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VLAロボティクス
SYNAPSE: 記号的神経支援による選好合成エンジン
視覚的なデモンストレーションからユーザー固有の選好（例：良い停車位置）を少数データで学習するため、視覚解析・大規模言語モデル・プログラム合成を組み合わせた神経記号的手法を提案。
原題: SYNAPSE: SYmbolic Neural-Aided Preference Synthesis Engine ／ Sadanand Modak, Noah Patton, Isil Dillig 他
日本語で読む → - 論文人間中心ロボティクスHCI
参加しますか？人間中心トピックにおけるロボティクス競技会の可能性を探る
安全性・プライバシー・説明可能性・連合学習という人間中心トピックに関するロボティクス競技会の現状と参加意欲を、欧州の研究者34名への調査で明らかにした。
原題: Will You Participate? Exploring the Potential of Robotics Competitions on Human-centric Topics ／ Yuchong Zhang, Miguel Vasco, Mårten Björkman 他
日本語で読む → - 論文最適制御math.OC
主双対iLQR：並列化可能な非線形最適制御アルゴリズム
SQPと拡張ラグランジュ主双対法を組み合わせ、LQRで効率的に解く新しい離散時間最適制御アルゴリズムを提案。GPU並列化可能で、既存手法より優れた収束性を持つ。
原題: Primal-Dual iLQR ／ João Sousa-Pinto, Dominique Orban
日本語で読む → - 論文HRI教育ロボティクス
ヒューマンロボットインタラクション入門：シカゴ大学の授業「研究と実践」
シカゴ大学で2020年から開講されているHRI入門コースの設計・内容・学習目標・学生の反応をまとめた教育実践論文。
原題: Teaching Introductory HRI: UChicago Course "Human-Robot Interaction: Research and Practice" ／ Sarah Sebo
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 → - 論文動作生成AI
細粒度テキスト記述からの動作生成
GPT-3.5-turboで細粒度の動作記述データセットFineHumanML3Dを構築し、それを用いたtext2motionモデルFineMotionDiffuseを提案。複合動作の生成精度が向上。
原題: Motion Generation from Fine-grained Textual Descriptions ／ Kunhang Li, Yansong Feng
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
境界を考慮した安全な確率的運動計画のための価値関数生成
有限要素法とカーネル関数を組み合わせて、安全領域と非ナビゲーション領域を厳密に区別する価値関数を生成し、安全な境界認識ポリシーを実現する手法を提案した。
原題: Boundary-Aware Value Function Generation for Safe Stochastic Motion Planning ／ Junhong Xu, Kai Yin, Jason M. Gregory 他
日本語で読む → - 論文制御/強化学習ロボティクス
C3D: 変化点検出と深層Koopman学習を組み合わせた自律表面車両のカスケード制御
未知の動的環境下で自律表面車両を制御するため、深層Koopmanモデルと変化点検出を組み合わせたカスケード制御アーキテクチャを提案し、実機実験で平均距離誤差を13.9%以上改善した。
原題: C3D: Cascade Control with Change Point Detection and Deep Koopman Learning for Autonomous Surface Vehicles ／ Jianwen Li, Hyunsang Park, Wenjian Hao 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ManiPose: 姿勢を考慮した物体操作のための包括的ベンチマーク
物体の6D姿勢に応じて把持や操作を適応させる「姿勢考慮型物体操作」の研究を進めるため、シミュレーション環境・大規模データセット・LLM活用ベースラインを提供するベンチマークを構築した。
原題: ManiPose: A Comprehensive Benchmark for Pose-aware Object Manipulation in Robotics ／ Qiaojun Yu, Ce Hao, Junbo Wang 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント運動計画ロボティクス
拡散モデルと強化学習を統合した階層型追跡回避ゲームの運動計画
部分的に観測可能なマルチエージェント追跡回避ゲームにおいて、高レベル拡散モデルで大域経路を計画し、低レベル強化学習で回避行動を決定する階層的アーキテクチャを提案し、ベースラインを大幅に上回る性能を達成した。
原題: Diffusion-Reinforcement Learning Hierarchical Motion Planning in Multi-agent Adversarial Games ／ Zixuan Wu, Sean Ye, Manisha Natarajan 他
日本語で読む → - 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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
CORN: 未知物体の非把持マニピュレーションのための接触ベース物体表現
点群を処理する軽量Transformerで物体の接触ベース表現を事前学習し、多様な未知物体への非把持マニピュレーションを効率的に学習・ゼロショット転移する手法を提案。
原題: CORN: Contact-based Object Representation for Nonprehensile Manipulation of General Unseen Objects ／ Yoonyoung Cho, Junhyek Han, Yoontae Cho 他
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 → - 論文歩行ロボティクス
論理による堅牢な歩行：信号時相論理ガイド型モデル予測制御による外乱耐性二足歩行
信号時相論理（STL）で安定性指標を定量化し、モデル予測制御に組み込むことで、並進・回転外乱に耐える二足歩行の回復軌道を生成する枠組みを提案した。
原題: Robust-Locomotion-by-Logic: Perturbation-Resilient Bipedal Locomotion via Signal Temporal Logic Guided Model Predictive Control ／ Zhaoyuan Gu, Yuntian Zhao, Yipu Chen 他
日本語で読む → - 論文共有制御制御
適応的協調に向けて：LQ微分ゲームを用いたモデルベース共有制御
人間と自動化が制御を共有する系で、人間のオンライン同定とLQ微分ゲームによる共有制御の適応を提案し、シミュレーションと人間参加型実験で有効性を示した論文。
原題: Toward Adaptive Cooperation: Model-Based Shared Control Using LQ-Differential Games ／ Balint Varga
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
Tac-Man: 触覚情報のみによる関節物体の事前知識不要マニピュレーション
触覚フィードバックのみを利用し、物体の事前知識なしに関節物体を安定して操作する手法を提案。実機とシミュレーションで高い成功率を示した。
原題: Tac-Man: Tactile-Informed Prior-Free Manipulation of Articulated Objects ／ Zihang Zhao, Yuyang Li, Wanlin Li 他
日本語で読む → - 論文産業ロボティクスロボティクス
産業応用におけるビヘイビアツリー：坑内装薬作業のケーススタディ
鉱山での爆薬装填ロボットの制御にビヘイビアツリーを適用し、FSMとの併用が可読性と保守性を高めることを示した事例研究。
原題: Behavior Trees in Industrial Applications: A Case Study in Underground Explosive Charging ／ Mattias Hallen, Matteo Iovino, Shiva Sander-Tavallaey 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
GPS・IMUセンサのSim2realギャップの定量化
小型自律車両で実環境とシミュレーションの実験を比較し、状態推定器を評価基準として用いることで、IMUとGPSのセンサシミュレーションに起因するsim2realギャップを定量化した研究。
原題: Quantifying the Sim2real Gap for GPS and IMU Sensors ／ Ishaan Mahajan, Huzaifa Unjhawala, Harry Zhang 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
スペクトル群ロボティクス：アリーナの形を聴き取る
ロボット同士が情報を拡散してラプラシアン演算子を模倣し、群れ全体でアリーナの形状をスペクトルから推定・分類できることを示した研究。
原題: Hearing the shape of an arena with spectral swarm robotics ／ Leo Cazenille, Nicolas Lobato-Dauzier, Alessia Loi 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
拡張現実によるロボット模倣学習のためのスケーラブルなデモンストレーション
HoloLens 2などのARデバイスを使い、専門知識のないユーザーでもロボットの模倣学習用デモを収集できるフレームワークを提案し、到達・押し・ピックアンドプレースの3タスクで実機検証した。
原題: Augmented Reality Demonstrations for Scalable Robot Imitation Learning ／ Yue Yang, Bryce Ikeda, Gedas Bertasius 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
CMax-SLAM: コントラスト最大化を用いたイベントカメラによる回転運動バンドル調整とSLAM
イベントカメラの回転運動推定を統一評価し、コントラスト最大化に基づく初の回転専用バンドル調整とSLAMシステムを提案した。
原題: CMax-SLAM: Event-based Rotational-Motion Bundle Adjustment and SLAM System using Contrast Maximization ／ Shuang Guo, Guillermo Gallego
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
デジタルツイン駆動強化学習によるロボットマニピュレータの障害物回避：自己改善型オンライン学習フレームワーク
デジタルツインと強化学習を組み合わせ、ロボットが実環境で試行錯誤しながらリアルタイムに障害物回避軌道を自己改善するオンライン学習手法を提案し、協働ロボットで実証した。
原題: Digital Twin-Driven Reinforcement Learning for Obstacle Avoidance in Robot Manipulators: A Self-Improving Online Training Framework ／ Yuzhu Sun, Mien Van, Stephen McIlvanna 他
日本語で読む → - 論文タスクプランニングAI
計画分析による知的実行
計画時に前提が崩れる箇所を「機会」として保存し、実行中に知覚を集中させて計画を修正する手法を提案し、再計画より優れることを示した。
原題: Intelligent Execution through Plan Analysis ／ Daniel Borrajo, Manuela Veloso
日本語で読む → - 論文合流制御制御
混在交通における信頼性を伴う安全な合流
人間運転車両と自動運転車両が混在する環境で、人間の運転行動をモデル構造や事前分布に依存せず学習し、コンフォーマル予測で安全保証を付与して合流制御を実現する手法を提案した。
原題: Safe Merging in Mixed Traffic with Confidence ／ Heeseung Bang, Aditya Dave, Andreas A. Malikopoulos
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
Splat-Nav: ガウシアンスプラッティングマップにおける安全なリアルタイムロボットナビゲーション
ガウシアンスプラッティング(3Dシーン表現)上で、安全なポリトープ回廊とベジェ曲線による計画、およびRGBカメラのみからの姿勢推定を組み合わせ、リアルタイムに再計画・ナビゲーションするシステムを提案。
原題: Splat-Nav: Safe Real-Time Robot Navigation in Gaussian Splatting Maps ／ Timothy Chen, Ola Shorinwa, Joseph Bruno 他
日本語で読む → - 論文SLAM/姿勢推定ロボティクス
回転と並進の分離による3点線画像からの高精度リアルタイム相対姿勢推定
点と線の2D観測のみから3視点の相対運動を高精度かつリアルタイムに解くため、回転と並進を分離して推定する新しい姿勢ソルバを提案した。
原題: An Accurate and Real-time Relative Pose Estimation from Triple Point-line Images by Decoupling Rotation and Translation ／ Zewen Xu, Yijia He, Hao Wei 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
非平坦・非定常環境における劣駆動二足歩行ロボットのための堅牢な歩行アルゴリズムの実証
足首トルクと角運動量ベースのALIPモデルを組み合わせ、MPCで歩行安定性を確保する制御手法を提案し、Cassieロボットで段差や動く歩道での歩行を実証した。
原題: Demonstrating a Robust Walking Algorithm for Underactuated Bipedal Robots in Non-flat, Non-stationary Environments ／ Oluwami Dosunmu-Ogunbi, Aayushi Shrivastava, Jessy W Grizzle
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