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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 →- 論文点群処理ロボティクス
地図フィルタリングを用いた点群障害物検出
LiDARの点群から計算資源が限られた環境でも動作する障害物検出パイプラインを構築し、実機とデータセットで評価した研究。
原題: Point cloud obstacle detection with the map filtration ／ Lukas Kratochvila
日本語で読む → - 論文自動運転/模倣学習ロボティクス
模倣を超えて：自動運転の経路追従制御のための生涯ポリシー学習フレームワーク
不完全なデモでも経路追従制御を学習できる模倣学習に生涯学習を組み合わせ、走行データから安全にポリシーを更新・洗練するフレームワークを提案した。
原題: Beyond Imitation: A Life-long Policy Learning Framework for Path Tracking Control of Autonomous Driving ／ C. Gong, C. Lu, Z. Li 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習ロボティクス
遅延を考慮したマルチエージェント強化学習による協調型アダプティブクルーズコントロールの安定化
車両プラトーン制御における通信遅延に対処するため、遅延を考慮したマルチエージェント強化学習フレームワークを提案し、注意機構と速度最適化に基づく行動フィルタで安全性と安定性を向上させた。
原題: Delay-Aware Multi-Agent Reinforcement Learning for Cooperative Adaptive Cruise Control with Model-based Stability Enhancement ／ Jiaqi Liu, Ziran Wang, Peng Hang 他
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 → - 論文障害物回避ロボティクス
動的環境における障害物回避の難易度評価ベンチマーク
動的障害物回避の性能評価のため、障害物の数・大きさ・速度などを考慮した4つの難易度指標を提案し、150万回以上のシミュレーション実験で既存指標と比較検証した。
原題: Evaluating Dynamic Environment Difficulty for Obstacle Avoidance Benchmarking ／ Moji Shi, Gang Chen, Álvaro Serra Gómez 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
OVAL-Prompt: LLMによるアフォーダンス接地を用いたロボットマニピュレーションのためのオープンボキャブラリ・アフォーダンス定位
VLMで物体パーツをセグメンテーションし、LLMでパーツとアフォーダンスを対応付けることで、追加学習なしに未知の物体やアフォーダンスの位置をRGB-D画像から推定し、ロボット操作を可能にする手法を提案。
原題: OVAL-Prompt: Open-Vocabulary Affordance Localization for Robot Manipulation through LLM Affordance-Grounding ／ Edmond Tong, Anthony Opipari, Stanley Lewis 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
電磁気学に着想を得た視触覚センサからの把持内トルク推定法
ゲル型視触覚センサのマーカー変位場を電磁気学の双極子モーメントに例えて解析し、深層学習や個別モデルなしで把持物体の傾きトルクを推定する手法を提案した。
原題: An Electromagnetism-Inspired Method for Estimating In-Grasp Torque from Visuotactile Sensors ／ Yuni Fuchioka, Masashi Hamaya
日本語で読む → - 論文シーン生成画像認識
PhyScene: 身体性AIのための物理的に操作可能な3Dシーン合成
拡散モデルと物理・操作可能性に基づくガイダンスを組み合わせ、身体性エージェントが実際に操作できる3D屋内シーンを生成する手法を提案。
原題: PhyScene: Physically Interactable 3D Scene Synthesis for Embodied AI ／ Yandan Yang, Baoxiong Jia, Peiyuan Zhi 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
実環境におけるインスタンス固有の画像ゴールナビゲーション：対照学習によるドメインギャップの橋渡し
低品質なロボット観測画像と高品質なクエリ画像のドメインギャップを、対照学習とインスタンス分類器で埋め、実環境での物体探索成功率を最大3倍に改善した。
原題: Real-world Instance-specific Image Goal Navigation: Bridging Domain Gaps via Contrastive Learning ／ Taichi Sakaguchi, Akira Taniguchi, Yoshinobu Hagiwara 他
日本語で読む → - 論文義足・視覚慣性融合ロボティクス
不整地における義足の安全性と環境適応性を高める視覚慣性モーション推定手法
深度カメラと慣性センサを誤差状態カルマンフィルタで融合し、階段や障害物を歩行する際の義足の動きを高精度に推定する手法を提案した。
原題: Enhancing Prosthetic Safety and Environmental Adaptability: A Visual-Inertial Prosthesis Motion Estimation Approach on Uneven Terrains ／ Chuheng Chen, Xinxing Chen, Shucong Yin 他
日本語で読む → - 論文能動的知覚ロボティクス
ロバスト探索のための能動的知覚ゲーム
能動的知覚における情報利得の推定誤差をゲーム理論的に解析し、真の情報利得をオンラインで推定する手法を提案。ドローンやロボット実験で推定誤差を42%削減した。
原題: An Active Perception Game for Robust Exploration ／ Siming He, Yuezhan Tao, Igor Spasojevic 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 → - 論文群制御ロボティクス
レースシーンにおけるモバイルロボットの競争相手を考慮した意思決定手法
追い越しを狙う対戦相手をブロックするため、相手のレベルをオンライン推定し、level-K推論に基づく最適軌道とフェイルセーフ軌道を混合するゲーム理論的戦略を提案した。
原題: Competition-Aware Decision-Making Approach for Mobile Robots in Racing Scenarios ／ Kyoungtae Ji, Sangjae Bae, Nan 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
オンライン生成経験を活用したマルチロボットマニピュレーションのための探索ベース計画の高速化
複数アームの協調動作計画において、競合ベース探索アルゴリズムの反復的・漸進的な性質を利用して高速化し、最大10本のロボットアームでの実験で有効性を示した。
原題: Accelerating Search-Based Planning for Multi-Robot Manipulation by Leveraging Online-Generated Experiences ／ Yorai Shaoul, Itamar Mishani, Maxim Likhachev 他
日本語で読む → - 論文VLA制御
部分観測連続制御のための基盤モデルとしてのDecision Transformer
部分観測下の連続制御タスクに対し、GPTを初期化に用いてLoRAで微調整したDecision Transformerを適用し、未知タスクへのゼロショット汎化と少ないデモでの専門家超えを実現した。
原題: Decision Transformer as a Foundation Model for Partially Observable Continuous Control ／ Xiangyuan Zhang, Weichao Mao, Haoran Qiu 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
協調型 aerial ロボットによる屋内・屋外3D環境の自動リアルタイム検査
異種UAVチームが協調して未知の3D構造物をマッピングし、衝突回避した最適検査経路を生成するシステムを提案し、Gazeboシミュレーションで有効性を示した。
原題: Automated Real-Time Inspection in Indoor and Outdoor 3D Environments with Cooperative Aerial Robots ／ Andreas Anastasiou, Angelos Zacharia, Savvas Papaioannou 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
APEX: 衝突回避型生成拡散モデルによる両腕ロボットの巧みな操作
両腕ロボットの操作タスクを2つのベクトル合わせとして単純化し、潜在拡散モデルと分類器ガイダンスで障害物を避けながら多様な操作軌道を生成する手法を提案した。
原題: APEX: Ambidextrous Dual-Arm Robotic Manipulation Using Collision-Free Generative Diffusion Models ／ Apan Dastider, Hao Fang, Mingjie Lin
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SLAMロボティクス
EC-SLAM: スパースTSDF符号化と大域バンドル調整による効果的制約付きニューラルRGB-D SLAM
NeRFを用いたリアルタイム高密度RGB-D SLAMシステム。スパースなパラメトリック符号化とTSDFで地図を表現し、大域バンドル調整と特徴ベースの均一サンプリングで姿勢最適化を改善、Replica/ScanNet/TUMで最高精度を達成。
原題: EC-SLAM: Effectively Constrained Neural RGB-D SLAM with Sparse TSDF Encoding and Global Bundle Adjustment ／ Guanghao Li, Qi Chen, YuXiang Yan 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SLAMロボティクス
LOSS-SLAM：軽量オープンセット意味論的SLAM
物体の識別・位置推定・符号化を確率的グラフィカルモデルと組み合わせ、低計算コストで高精度なオープンセット意味論的SLAMを実現した研究。
原題: LOSS-SLAM: Lightweight Open-Set Semantic Simultaneous Localization and Mapping ／ Kurran Singh, Tim Magoun, John J. Leonard
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
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