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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 →- 論文運動予測ロボティクス
アンサンブル蒸留による運動予測モデルのスケーリング
自動運転の運動予測において、モデルアンサンブルを小型の生徒モデルに蒸留し、限られた計算資源でも高精度を維持する手法を提案した。
原題: Scaling Motion Forecasting Models with Ensemble Distillation ／ Scott Ettinger, Kratarth Goel, Avikalp Srivastava 他
日本語で読む → - 論文共有制御HCI
共有制御に基づく危険回避操作の検証
自動運転におけるドライバと自動化の共有制御を、低視界での追い越しと横方向の回避操作の2場面で動的シミュレータと実ドライバ8名により検証し、安全性と受容性の向上を示した。
原題: Validation of critical maneuvers based on shared control ／ Mauricio Marcano, Joseba Sarabia, Asier Zubizarreta 他
日本語で読む → - 論文連続ロボットロボティクス
学習型深層デコーダネットワークによる非線形経路腱駆動連続ロボットの順運動学におけるヒステリシスの考慮
腱駆動連続ロボットの形状を点群で表現し、過去の構成を条件に加えることでヒステリシスを考慮して予測する深層デコーダネットワークを提案し、物理ベースモデルやヒステリシス非考慮の学習モデルを大きく上回る精度を示した。
原題: Accounting for Hysteresis in the Forward Kinematics of Nonlinearly-Routed Tendon-Driven Continuum Robots via a Learned Deep Decoder Network ／ Brian Y. Cho, Daniel S. Esser, Jordan Thompson 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
TinyML搭載ナノドローンにおけるマルチセンサ入力と状態情報の融合
直径約10cmのナノドローン上で、低解像度画像と8x8深度マップ、機体状態を融合する深層学習パイプラインを構築し、人間姿勢推定の精度を向上させた。
原題: Fusing Multi-sensor Input with State Information on TinyML Brains for Autonomous Nano-drones ／ Luca Crupi, Elia Cereda, Daniele Palossi
日本語で読む → - 論文ステレオマッチング画像認識
視覚基盤モデルの強みをステレオマッチングに活かす
視覚基盤モデル(VFM)をステレオマッチングに適応させるViTASアダプタを提案し、KITTI Stereo 2012で最高性能を達成した研究。
原題: Playing to Vision Foundation Model's Strengths in Stereo Matching ／ Chuang-Wei Liu, Qijun Chen, Rui Fan
日本語で読む → - 論文学習制御ロボティクス
AI-MOLE: 未知の非線形ダイナミクスに対する自律的反復運動学習と広範な実験検証
未知の非線形ダイナミクスを持つシステムが、入出力データからガウス過程モデルを反復的に学習し、手動パラメータ調整なしで参照追従タスクを自律的に獲得する手法を提案し、3種類の実機ロボットと9つのタスクで検証した。
原題: AI-MOLE: Autonomous Iterative Motion Learning for Unknown Nonlinear Dynamics with Extensive Experimental Validation ／ Michael Meindl, Simon Bachhuber, Thomas Seel
日本語で読む → - 論文マルチタスク強化学習機械学習
タスク固有行動補正による効率的なマルチタスク強化学習
マルチタスク強化学習において、共有ポリシーとタスク固有の行動補正ポリシーに分け、スパース報酬とラグランジュ法でタスク間干渉を抑え、サンプル効率と性能を向上させる手法を提案。
原題: Efficient Multi-Task Reinforcement Learning via Task-Specific Action Correction ／ Jinyuan Feng, Min Chen, Zhiqiang Pu 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
移動ロボットの経路計画のための深層強化学習
深層強化学習と双方向探索ハイブリッドA*を組み合わせ、移動ロボットの経路計画を低計算コストで高精度に実現する手法を提案した。
原題: Deep Reinforcement Learning for Mobile Robot Path Planning ／ Hao Liu, Yi Shen, Shuangjiang Yu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
CoBT: 一回の実演による協調的なビヘイビアツリーのプログラミング
一回の実演からデータ駆動型機械学習と論理ベースの宣言的学習を組み合わせて、反応的でモジュール的なビヘイビアツリーを生成する協調的プログラミング・バイ・デモンストレーションのフレームワークを提案し、7つのマニピュレーションタスクで約93%の成功率を達成した。
原題: CoBT: Collaborative Programming of Behaviour Trees from One Demonstration for Robot Manipulation ／ Aayush Jain, Philip Long, Valeria Villani 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
強化学習による敏捷で汎用的な二足歩行ロボットの追従制御
単一の小規模ニューラルネットワークとモデルベースIK・強化学習を組み合わせ、足首と体幹の軌道追従を幅広い歩容で実現する二足歩行ロボットの汎用コントローラを提案した。
原題: Agile and versatile bipedal robot tracking control through reinforcement learning ／ Jiayi Li, Linqi Ye, Yi Cheng 他
日本語で読む → - 論文軌跡検索機械学習
VeTraSS: グラフモデリングと表現学習による車両軌跡類似検索
車両軌跡データをマルチスケールグラフに変換し、注意機構付きGNNで埋め込みを学習することで、類似軌跡を高精度に検索する手法を提案した。
原題: VeTraSS: Vehicle Trajectory Similarity Search Through Graph Modeling and Representation Learning ／ Ming Cheng, Bowen Zhang, Ziyu Wang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
GeoSACS: 運河曲面による幾何学的共有自律制御
運河曲面を用いて、少ない実演からロボットの軌道を表現し、人間の低次元入力で効率的に共有自律制御を実現するフレームワークを提案。洗濯物を洗濯機に入れる複雑なマニピュレーションタスクで有効性を示した。
原題: GeoSACS: Geometric Shared Autonomy via Canal Surfaces ／ Shalutha Rajapakshe, Atharva Dastenavar, Michael Hagenow 他
日本語で読む → - 論文制御・適応制御制御
クロスエントロピー深層学習によるPIDチューニング：リアプノフ安定性解析
水中無人機の適応制御において、クロスエントロピー深層学習で適応パラメータを決定する学習ベース制御系の安定性を、実験と指標により実証的に解析した。
原題: PID Tuning using Cross-Entropy Deep Learning: a Lyapunov Stability Analysis ／ Hector Kohler, Benoit Clement, Thomas Chaffre 他
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
自動運転車向けオンライン時空間グラフ軌道プランナ
自動運転車の安全で快適な軌道生成のため、周辺車両と仮想ノードから時空間グラフを構築し、逐次ネットワークで目標状態を求めるオンライン軌道プランナを提案した。
原題: An Online Spatial-Temporal Graph Trajectory Planner for Autonomous Vehicles ／ Jilan Samiuddin, Benoit Boulet, Di Wu
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
検索拡張型身体性エージェント
ロボットに外部のポリシー記憶を検索させて過去の経験を活用し、複雑な操作タスクの性能を高める手法を提案した。
原題: Retrieval-Augmented Embodied Agents ／ Yichen Zhu, Zhicai Ou, Xiaofeng Mou 他
日本語で読む → - 論文把持ロボティクス
見せて掴む：ゼロショット基盤モデルによるロボット把持のための少数ショット意味セグメンテーション
基盤モデルの汎化性能と高性能な少数ショット分類器を組み合わせ、数例の提示だけで対象物をセグメンテーションしてロボット把持を実現する手法を提案し、把持精度を大幅に向上させた。
原題: Show and Grasp: Few-shot Semantic Segmentation for Robot Grasping through Zero-shot Foundation Models ／ Leonardo Barcellona, Alberto Bacchin, Matteo Terreran 他
日本語で読む → - 論文ロボティクスソフトウェアAI
OWLOOP: OWL公理をオブジェクト指向階層にマッピングするインターフェース
OWLの論理公理とオブジェクト指向プログラミングの階層をマッピングする際の問題を解決するOWLOOP APIを提案し、スマート環境下のロボットの例で有効性を示した。
原題: OWLOOP: Interfaces for Mapping OWL Axioms into OOP Hierarchies ／ Luca Buoncompagni, Fulvio Mastrogiovanni
日本語で読む → - 論文自己位置推定AI
DEQ-MCL: 離散事象キューに基づくモンテカルロ自己位置推定
海馬の位相前進と離散事象キュー仮説に着想を得て、過去・現在・未来の状態をキューとして保持し自己位置推定精度を高める手法を提案した。
原題: DEQ-MCL: Discrete-Event Queue-based Monte-Carlo Localization ／ Akira Taniguchi, Ayako Fukawa, Hiroshi Yamakawa
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
高次元におけるリサンプリング不要な粒子フィルタ
リサンプリング工程を省くことで粒子枯渇を防ぎ、高次元状態空間でも多様な粒子を維持できる粒子フィルタを提案し、高次元の状態推定と6D姿勢推定で有効性を示した。
原題: Resampling-free Particle Filters in High-dimensions ／ Akhilan Boopathy, Aneesh Muppidi, Peggy Yang 他
日本語で読む → - 論文物体中心表現ロボティクス
「何」と「どこ」の基盤モデルを組み合わせた物体中心表現によるロボティクス
セグメンテーションで物体の位置を特定し、事前学習済みモデルでその物体の特徴を記述することで、追加学習なしにロボット制御向けの物体中心表現を構築するフレームワークPOCRを提案。
原題: Composing Pre-Trained Object-Centric Representations for Robotics From "What" and "Where" Foundation Models ／ Junyao Shi, Jianing Qian, Yecheng Jason Ma 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
PACNav: 通信困難環境におけるUAV群の集合ナビゲーション強化
通信や外部測位が使えない環境で、UAV群が局所観測のみから群れのリーダーを推定し、衝突回避しつつ森の中でも集合的に飛行できる分散ナビゲーション手法を提案・実証した。
原題: PACNav: Enhancing Collective Navigation for UAV Swarms in Communication-Challenged Environments ／ Afzal Ahmad, Daniel Bonilla Licea, Giuseppe Silano 他
日本語で読む → - 論文群制御AI
ITA-ECBS: 目標割り当てと経路探索の統合問題に対する有界準最適アルゴリズム
複数ロボットの目標割り当てと衝突回避経路計画を同時に行うTAPF問題に対し、既存の最適解法ITA-CBSを有界準最適化したITA-ECBSを提案。フォーカル探索と新たな下界行列で効率化し、多くのテストケースで既存手法より高速。
原題: ITA-ECBS: A Bounded-Suboptimal Algorithm for the Combined Target-Assignment and Path-Finding Problem ／ Yimin Tang, Sven Koenig, Jiaoyang Li
日本語で読む → - 論文調理自動化制御
マイコン制御による燻製魚製造機の開発
ArduinoマイコンとPID制御を用いて、魚の煮沸・燻製・乾燥を自動化する燻製魚製造機を開発した。
原題: The Development of a Microcontroller based Smoked Fish Machine ／ Aldrin Joar R. Taduran
日本語で読む → - 論文人間行動モデリングロボティクス
タスク目的とばらつきの同定による人間行動モデリング
人間の操作データから逆最適制御でタスク目的を推定し、ガウス混合モデルで行動のばらつきを捉えることで、人間の制御入力の予測精度を高める手法を提案した。
原題: Human Behavior Modeling via Identification of Task Objective and Variability ／ Sooyung Byeon, Dawei Sun, Inseok Hwang
日本語で読む → - 論文フィールドロボティクス/ROS 2ロボティクス
OtterROS: ROS 2を用いた実験フィールドロボティクス研究のための無人水上艇の選定とプログラミング
研究向けの無人水上艇(USV)の現状を概観し、Otter USV向けのオープンソースROS 2ソリューション「OtterROS」を提案。実フィールド実験を通じて有用性を示し、推奨ハードウェアやサンプルROS 2パッケージも提供する。
原題: OtterROS: Picking and Programming an Uncrewed Surface Vessel for Experimental Field Robotics Research with ROS 2 ／ Thomas M. C. Sears, M. Riley Cooper, Sabrina R. Button 他
日本語で読む → - 論文協調知覚画像認識
協調知覚における中間融合手法のサーベイ：実世界の課題別分類
自動運転の協調知覚で使われる中間融合手法を、通信効率や位置推定誤差、通信断、異種性などの実世界課題ごとに整理したサーベイ。
原題: A Survey on Intermediate Fusion Methods for Collaborative Perception Categorized by Real World Challenges ／ Melih Yazgan, Thomas Graf, Min Liu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
力覚フィードバックを用いた精密物体配置
力・トルクセンサのフィードバックを使い、計画誤差やセンサノイズがあっても物体を安定した姿勢で配置する手法を提案した論文。
原題: Precise Object Placement Using Force-Torque Feedback ／ Osher Lerner, Zachary Tam, Michael Equi
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
LIKO: 二足歩行ロボットのためのLiDAR・慣性・運動学オドメトリ
LiDAR・IMU・関節エンコーダを統合した拡張カルマンフィルタにより、二足歩行ロボットの足接地点を推定しつつ約1kHzの高頻度な状態推定を実現した。
原題: LIKO: LiDAR, Inertial, and Kinematic Odometry for Bipedal Robots ／ Qingrui Zhao, Mingyuan Li, Yongliang Shi 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
大規模環境におけるブロックマップベースの自己位置推定
大規模環境での計算負荷を抑えるため、ブロックマップと動的スライディングウィンドウ最適化を組み合わせた自己位置推定システムを提案し、6km超のマップでも高精度・高効率を実現した。
原題: Block-Map-Based Localization in Large-Scale Environment ／ Yixiao Feng, Zhou Jiang, Yongliang Shi 他
日本語で読む → - 論文SLAM/3D再構成画像認識
ν-DBA: ニューラル陰的密バンドル調整による画像のみの走行シーン再構成
3Dニューラル陰的表面で地図を表現し、密オプティカルフローに導かれた幾何誤差で軌跡と地図を同時最適化する密バンドル調整フレームワークを提案し、走行シーンの軌跡推定と密再構成精度を向上させた。
原題: $\nu$-DBA: Neural Implicit Dense Bundle Adjustment Enables Image-Only Driving Scene Reconstruction ／ Yunxuan Mao, Bingqi Shen, Yifei Yang 他
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