論文
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 →- 論文軌道予測画像認識
SemanticFormer: 知識グラフを用いた軌道予測のための全体論的・意味的交通シーン表現
交通参加者や道路構造、標識などの意味関係を知識グラフで表現し、メタパスと注意機構を組み合わせてマルチモーダルな軌道予測を行う手法を提案。
原題: SemanticFormer: Holistic and Semantic Traffic Scene Representation for Trajectory Prediction using Knowledge Graphs ／ Zhigang Sun, Zixu Wang, Lavdim Halilaj 他
日本語で読む → - 論文探査制御ロボティクス
RAnGE: エルゴード性を保証する到達可能性解析
外乱下でもエルゴード的探査の性能を保証するため、到達可能性解析を用いて最適制御器を導出し、ニューラルネットで解く手法を提案した。
原題: RAnGE: Reachability Analysis for Guaranteed Ergodicity ／ Henry Berger, Ian Abraham
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
LayeredMAPF：MAPFインスタンスの分解による求解コスト削減
多数エージェントのMAPF問題を少数エージェントの独立部分問題に分解し、任意のMAPFアルゴリズムで解いて統合する汎用フレームワークを提案。メモリと計算時間を大幅に削減する。
原題: LayeredMAPF: a decomposition of MAPF instance to reduce solving costs ／ Zhuo Yao, Wei Wang
日本語で読む → - 論文群制御機械学習
異種車両プラトーン向けの安定・安全な分散フィードバック制御器の学習
ニューラルネットワークの安定性証明を活用し、異種車両からなる自動運転プラトーン向けの安定かつ安全な分散制御器を学習。実機4台とシミュレーション100台で線形フィードバックや分散MPCと比較評価した。
原題: Learning a Stable, Safe, Distributed Feedback Controller for a Heterogeneous Platoon of Autonomous Vehicles ／ Michael H. Shaham, Taskin Padir
日本語で読む → - 論文社会ロボティクスロボティクス
女性を支援するロボットの設計
女性に偏って影響する犯罪や病気などの課題を整理し、隠しカメラを検出するドローンプロトタイプを試作して、女性のニーズに応えるロボット設計の可能性を探った。
原題: Designing Robots to Help Women ／ Martin Cooney, Lena Klasén, Fernando Alonso-Fernandez
日本語で読む → - 論文物体認識画像認識
少数ショット個人インスタンス認識のための物体条件付きインスタンスバッグ
抽出特徴の多次数統計に基づく物体条件付きインスタンスバッグ(OBoI)を構築し、逆伝播なしで少数ショットの個人インスタンスを識別する手法を提案。
原題: Object-conditioned Bag of Instances for Few-Shot Personalized Instance Recognition ／ Umberto Michieli, Jijoong Moon, Daehyun Kim 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
MORPHeus: 人間参加型のマルチモーダル片腕ロボット支援皮むきシステム
片手用の調理器具と単腕ロボットを組み合わせ、マルチモーダル知覚と人間参加型計画で12種類の食材の皮むきを支援するシステムを開発した。
原題: MORPHeus: a Multimodal One-armed Robot-assisted Peeling System with Human Users In-the-loop ／ Ruolin Ye, Yifei Hu, Yuhan 他
日本語で読む → - 論文自動運転シミュレーションロボティクス
シーン外挿：インタラクティブな交通シナリオの生成
交通シーンをシードとして、ルールベースと機械学習の行動モデルで様々な挙動をシミュレートし、重要度指標で評価することで、自動運転機能の検証に有用なシナリオを生成する手法を提案した。
原題: Scene-Extrapolation: Generating Interactive Traffic Scenarios ／ Maximilian Zipfl, Barbara Schütt, J. Marius Zöllner
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
ControlMTR: シーン適合インテントポイントと制御ガイドによる実現可能な軌道予測
自動運転の軌道予測において、シーンに適合した意図点と制御コマンド予測を組み合わせ、非現実的な予測を抑えつつ精度を向上させる手法を提案した。
原題: ControlMTR: Control-Guided Motion Transformer with Scene-Compliant Intention Points for Feasible Motion Prediction ／ Jiawei Sun, Chengran Yuan, Shuo Sun 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
連続体ロボットのためのレジリエントな動作計画
連続体ロボットの経路計画において、遺伝的アルゴリズムとA*アルゴリズムを階層分析法と組み合わせ、距離・モータ損傷・機械損傷・精度の4基準で評価し、遺伝的アルゴリズムが優位であることを示した。
原題: Resilient Movement Planning for Continuum Robots ／ Oxana Shamilyan, Ievgen Kabin, Zoya Dyka 他
日本語で読む → - 論文タスク・動作計画ロボティクス
最適化ベースのタスク・動作計画のサーベイ：古典的手法から学習ベース手法まで
タスク計画と動作計画を統合するTAMPについて、最適化ベースの手法を古典的手法から学習ベース手法まで体系的にレビューしたサーベイ論文。
原題: A Survey of Optimization-based Task and Motion Planning: From Classical To Learning Approaches ／ Zhigen Zhao, Shuo Cheng, Yan Ding 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ヒューマノイド実体エージェントによる神経ロボティクス把持のための逆運動学
ベジェ曲線ベースのデカルト軌道計画を、プラットフォーム非依存な神経模倣逆運動学CycleIKで関節空間軌道に変換し、LLMを核とする実体エージェントを通じてNICO/NICOLでの把持を実現した。
原題: Inverse Kinematics for Neuro-Robotic Grasping with Humanoid Embodied Agents ／ Jan-Gerrit Habekost, Connor Gäde, Philipp Allgeuer 他
日本語で読む → - 論文VLA機械学習
大規模言語モデルで強化学習を強化する研究のサーベイ：概念・分類・手法
LLMを活用して強化学習を強化する研究を、情報処理・報酬設計・意思決定・生成という4つの役割で分類し、課題と展望を整理したサーベイ。
原題: Survey on Large Language Model-Enhanced Reinforcement Learning: Concept, Taxonomy, and Methods ／ Yuji Cao, Huan Zhao, Yuheng Cheng 他
日本語で読む → - 論文3D物体検出ロボティクス
密度適応型閾値処理による堅牢なLiDARベース3D物体検出
自車からの距離に応じて検出閾値を動的に調整する後処理アルゴリズムを提案し、都市環境や悪天候下での3D物体検出の偽陰性・偽陽性を低減した。
原題: Toward Robust LiDAR based 3D Object Detection via Density-Aware Adaptive Thresholding ／ Eunho Lee, Minwoo Jung, Ayoung Kim
日本語で読む → - 論文SLAMデータセットロボティクス
FusionPortableV2: 多様なプラットフォームと環境にわたる汎用SLAMのための統合マルチセンサデータセット
4種類のロボットプラットフォームから収集した27系列・38.7kmのマルチセンサSLAMデータセットを構築し、SOTAアルゴリズムの評価と単眼深度推定への応用可能性を示した。
原題: FusionPortableV2: A Unified Multi-Sensor Dataset for Generalized SLAM Across Diverse Platforms and Scalable Environments ／ Hexiang Wei, Jianhao Jiao, Xiangcheng Hu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
準静的信念ダイナミクスと接触情報を活用したロバストプッシング
物体を押す操作において、準静的な接触ダイナミクスを用いて不確実性の伝播を効率的に予測し、接触を考慮した軌道サンプリングと分散制約によりロバストな開ループ計画を生成する手法を提案した。
原題: Robust Pushing: Exploiting Quasi-static Belief Dynamics and Contact-informed Optimization ／ Julius Jankowski, Lara Brudermüller, Nick Hawes 他
日本語で読む → - 論文社会的ナビゲーションロボティクス
社会的ロボットナビゲーションのための双方向ヒューマンインタラクティブAIフレームワーク
音声とジェスチャーで人と双方向にやり取りしながら、人の軌道を予測して社会的に配慮した経路で移動する移動ロボットのフレームワークを提案した論文。
原題: Bidirectional Human Interactive AI Framework for Social Robot Navigation ／ Tuba Girgin, Emre Girgin, Yigit Yildirim 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
可変モデル最適化による連続動的二足跳躍
跳躍フェーズごとに異なる精度の力学モデルを使い分ける軌道最適化と可変周波数MPCを統合し、二足ロボットHECTORで高さ57%の距離を跳ぶ連続跳躍を実現した。
原題: Continuous Dynamic Bipedal Jumping via Real-time Variable-model Optimization ／ Junheng Li, Omar Kolt, Quan Nguyen
日本語で読む → - 論文社会的ナビゲーションロボティクス
社会的ナビゲーションにおける人間の軌跡追従
ロボットの状態行動履歴から社会的ダイナミクスを推論し、人間の軌跡を追従する強化学習モデルSDAを提案。Habitat 3.0で最先端性能を達成。
原題: Following the Human Thread in Social Navigation ／ Luca Scofano, Alessio Sampieri, Tommaso Campari 他
日本語で読む → - 論文4Dレーダー画像認識
悪条件下での人物検出に向けた時系列マルチビュー4Dレーダーセマンティックセグメンテーション
4Dレーダーの点群を複数の2D投影に変換し、CNNとConvLSTMで時系列処理することで、粉塵や霧などの悪条件下でも人物をセグメンテーションする手法を提案。
原題: 4D Radar Semantic Segmentation of People in Field Conditions Using Temporal Multi-View Networks ／ Mikael Skog, Oleksandr Kotlyar, Vladimír Kubelka 他
日本語で読む → - 論文モデリングロボティクス
パラメータ自動調整付きニューラルODEによる小型ロボット飛行船のデータ駆動型動力学モデリング
小型ロボット飛行船の複雑な空気力学を扱うため、第一原理モデルとニューラルODEを統合しパラメータを自動調整するABNODEを提案し、螺旋運動実験で有効性を示した。
原題: Data-Driven Dynamics Modeling of Miniature Robotic Blimps Using Neural ODEs With Parameter Auto-Tuning ／ Yongjian Zhu, Hao Cheng, Feitian Zhang
日本語で読む → - 論文セグメンテーション画像認識
MAS-SAM: 集約特徴による海洋動物セグメンテーション
水中環境向けのアダプタを組み込んだSAMエンコーダとピラミッド型デコーダを構築し、海洋動物のセグメンテーション精度を向上させた研究。
原題: MAS-SAM: Segment Any Marine Animal with Aggregated Features ／ Tianyu Yan, Zifu Wan, Xinhao Deng 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
LLM-Personalize: 強化学習自己訓練による家事ロボット向けLLMプランナーの個人適応
模倣学習と反復自己訓練を組み合わせて、家庭用ロボットのLLMプランナーを個々のユーザー選好に合わせて最適化するフレームワークを提案し、家事片付けベンチマークで成功率を30%以上向上させた。
原題: LLM-Personalize: Aligning LLM Planners with Human Preferences via Reinforced Self-Training for Housekeeping Robots ／ Dongge Han, Trevor McInroe, Adam Jelley 他
日本語で読む → - 論文制御/MPC制御
宇宙機ランデブーのための不感帯を考慮した凸MPCと推力配分
宇宙機スラスタの最小作動時間による不感帯を考慮し、混合整数制約を効率的に近似する2つのソルバアルゴリズムを提案し、リアルタイム制御を可能にした。
原題: Convex MPC and Thrust Allocation with Deadband for Spacecraft Rendezvous ／ Pedro Taborda, Hugo Matias, Daniel Silvestre 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
月面マイクロローバのためのリスク考慮型被覆経路計画：グローバル・ローカル環境データの活用
限られたセンシングと計算能力で未知の月面環境を探索するため、グローバルデータと局所地形特徴を統合した3D被覆経路計画アルゴリズムを提案し、シミュレータと屋外実証で有効性を示した。
原題: Risk-Aware Coverage Path Planning for Lunar Micro-Rovers Leveraging Global and Local Environmental Data ／ Shreya Santra, Kentaro Uno, Gen Kudo 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
不確かさを考慮した能動学習によるロボットマニピュレータ向けNeRF物体モデル構築
ロボットが視覚行動と再配向行動を能動的に選びながらNeRFで物体の完全な3Dモデルを効率的に学習し、未知の姿勢での操作を可能にする手法を提案した。
原題: Uncertainty-aware Active Learning of NeRF-based Object Models for Robot Manipulators using Visual and Re-orientation Actions ／ Saptarshi Dasgupta, Akshat Gupta, Shreshth Tuli 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
小型ロボット群による表面検査のための集団ベイズ意思決定
振動センサとベイズ意思決定アルゴリズムを用いて、小型車輪ロボット群がタイル表面を検査し、振動するタイルが多いかどうかを集団で分類する手法を提案し、シミュレーションと実機実験で有効性を示した。
原題: Collective Bayesian Decision-Making in a Swarm of Miniaturized Robots for Surface Inspection ／ Thiemen Siemensma, Darren Chiu, Sneha Ramshanker 他
日本語で読む → - 論文安全性検証ロボティクス
ニューラル到達可能チューブにおける安全境界条件の厳密な課し方
深層学習による到達可能性解析で、安全境界条件をニューラルネットワーク出力との重み付き和として厳密に課すことで、境界損失項を不要にし、学習される値関数の精度を大幅に向上させる手法を提案。
原題: Exact Imposition of Safety Boundary Conditions in Neural Reachable Tubes ／ Aditya Singh, Zeyuan Feng, Somil Bansal
日本語で読む → - 論文視覚ナビゲーションロボティクス
草の成長を観測する：自律的な生物多様性モニタリングのための長期視覚ナビゲーションとミッション計画
動的に変化する草原環境で6週間にわたり植物群落を監視する自律ロボットシステムを実証し、複雑な自然環境での視覚ナビゲーションとミッション計画の課題を議論した。
原題: Watching Grass Grow: Long-term Visual Navigation and Mission Planning for Autonomous Biodiversity Monitoring ／ Matthew Gadd, Daniele De Martini, Luke Pitt 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
惑星探査ロボットのための粒状環境SLAMデータセットTAIL-Plus
砂浜を惑星表面の模擬環境として、車輪型と四足歩行ロボットにLiDARやRGB-Dカメラなどを搭載し、昼夜にわたる多様な走行データを収集したSLAM用データセットを公開した。
原題: Are We Ready for Planetary Exploration Robots? The TAIL-Plus Dataset for SLAM in Granular Environments ／ Zirui Wang, Chen Yao, Yangtao Ge 他
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