UWB測位の誤差を、正常環境で学習したオートエンコーダによる新規性検出で予測し、環境変化に対する信頼性を高める手法を提案した。
原題: Semi-Supervised Novelty Detection for Precise Ultra-Wideband Error Signal Prediction ／ Umberto Albertin, Alessandro Navone, Mauro Martini 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
要救助者マニピュレーションにおける把持安定性解析のための高忠実度シミュレーションフレームワーク
救助ロボットが人を把持・操作する際の接触を高精度に再現するため、有限要素法を組み込んだシミュレーションフレームワークを構築し、把持安定性を評価した。
原題: A High-Fidelity Simulation Framework for Grasping Stability Analysis in Human Casualty Manipulation ／ Qianwen Zhao, Rajarshi Roy, Chad Spurlock 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
視覚制御ジェッティングによる人体解剖学の再現：空気圧筋骨格ハンドと前腕
人間の解剖学を模倣した前腕と手を単一印刷プロセスで作製し、22本の空気圧人工筋で駆動することで、多様な物体の把持を実現した。
原題: Replicating Human Anatomy with Vision Controlled Jetting -- A Pneumatic Musculoskeletal Hand and Forearm ／ Thomas Buchner, Stefan Weirich, Alexander M. Kübler 他
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