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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: 2024/3/1 ／ 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 →- 論文ナビゲーションロボティクス
凸モデル予測制御と学習を組み合わせた混雑環境での衝突回避ロボットナビゲーション
2D LiDARから得た凸障害物なし領域を観測として強化学習し、その領域内で生成した参照点をMPCで追従することで、混雑環境でも衝突を避けて効率的に移動するナビゲーション手法を提案した。
原題: Collision-Free Robot Navigation in Crowded Environments using Learning based Convex Model Predictive Control ／ Zhuanglei Wen, Mingze Dong, Xiai Chen
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
障害物の不確かさを学習するロバスト予測動作計画
障害物の不確かさをオンライン学習し、保守的すぎない到達可能集合を予測して、動的環境で安全な動作計画を行う手法を提案した。
原題: Robust Predictive Motion Planning by Learning Obstacle Uncertainty ／ Jian Zhou, Yulong Gao, Ola Johansson 他
日本語で読む → - 論文NeRF/3D再構成ロボティクス
SiLVR: ロボット検査のためのスケーラブルなLiDAR-視覚再構成とニューラル放射輝度場
LiDARとカメラ画像を融合し、NeRFを用いて大規模環境を幾何学的に正確かつ写実的に再構成するシステムを提案。脚ロボットやドローンでの実証実験を行った。
原題: SiLVR: Scalable Lidar-Visual Reconstruction with Neural Radiance Fields for Robotic Inspection ／ Yifu Tao, Yash Bhalgat, Lanke Frank Tarimo Fu 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のための終わりなき行動クローニングエージェント
言語条件付きで新たな3Dシーン意味論と操作スキルを継続的に学習する終わりなき行動クローニングエージェントNBAgentを提案し、ベンチマークで有効性を示した。
原題: Never-Ending Behavior-Cloning Agent for Robotic Manipulation ／ Wenqi Liang, Gan Sun, Yao He 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
VRインターフェースによるユーザーカスタマイズ可能なロボット遠隔操作の共有制御
VR上で共有制御の介入度パラメータを直接調整できるようにし、遠隔操作の精度と流暢さが向上することをユーザー研究で示した。
原題: User-customizable Shared Control for Robot Teleoperation via Virtual Reality ／ Rui Luo, Mark Zolotas, Drake Moore 他
日本語で読む → - 論文社会ナビゲーションロボティクス
SELFI: 強化学習による社会ナビゲーションのための自律的自己改善
オフラインのモデルベース学習で事前学習した方策を、オンラインのモデルフリー強化学習で微調整する手法を提案し、実環境での衝突回避と社会的配慮行動を改善した。
原題: SELFI: Autonomous Self-Improvement with Reinforcement Learning for Social Navigation ／ Noriaki Hirose, Dhruv Shah, Kyle Stachowicz 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
3P-LLM: 大規模言語モデルを用いた自律ロボットナビゲーションのための確率的経路計画
GPT-3.5-turboをロボットの経路計画に活用し、RRTやA*などの従来手法と比較してリアルタイムかつ高精度な経路生成が可能かを検証した研究。
原題: 3P-LLM: Probabilistic Path Planning using Large Language Model for Autonomous Robot Navigation ／ Ehsan Latif
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
拡散モデルによる接触計画学習で実現する俊敏な跳躍移動
飛び石のような制約環境での俊敏な移動のため、NMPCとMCTSで接触計画を生成し、拡散モデルで目標条件付き方策を学習した。
原題: Diffusion-based learning of contact plans for agile locomotion ／ Victor Dhédin, Adithya Kumar Chinnakkonda Ravi, Armand Jordana 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
ヒューリスティック探索による学習済み局所MAPF方策の改善
マルチエージェント経路探索において、機械学習による局所方策の出力確率分布にヒューリスティック探索を組み合わせることで、デッドロックを解消し、成功率とスケーラビリティを大幅に向上させた。
原題: Improving Learnt Local MAPF Policies with Heuristic Search ／ Rishi Veerapaneni, Qian Wang, Kevin Ren 他
日本語で読む → - 論文筋電インターフェースロボティクス
伸縮可能な高密度筋電図アレイの設計・作製・評価
柔軟基板上のドライ電極を用いた伸縮可能な高密度EMGアレイを開発し、設計・作製・評価を行い、従来のEMGグリッドと同等以上の性能を示した。
原題: Design, Fabrication and Evaluation of a Stretchable High-Density Electromyography Array ／ Rejin John Varghese, Matteo Pizzi, Aritra Kundu 他
日本語で読む → - 論文モバイルマニピュレーションロボティクス
モバイルマニピュレーションのための汎化可能な特徴場の学習
移動と操作の両方に使える統一的なシーン表現として、リアルタイムで動作する汎化可能なニューラル特徴場GeFFを提案し、四足歩行ロボットで物体・部位レベルの操作と意味認識ナビゲーションを実証した。
原題: Learning Generalizable Feature Fields for Mobile Manipulation ／ Ri-Zhao Qiu, Yafei Hu, Yuchen Song 他
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
すべての誤りは等しくない：システムレベルの軌道予測失敗を検出するための後悔指標
人間予測モデルの誤りがロボットの閉ループ性能に与える影響を「後悔」で定量化し、高後悔データを抽出して効率的にファインチューニングする手法を提案。
原題: Not All Errors Are Made Equal: A Regret Metric for Detecting System-level Trajectory Prediction Failures ／ Kensuke Nakamura, Ran Tian, Andrea Bajcsy
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
潜在行動による行動生成
連続行動を階層的ベクトル量子化でトークン化し、マルチモーダルな行動生成・条件付き生成・部分観測を扱うVQ-BeTを提案。模擬操作・自動運転・ロボティクスなど7環境でBeTやDiffusion Policiesを上回り、推論速度も5倍高速化した。
原題: Behavior Generation with Latent Actions ／ Seungjae Lee, Yibin Wang, Haritheja Etukuru 他
日本語で読む → - 論文運動予測画像認識
大規模言語モデルを活用した自動運転の文脈認識型運動予測
交通環境と履歴を画像・テキストプロンプトでLLMに与えて交通文脈を抽出し、運動予測モデルに統合して精度を向上。さらに0.7%のLLM拡張データで効率的に展開する手法を提案。
原題: Large Language Models Powered Context-aware Motion Prediction in Autonomous Driving ／ Xiaoji Zheng, Lixiu Wu, Zhijie Yan 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
HGIC: 効率的でスケーラブルなマルチUAV運用のためのハンドジェスチャー対話型制御システム
コンピュータビジョンで手のジェスチャーをモジュール式コマンドに変換し、複数ドローンの動作制御を直感的かつスケーラブルに行うシステムを開発した。
原題: HGIC: A Hand Gesture Based Interactive Control System for Efficient and Scalable Multi-UAV Operations ／ Mengsha Hu, Jinzhou Li, Runxiang Jin 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
深層強化学習による移動ロボットの局所経路計画
地図を使わずセンサ情報のみで障害物を回避しながら目標へ向かう移動ロボットの経路計画を、DQNとDouble DQNで実現・比較した研究。
原題: Reinforcement learning based local path planning for mobile robot ／ Mehmet Gok, Mehmet Tekerek, Hamza Aydemir
日本語で読む → - 論文衝突回避ロボティクス
動的環境における自律衝突回避のための安全認識指向制御
制御バリア関数を用いてセンサの最適指向方向をオンライン決定し、限られた視野でも衝突リスクを最大化して回避する手法を提案し、実機で検証した。
原題: Safety-Aware Perception for Autonomous Collision Avoidance in Dynamic Environments ／ Ryan M. Bena, Chongbo Zhao, Quan Nguyen
日本語で読む → - 論文音響測位math.MG
未知環境におけるエコーを用いた経路追跡：対称性の問題とその打破
未知の平面構造環境で音響エコーから車両経路を再構成する際、環境の対称性による解の曖昧さを、スピーカーを車両ではなく環境の固定位置に置くことで解消できることを数学的に示し、3次元以上では常に、2次元では稀な例外を除き可能であることを証明した。
原題: Path Tracking using Echoes in an Unknown Environment: the Issue of Symmetries and How to Break Them ／ Mireille Boutin, Gregor Kemper
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
ハイブリッドフィードバック制御によるN次元凸障害物回避
未知のn次元環境で任意形状の凸障害物を避けつつ目標へ大域的に収束するハイブリッドフィードバック制御を提案し、2次元・3次元シミュレーションで有効性を示した。
原題: N-dimensional Convex Obstacle Avoidance using Hybrid Feedback Control (Extended version) ／ Mayur Sawant, Ilia Polushin, Abdelhamid Tayebi
日本語で読む → - 論文モデルベース強化学習機械学習
非対称報酬下でのモデルベース強化学習におけるダイナミクス対称性の活用
ダイナミクスのみが対称性を持ち報酬は持たない場合に、カルタンの動標構法を用いて対称性を満たすダイナミクスモデルを学習する手法を提案し、モデル精度の向上を示した。
原題: Exploiting Symmetry in Dynamics for Model-Based Reinforcement Learning with Asymmetric Rewards ／ Yasin Sonmez, Neelay Junnarkar, Murat Arcak
日本語で読む → - 論文説明可能AIHCI
自動運転車の説明における目的論的解釈：説明可能AIのための認知科学からの知見
自動運転の14シナリオで人が車の行動をどう説明し、その説明をどう評価するかを実験し、目的論的説明が反事実的説明より高品質と評価されることを示した。
原題: People Attribute Purpose to Autonomous Vehicles When Explaining Their Behavior: Insights from Cognitive Science for Explainable AI ／ Balint Gyevnar, Stephanie Droop, Tadeg Quillien 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
UNO Push: ノンパラメトリック推定とモデル予測制御による統一的な非把持物体押し操作
少数の探索行動から非パラメトリックに系の遷移関数を近似し、モデル予測制御と組み合わせることで、未知物体に対してもミリメートル精度の押し操作を実現する枠組みを提案した。
原題: UNO Push: Unified Nonprehensile Object Pushing via Non-Parametric Estimation and Model Predictive Control ／ Gaotian Wang, Kejia Ren, Kaiyu Hang
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
時間最適な衝突回避のための反復的なアクティブ・非アクティブ障害物分類
障害物を「アクティブ」と「非アクティブ」に反復的に分類し、経路計画で考慮する障害物を減らすことで、多数の障害物がある環境でも時間最適な衝突回避経路を効率的に求める手法を提案した。
原題: Iterative Active-Inactive Obstacle Classification for Time-Optimal Collision Avoidance ／ Mehmetcan Kaymaz, Nazim Kemal Ure
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
VQ-VAEと微分可能最適化による自動運転のためのサンプリング分布と安全フィルタの学習
VQ-VAEでマルチモーダルな走行軌道のサンプリング分布を学習し、微分可能最適化に基づく安全フィルタで衝突回避を保証する手法を提案。
原題: Learning Sampling Distribution and Safety Filter for Autonomous Driving with VQ-VAE and Differentiable Optimization ／ Simon Idoko, Basant Sharma, Arun Kumar Singh
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習ロボティクス
安全なハイブリッド行動強化学習による任意車線変更の意思決定と制御
任意車線変更に安全なハイブリッド行動強化学習を初めて導入し、PIDラグランジュ法を組み合わせたPASAC-PIDLagを提案。衝突率0%を達成し、安全性で優れることを示した。
原題: Safe Hybrid-Action Reinforcement Learning-Based Decision and Control for Discretionary Lane Change ／ Ruichen Xu, Xiao Liu, Jinming Xu 他
日本語で読む → - 論文ロコモーションロボティクス
多様な移動を実現する折り紙ロボットの理論モデリングと生体模倣軌道最適化
クロールと遊泳の2つの移動モードを持つ折り紙ロボットについて、摩擦係数が変位に与える影響を動力学モデルで解析し、人間らしい遊泳軌道を最大推力で計画するアルゴリズムを開発した。
原題: Theoretical Modeling and Bio-inspired Trajectory Optimization of A Multiple-locomotion Origami Robot ／ Keqi Zhu, Haotian Guo, Wei Yu 他
日本語で読む → - 論文慣性航法/データセットeess.SP
ジャイロフリー慣性航法と複数IMUのためのデータセット
54個の慣性センサを9つのIMUにまとめ、移動ロボットと乗用車に搭載して35時間分の慣性データと正解軌道を収録し、ジャイロフリー慣性航法や複数IMU構成の研究用データセットを公開した。
原題: Multiple and Gyro-Free Inertial Datasets ／ Zeev Yampolsky, Yair Stolero, Nitzan Pri-Hadash 他
日本語で読む → - 論文連続体ロボット/形状センシングeess.SP
凸面反射鏡付き光電子センサによる連続体ロボティクスの形状センシング
球面反射鏡と光電子センサを組み合わせ、腱駆動連続体マニピュレータの形状を2方向で推定する手法を提案し、RMS誤差3.37度を達成した。
原題: Shape Sensing for Continuum Robotics using Optoelectronic Sensors with Convex Reflectors ／ Dalia Osman, Xinli Du, Timothy Minton 他
日本語で読む → - 論文VLA画像認識
WaterVG: テキスト誘導型視覚とミリ波レーダーによる水路の視覚的グラウンディング
USVの水路知覚向けに、テキストプロンプトで視覚とミリ波レーダーを統合した初の視覚的グラウンディングデータセットWaterVGと、低消費電力モデルPotamoiを提案した。
原題: WaterVG: Waterway Visual Grounding based on Text-Guided Vision and mmWave Radar ／ Runwei Guan, Liye Jia, Fengyufan Yang 他
日本語で読む → - 論文説明可能ロボティクスロボティクス
ROXIE: ロボット説明・解釈エンジンの定義
自律ロボットの意思決定を透明化するため、ROS 2上で動作する説明・解釈エンジンROXIEの要件とソフトウェア構成を概説した論文。
原題: ROXIE: Defining a Robotic eXplanation and Interpretability Engine ／ Francisco J. Rodríguez-Lera, Miguel A. González-Santamarta, Alejandro González-Cantón 他
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