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: 2024/3/1 ／ 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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
DROID: 大規模実環境ロボットマニピュレーションデータセット
北米・アジア・欧州の50名が12ヶ月かけて564シーン・84タスクで収集した76k軌道・350時間のロボット操作データセットを構築し、学習ポリシーの性能と汎化性能が向上することを示した。
原題: DROID: A Large-Scale In-The-Wild Robot Manipulation Dataset ／ Alexander Khazatsky, Karl Pertsch, Suraj Nair 他
日本語で読む → - 論文空間関係認識画像認識
Transformerは物体間の空間関係を捉えられるか
物体間の空間関係を認識するベンチマークを提案し、Transformerの長距離注意を活用したRelatiViTが既存手法を大きく上回ることを示した。
原題: Can Transformers Capture Spatial Relations between Objects? ／ Chuan Wen, Dinesh Jayaraman, Yang Gao
日本語で読む → - 論文3Dシーン理解ロボティクス
MASSTAR: 表面予測と補完のためのマルチモーダル大規模シーンデータセットと汎用ツールチェーン
複雑な3D環境から高品質なシーンモデルとマルチモーダル情報を効率的に抽出するツールチェーンを開発し、1000以上のシーンモデルを含む大規模データセットを構築した。
原題: MASSTAR: A Multi-Modal and Large-Scale Scene Dataset with a Versatile Toolchain for Surface Prediction and Completion ／ Guiyong Zheng, Jinqi Jiang, Chen Feng 他
日本語で読む → - 論文安全制御制御
自律システムの安全臨界制御：低次元モデルと制御バリア関数
複雑な高次元ロボットの安全制御を、単純な低次元モデルから制御バリア関数を構成して実現する手法を解説したチュートリアル。
原題: Safety-Critical Control for Autonomous Systems: Control Barrier Functions via Reduced-Order Models ／ Max H. Cohen, Tamas G. Molnar, Aaron D. Ames
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
PyroTrack: 部分観測環境における航空機による山火事監視のための信念ベース深層強化学習経路計画
限られた視野の低高度ドローンで山火事の最前線を追跡するため、ベイズ更新による信念状態表現を用いた深層強化学習経路計画手法を提案し、検出率と監視面積で評価した。
原題: PyroTrack: Belief-Based Deep Reinforcement Learning Path Planning for Aerial Wildfire Monitoring in Partially Observable Environments ／ Sahand Khoshdel, Qi Luo, Fatemeh Afghah
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
未知のダイナミクスを持つシステムに対する安全性保証
深層学習で学習したダイナミクスモデルのアンサンブル不確かさを利用し、最大ロバスト制御不変集合を計算することで、未知のダイナミクスを持つシステムの安全性を保証する手法を提案した。
原題: Providing Safety Assurances for Systems with Unknown Dynamics ／ Hao Wang, Javier Borquez, Somil Bansal
日本語で読む → - 論文運動予測AI
汎化性と解釈性を両立する運動予測：深層変分ベイズアプローチ
周囲車両の将来挙動を予測するため、目的地の空間分布を変分混合ガウスで推定する解釈可能な生成モデルGNeVAを提案し、分布外ケースへの汎化性も向上させた。
原題: Towards Generalizable and Interpretable Motion Prediction: A Deep Variational Bayes Approach ／ Juanwu Lu, Wei Zhan, Masayoshi Tomizuka 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
DBPF: 動的ビンピッキングのための効率的で堅牢なフレームワーク
移動する物体や障害物がある動的環境で、吸着姿勢選択と速度マッチング・回避・再探索を組み合わせ、衝突ゼロで84%の成功率を達成するビンピッキングフレームワークを提案。
原題: DBPF: A Framework for Efficient and Robust Dynamic Bin-Picking ／ Yichuan Li, Junkai Zhao, Yixiao Li 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
ViSaRL: 人間の顕著性に導かれた視覚強化学習
人間の視覚的注意（顕著性）を強化学習に組み込み、高次元画像入力からの効率的な視覚表現学習を実現し、サンプル効率・成功率・汎化性能を向上させた。
原題: ViSaRL: Visual Reinforcement Learning Guided by Human Saliency ／ Anthony Liang, Jesse Thomason, Erdem Bıyık
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
Zutu: 仮想グリッドを用いた群ロボットの自己位置推定とナビゲーションのためのプラットフォーム
単一の中央カメラで群ロボットを位置推定・マッピングする低コストなプラットフォームZutuを提案し、4台のロボットで実験を行った。
原題: Zutu: A Platform for Localization and Navigation of Swarm Robots Using Virtual Grids ／ Prateek, Pawan Wadhwani, Reshesh Kumar Pathak 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
人間とロボットの協調を可能にするインタラクティブ距離場マッピングと計画
動的物体に対応するガウス過程距離場をオンラインで更新し、勾配ベースの反応型プランナと統合することで、人間とロボットの安全な協調動作を実現するフレームワークを提案した。
原題: Interactive Distance Field Mapping and Planning to Enable Human-Robot Collaboration ／ Usama Ali, Lan Wu, Adrian Mueller 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
社会的ナビゲーションのための初期社会的マヌーバの学習
生のセンサデータのみを用いた模倣学習フレームワークを提案し、周囲の歩行者の将来経路を考慮することで社会的に配慮した移動ロボットナビゲーションを実現する。
原題: Learning Early Social Maneuvers for Enhanced Social Navigation ／ Yigit Yildirim, Mehmet Suzer, Emre Ugur
日本語で読む → - 論文運動計画制御
ゼロショット汎化を実現する連合強化学習によるロボット運動計画
複数の学習器とクラウドが生データを共有せずに協調学習し、未知環境でも適応不要で使える運動計画方策を連合強化学習で獲得する枠組みを提案した。
原題: Federated reinforcement learning for robot motion planning with zero-shot generalization ／ Zhenyuan Yuan, Siyuan Xu, Minghui Zhu
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
リーマン多様体上のフローマッチングによるロボット動作学習ポリシー
フローマッチングをリーマン多様体上に拡張し、ロボットの視覚運動ポリシーを効率的に学習・生成する手法RFMPを提案。拡散ポリシーより滑らかな軌道と高速推論を実現。
原題: Riemannian Flow Matching Policy for Robot Motion Learning ／ Max Braun, Noémie Jaquier, Leonel Rozo 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
RoboKeyGen: 拡散モデルによる3Dキーポイント生成を用いたロボット姿勢と関節角度の推定
2Dキーポイント検出と拡散モデルによる3Dキーポイント生成に分けてロボットの姿勢と関節角度を推定し、従来法より高精度・高速に実現するフレームワークを提案。
原題: RoboKeyGen: Robot Pose and Joint Angles Estimation via Diffusion-based 3D Keypoint Generation ／ Yang Tian, Jiyao Zhang, Guowei Huang 他
日本語で読む → - 論文人間運動予測ロボティクス
LaCE-LHMP：層流特性を活用した気流モデリングに着想を得た長期人間運動予測
人間の動きを気流の層流・乱流成分に分け、予測可能な層流成分を主に使って長期の人間軌道予測を行う手法を提案し、ベンチマークで優れた性能を示した。
原題: LaCE-LHMP: Airflow Modelling-Inspired Long-Term Human Motion Prediction By Enhancing Laminar Characteristics in Human Flow ／ Yufei Zhu, Han Fan, Andrey Rudenko 他
日本語で読む → - 論文自動運転/経路計画ロボティクス
責任感応型安全に基づく車線合流シナリオ向け規則遵守経路プランナ
車線合流において、拡張RSSで優先権を明確化し、ポテンシャル場ベースのシグモイドプランナで経路生成する規則遵守型プランナを提案し、合流時間や経路長を大幅に削減した。
原題: A Rule-Compliance Path Planner for Lane-Merge Scenarios Based on Responsibility-Sensitive Safety ／ Pengfei Lin, Ehsan Javanmardi, Yuze Jiang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
階層拡散方策による運動学的制約を考慮したマルチタスクロボットマニピュレーション
操作方策を高レベルのタスク計画と低レベルの目標条件付き拡散方策に階層化し、微分可能運動学で関節軌道生成器を蒸留することで、長期的タスクと運動学的制約を両立させた。
原題: Hierarchical Diffusion Policy for Kinematics-Aware Multi-Task Robotic Manipulation ／ Xiao Ma, Sumit Patidar, Iain Haughton 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
柔軟な探索動作によるロボットと環境のインタラクティブ自己キャリブレーション
協働ロボットに標準搭載された力覚センサを使い、ロボット自身が環境を柔軟に探索することで、外部センサや人手なしにロボットと環境の空間関係を自動推定する自己キャリブレーション手法を提案した。
原題: Interactive Robot-Environment Self-Calibration via Compliant Exploratory Actions ／ Podshara Chanrungmaneekul, Kejia Ren, Joshua T. Grace 他
日本語で読む → - 論文共有自律制御ロボティクス
共有自律制御におけるフィードバックからの人間の制約のオンライン学習
共有自律制御において、人間の作業負荷と不快感を軽減するため、フィードバックから人間の身体的制約をオンラインで学習し、人間の人間工学的な好みや限界に合わせて動作を適応させる支援エージェントを提案した。
原題: Online Learning of Human Constraints from Feedback in Shared Autonomy ／ Shibei Zhu, Tran Nguyen Le, Samuel Kaski 他
日本語で読む → - 論文ロボット設計ロボティクス
Task2Morph: 接触を考慮したタスク駆動型ロボット設計のための微分可能フレームワーク
タスク特徴と形態の対応関係を学習し、微分可能な設計プロセスに組み込むことで、接触を伴うロボットの形態と制御を効率的に最適化する手法を提案。
原題: Task2Morph: Differentiable Task-inspired Framework for Contact-Aware Robot Design ／ Yishuai Cai, Shaowu Yang, Minglong Li 他
日本語で読む → - 論文エンドユーザープログラミングロボティクス
目標指向のエンドユーザーロボットプログラミング
目標述語を基本要素とする新しいエンドユーザープログラミングシステムPolarisを開発し、計画可視化機能がユーザーのプログラム作成を支援することを32人の参加者による評価で示した。
原題: Goal-Oriented End-User Programming of Robots ／ David Porfirio, Mark Roberts, Laura M. Hiatt
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
力覚センサ不要の電流ベースインピーダンス制御による移動マニピュレータとのインタラクション
力・トルクセンサを持たない電流制御型ロボット向けに、アクチュエータの電流-トルク比と摩擦を校正してインピーダンス制御を実現し、移動マニピュレータの柔軟な操作と追従動作を可能にした。
原題: Current-Based Impedance Control for Interacting with Mobile Manipulators ／ Jelmer de Wolde, Luzia Knoedler, Gianluca Garofalo 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
オープンアクセスNAO（OAN）：NAOロボットとのHRIアプリケーション向けROS2ベースのソフトウェアフレームワーク
NAOロボット上でROS2を動かし、メーカーAPIに依存しないHRI研究用フレームワークを開発。歩行や音声認識、物体検出、GPTによる会話などを備え、拡張可能なツールとして提供する。
原題: Open Access NAO (OAN): a ROS2-based software framework for HRI applications with the NAO robot ／ Antonio Bono, Kenji Brameld, Luigi D'Alfonso 他
日本語で読む → - 論文パラレルロボットロボティクス
球面ロボットの全バリエーションを解明
ねじ理論に基づく解析的手法で、SO(3)運動を生成する非冗長な脚部73種を同定し、対称・非対称を含む5329種の球面パラレルロボットの全バリエーションを体系的に列挙した。
原題: Unveiling the Complete Variant of Spherical Robots ／ Hassen Nigatu, Li Jihao, Gaokun Shi 他
日本語で読む → - 論文運動予測画像認識
AMP: 次トークン予測による自己回帰的運動予測の再考
GPTスタイルの次トークン予測を自動運転の運動予測に導入し、時空間・意味関係を捉える因子化アテンションで自己回帰予測を実現した研究。
原題: AMP: Autoregressive Motion Prediction Revisited with Next Token Prediction for Autonomous Driving ／ Xiaosong Jia, Shaoshuai Shi, Zijun Chen 他
日本語で読む → - 論文ポイントクラウドマッピング画像認識
ERASOR++: 高さ符号化と自己中心比に基づく動的物体除去による静的ポイントクラウドマッピング
3Dポイントクラウド地図から動的物体を除去するため、高さ符号化記述子と3つのテスト手法を提案し、精度と効率を向上させた。
原題: ERASOR++: Height Coding Plus Egocentric Ratio Based Dynamic Object Removal for Static Point Cloud Mapping ／ Jiabao Zhang, Yu Zhang
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
遠隔操作における制御座標系の設計空間
遠隔操作システムの制御座標系を、入力デバイスの各軸に対応する遠隔環境の方向の選択として体系化し、設計基準と実験による有効性を示した。
原題: A Design Space of Control Coordinate Systems in Telemanipulation ／ Yeping Wang, Pragathi Praveena, Michael Gleicher
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
軟体脊椎の側屈によるラットロボットの動的バランス最適化
軟体アクチュエータ脊椎を備えたラットロボットにおいて、トロット歩容中の脊椎側屈が重心と支持領域の関係に与える影響をモデル化し、バランスを改善する制御器を開発した。
原題: Optimizing Dynamic Balance in a Rat Robot via the Lateral Flexion of a Soft Actuated Spine ／ Yuhong Huang, Zhenshan Bing, Zitao Zhang 他
日本語で読む → - 論文走行ロボティクス
縦に険しい地形での効率的な6自由度運動力学モデリングのための地形注意学習
車輪ロボットが縦に険しい地形を走行する際、現在の車両と地形の相互作用に重要な地形のみに注意を向ける6自由度運動力学学習手法を提案し、予測誤差を平均51.1%削減した。
原題: Terrain-Attentive Learning for Efficient 6-DoF Kinodynamic Modeling on Vertically Challenging Terrain ／ Aniket Datar, Chenhui Pan, Mohammad Nazeri 他
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