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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 →- 論文自律UAVロボティクス
対テロ任務における自律型攻撃UAV：課題と予備的解決策
自律型UAVによる攻撃任務の実現に向けた課題を分析し、技術的解決策や成功確率の数式、機械学習モデルを提案した論文。
原題: Autonomous Strike UAVs for Counterterrorism Missions: Challenges and Preliminary Solutions ／ Meshari Aljohani, Ravi Mukkamalai, Stephen Olariu
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
最適な統合タスク・経路計画とマルチロボットピックアップ・デリバリーへの応用
倉庫での物体運搬を想定し、SMTソルバと優先制約付き衝突ベース探索を組み合わせて、複数ロボットの最適なタスク割当と衝突回避経路を同時に計画する手法を提案した。
原題: Optimal Integrated Task and Path Planning and Its Application to Multi-Robot Pickup and Delivery ／ Aman Aryan, Manan Modi, Indranil Saha 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 → - 論文群制御ロボティクス
CubeSatスウォームのランデブー・ドッキングのための伸縮フックシステム
シザーズブーム構造を用いた伸縮フックシステムにより、CubeSatスウォームのランデブー・ドッキングに必要な燃料と複雑さを低減する手法を提案し、16U CubeSatでの動的シミュレーションで実現可能性を示した。
原題: Extensible Hook System for Rendesvouz and Docking of a Cubesat Swarm ／ Carlos J. Pérez-del-Pulgar, Antonio López-Palomeque, Jesús Juli 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
密結合LiDAR-視覚-慣性SLAMと大規模ボリュメトリック占有マッピング
LiDAR・視覚・慣性を密結合したSLAMと、サブマップ戦略による大規模3D占有マッピングを提案し、高精度な姿勢推定とグローバルに整合した占有マップを実現した。
原題: Tightly-Coupled LiDAR-Visual-Inertial SLAM and Large-Scale Volumetric Occupancy Mapping ／ Simon Boche, Sebastián Barbas Laina, Stefan Leutenegger
日本語で読む → - 論文音声分離ロボティクス
ヒューマンロボット対話における単一チャネルロボット自己音声フィルタリング
ソーシャルロボットPepperの発話とファン音に重なる人間の音声を、単一マイクで分離する手法を比較検討した研究。
原題: Single-Channel Robot Ego-Speech Filtering during Human-Robot Interaction ／ Yue Li, Koen V Hindriks, Florian Kunneman
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
深層セマンティックセグメンテーションと新規外れ値検出によるLiDARオドメトリとマッピングの改善
LOAMをベースに深層学習のセマンティック情報を活用してLiDARスキャン間の対応付けを改善し、同クラス物体間の誤対応を除去する外れ値検出手法を提案。高速移動時のLiDARオドメトリのロバスト性を向上させた。
原題: Improved LiDAR Odometry and Mapping using Deep Semantic Segmentation and Novel Outliers Detection ／ Mohamed Afifi, Mohamed ElHelw
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
ナノUAVの自律ナビゲーションに向けた局所・大域知覚の融合
ナノUAV上で、CNNによる視覚的な大域知覚と8x8pxの深度マップによる近接局所知覚を融合し、未知環境での自律飛行を実現した。複雑な経路で15回の飛行すべてに成功した。
原題: Combining Local and Global Perception for Autonomous Navigation on Nano-UAVs ／ Lorenzo Lamberti, Georg Rutishauser, Francesco Conti 他
日本語で読む → - 論文ゲーム理論・運動計画ロボティクス
ゲーム理論の離散戦略と動的環境における連続運動計画の橋渡し
政策特性空間を用いてエージェントの政策を低次元空間に写像し、離散的な政策切替と連続的な制御を両立させる手法を提案。敵対的環境での自動運転レース実験で勝率を向上させ、未知環境への汎化も示した。
原題: Bridging the Gap between Discrete Agent Strategies in Game Theory and Continuous Motion Planning in Dynamic Environments ／ Hongrui Zheng, Zhijun Zhuang, Stephanie Wu 他
日本語で読む → - 論文リハビリテーションロボティクス
因果木を用いた脳卒中患者の個人別タスク難易度推定
脳卒中後のリハビリにおいて、個人の回復段階に応じたタスク難易度を自動推定するため、因果木に基づく手法を提案し、リーチング課題の成績変動を従来法よりもうまく説明できることを示した。
原題: Using Causal Trees to Estimate Personalized Task Difficulty in Post-Stroke Individuals ／ Nathaniel Dennler, Stefanos Nikolaidis, Maja Matarić
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
AdaFold: フィードバックループ操作による布の折り畳み軌道の適応
RGB-D画像から布の粒子表現を抽出し、モデル予測制御で折り畳み軌道を逐次再計画するフィードバックループ型フレームワークを提案。幾何特徴から意味記述子を得ることで曖昧な点群を区別し、異なる物性の布への適応とsim2realを実現した。
原題: AdaFold: Adapting Folding Trajectories of Cloths via Feedback-loop Manipulation ／ Alberta Longhini, Michael C. Welle, Zackory Erickson 他
日本語で読む → - 論文ヒューマノイドロボティクス
ロボットが家庭へ：家電市場におけるAIロボットの台頭
NVIDIAのGR00TやTeslaのOptimus Gen 2を例に、産業用から家庭用へと広がるAIロボットの動向と、家庭環境への統合が難しい理由を概説した記事。
原題: Bringing Robots Home: The Rise of AI Robots in Consumer Electronics ／ Haiwei Dong, Yang Liu, Ted Chu 他
日本語で読む → - 論文人間-ロボットインタラクションロボティクス
安全な立ち位置：四足歩行ロボットとの人間-ロボットインタラクションにおける支配的・従順な外見の知覚された安全性
四足歩行ロボットSpotに支配的・従順な性格を設計し、歩行シナリオでの人間の安全知覚を調査した。従順なロボットの方が安全と知覚されたが、行動ダイナミクスは外見に依存しなかった。
原題: Safe Spot: Perceived safety of dominant and submissive appearances of quadruped robots in human-robot interactions ／ Nanami Hashimoto, Emma Hagens, Arkady Zgonnikov 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
負のフィードバックを導入したグローバルゲームによるマルチロボットタスク割り当て：コロニー維持問題
マルチロボットのタスク割り当てをグローバルゲームでモデル化し、負のフィードバック項を導入することでロボット除去時のカスケード障害を防ぎ、シミュレーションで頑健性を示した。
原題: Multi-Robot Task Allocation using Global Games with Negative Feedback: The Colony Maintenance Problem ／ Logan E. Beaver
日本語で読む → - 論文ヒューマンロボットインタラクション制御
ロボットと人工アバターの運動学に情報を符号化するデータ駆動型アーキテクチャ
人間が操作するアバターやロボットの動きに感情の有無などの情報を埋め込むため、運動学をデータ駆動で修正する制御アーキテクチャを提案し、ピック・アンド・プレース課題のリーチ・トゥ・グラスプ動作のデータで検証した。
原題: Data-driven architecture to encode information in the kinematics of robots and artificial avatars ／ Francesco De Lellis, Marco Coraggio, Nathan C. Foster 他
日本語で読む → - 論文自律レースロボティクス
ForzaETHレーススタック：市販ハードウェアで実現するスケール自律対戦レース
1:10スケールのF1TENTH向けに、市販の既製ハードウェアだけで動くモジュール式の自律レースソフトウェア基盤を構築し、タイムトライアルと対戦レースの両方で有効性を示した。
原題: ForzaETH Race Stack -- Scaled Autonomous Head-to-Head Racing on Fully Commercial off-the-Shelf Hardware ／ Nicolas Baumann, Edoardo Ghignone, Jonas Kühne 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
強化学習による狭所3D空間での器用な脚式移動
狭いトンネルや不規則な空隙など全方向の制約がある3D空間を移動するため、古典的プランナと強化学習を組み合わせた階層型制御器を提案し、遠方の目標までの長期ナビゲーションを可能にした。
原題: Dexterous Legged Locomotion in Confined 3D Spaces with Reinforcement Learning ／ Zifan Xu, Amir Hossain Raj, Xuesu Xiao 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
粒状地形を歩行する二足歩行ロボットのための足形状依存の抵抗力モデル
二足歩行ロボットが砂などの粒状地形を歩く際の足の沈み込み抵抗力を、足の形状や歩行速度を考慮して高精度に予測するモデルを提案し、実験で検証した。
原題: Foot Shape-Dependent Resistive Force Model for Bipedal Walkers on Granular Terrains ／ Xunjie Chen, Aditya Anikode, Jingang Yi 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
地磁気異常に頑健な長距離水中ナビゲーションのための生体模倣データ駆動手法
動物の地磁気ナビゲーションに着想を得て、TA-LSTMで方位角を予測し、最尤推定で地磁気異常を検出・補正する水中ナビゲーション手法を提案した。
原題: A Bionic Data-driven Approach for Long-distance Underwater Navigation with Anomaly Resistance ／ Songnan Yang, Xiaohui Zhang, Shiliang Zhang 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
複数エリアのロボット監視：ターゲット情報共有の効果
複数の監視対象エリアへのアクセスを監視する問題を最小カット問題としてモデル化し、個別対応と全体対応の2手法をシミュレーションで比較した。
原題: Multi-Agent Team Access Monitoring: Environments that Benefit from Target Information Sharing ／ Andrew Dudash, Scott James, Ryan Rubel
日本語で読む → - 論文点群位置合わせロボティクス
RKHS-BA: セマンティック点群を用いたロバストな対応点不要の多視点位置合わせフレームワーク
RGB-D/LiDARとセマンティック情報を再生成カーネルヒルベルト空間で連続的に表現し、対応点を必要としないバンドル調整により多視点点群の位置合わせを高精度かつロバストに行う手法を提案した。
原題: RKHS-BA: A Robust Correspondence-Free Multi-View Registration Framework with Semantic Point Clouds ／ Ray Zhang, Jingwei Song, Xiang Gao 他
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
視野制約付き自律飛行のための大域的ヨーパラメータ化による軌道最適化
視野制約のあるドローンの軌道生成において、360度のヨー変化を可能にする大域的パラメータ化を提案し、特異点を回避しつつ制御努力を低減して最適化の実現可能性を向上させた。
原題: Trajectory Optimization with Global Yaw Parameterization for Field-of-View Constrained Autonomous Flight ／ Yuwei Wu, Yuezhan Tao, Igor Spasojevic 他
日本語で読む → - 論文自動運転セグメンテーション画像認識
LIX: 自動運転向け視覚的セマンティックセグメンテーションに空間幾何学的事前知識を暗黙的に注入する手法
データ融合型教師ネットワークが持つ空間幾何学的事前知識を、単一モーダルの生徒ネットワークに知識蒸留で暗黙的に注入するLIXフレームワークを提案し、ロジット蒸留と特徴蒸留の両面で新手法を導入して性能を向上させた。
原題: LIX: Implicitly Infusing Spatial Geometric Prior Knowledge into Visual Semantic Segmentation for Autonomous Driving ／ Sicen Guo, Ziwei Long, Zhiyuan Wu 他
日本語で読む → - 論文制御/飛行ロボティクス
UAVの高速ヨー飛行における安定閉ループ平衡姿勢誤差クォータニオンを選択するモデル予測選択法
UAVの高速ヨー旋回時に、動的モデルに基づき2つのトルク候補からコストの低い方をリアルタイムで選ぶ制御手法を提案し、実機飛行実験で従来制御より飛行コストを平均60.3%削減できることを示した。
原題: MPS: A New Method for Selecting the Stable Closed-Loop Equilibrium Attitude-Error Quaternion of a UAV During Flight ／ Francisco M. F. R. Gonçalves, Ryan M. Bena, Konstantin I. Matveev 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
エンドツーエンド自動運転における説明可能AIの安全性への影響
エンドツーエンド自動運転における説明可能性が安全性に与える影響を調査し、説明が運転安全性を高める重要な役割を果たすことをケーススタディと実証研究で示した。
原題: Safety Implications of Explainable Artificial Intelligence in End-to-End Autonomous Driving ／ Shahin Atakishiyev, Mohammad Salameh, Randy Goebel
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
仮想マップを用いたAUVの不確実性下におけるリアルタイム計画
事前探索で得たSLAMグラフと占有マップから各セルの不確実性を多変量ガウスで表す仮想マップを作り、それをコストマップとして使うことでベイズ伝播を毎ステップ行わずに目標到達と不確実性低減を両立する計画手法を提案した。
原題: Real-Time Planning Under Uncertainty for AUVs Using Virtual Maps ／ Ivana Collado-Gonzalez, John McConnell, Jinkun Wang 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
DITTO: 軌道変換による実演模倣
RGB-D動画による一回の人間実演から、物体検出と軌道変換を用いてロボットに新しいスキルを教えるワンショット模倣手法を提案。
原題: DITTO: Demonstration Imitation by Trajectory Transformation ／ Nick Heppert, Max Argus, Tim Welschehold 他
日本語で読む → - 論文6D姿勢推定ロボティクス
KITchen: キッチン環境における6D物体姿勢推定のための実世界ベンチマークとデータセット
ヒューマノイドロボットの自己中心視点でキッチン内の111物体を撮影した約20.5万枚のRGBDデータセットを構築し、6D姿勢推定のベンチマークを提案した。
原題: KITchen: A Real-World Benchmark and Dataset for 6D Object Pose Estimation in Kitchen Environments ／ Abdelrahman Younes, Tamim Asfour
日本語で読む → - 論文3D多物体追跡画像認識
Fast-Poly: 3D多物体追跡のための高速多面体フレームワーク
3D多物体追跡のためのフィルタベース手法Fast-Polyを提案し、回転異方性の考慮や並列化により高速化と高精度化を実現した。
原題: Fast-Poly: A Fast Polyhedral Framework For 3D Multi-Object Tracking ／ Xiaoyu Li, Dedong Liu, Yitao Wu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
暗闇の中での押し動作：触覚フィードバックを用いた移動ロボットの反応的押し戦略
移動ロボットが触覚センサからの接触位置変化に基づき、対象物の特性を仮定せずにリアルタイムで押し動作を調整する反応的戦略を提案し、シミュレーションと実機実験で有効性を示した。
原題: Pushing in the Dark: A Reactive Pushing Strategy for Mobile Robots Using Tactile Feedback ／ Idil Ozdamar, Doganay Sirintuna, Robin Arbaud 他
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