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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 → - 論文歩行ロボティクス
微分可能シミュレーションによる四足歩行の学習
高忠実度の非微分可能シミュレータと簡略化サロゲートモデルを組み合わせた微分可能シミュレーション枠組みを提案し、四足歩行を数分で学習、PPOより高いサンプル効率を実現した。
原題: Learning Quadruped Locomotion Using Differentiable Simulation ／ Yunlong Song, Sangbae Kim, Davide Scaramuzza
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
最適なロボットフォーメーション：距離ベースの観測性とユーザー定義構成のバランス
距離ベースの相対位置推定精度とユーザーが指定するタスク達成度を両立させる新しいコスト関数を提案し、カバレッジ経路計画タスクで有効性を検証した。
原題: Optimal Robot Formations: Balancing Range-Based Observability and User-Defined Configurations ／ Syed Shabbir Ahmed, Mohammed Ayman Shalaby, Jerome Le Ny 他
日本語で読む → - 論文クライミングロボットロボティクス
ALPINE：山岳環境作業用クライミングロボット
ロープで吊り下がり、伸縮脚で壁から跳ぶクライミングロボットを開発し、急斜面の移動や重量物運搬、複雑な作業の実現可能性を物理シミュレーションで示した。
原題: ALPINE: a climbing robot for operations in mountain environments ／ Michele Focchi, Andrea Del Prete, Daniele Fontanelli 他
日本語で読む → - 論文形状推定ロボティクス
変形可能な線状物体のリアルタイムロバスト形状推定
散在するキーポイントから確率的ラベリングとスプライン補間により、遮蔽や絡まりがある線状柔軟物体の形状をリアルタイムに推定する手法を提案した。
原題: Realtime Robust Shape Estimation of Deformable Linear Object ／ Jiaming Zhang, Zhaomeng Zhang, Yihao Liu 他
日本語で読む → - 論文3D表現/ナビゲーションロボティクス
埋め込みポーズグラフ：コンパクト表現で3D基盤モデル機能を実現
ポーズグラフのノードに基盤モデルの特徴量を付与することで、ボクセルや点群より軽量かつスケーラブルに3D空間を表現し、開語彙クエリや言語誘導ナビゲーション、再位置推定などを可能にする手法を提案した。
原題: Embedding Pose Graph, Enabling 3D Foundation Model Capabilities with a Compact Representation ／ Hugues Thomas, Mouli Sivapurapu, Jian Zhang
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
大規模ドローン群のためのスパースグラフによるフォーメーション計画
完全グラフの代わりにスパースグラフを用いてドローン群のフォーメーション軌道計画を効率化し、72機のシミュレーションで約10倍の計画効率向上を実現した。
原題: Sparse-Graph-Enabled Formation Planning for Large-Scale Aerial Swarms ／ Yuan Zhou, Lun Quan, Chao Xu 他
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3Dマッピング画像認識
DeepMIF: 大規模LiDAR 3Dマッピングのための深層単調陰関数場
LiDARの生データを直接フィットさせるのではなく、3D空間に定義された非計量的な単調陰関数場をニューラルネットワークで最適化することで、大規模屋外環境の高品質な密3Dマッピングを実現した研究。
原題: DeepMIF: Deep Monotonic Implicit Fields for Large-Scale LiDAR 3D Mapping ／ Kutay Yılmaz, Matthias Nießner, Anastasiia Kornilova 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 → - 論文群制御ロボティクス
集合論的予測制御による移動ロボットの衝突回避隊列制御
入力制約付き移動ロボットの隊列制御において、集合論的モデル予測制御と衝突回避ポリシーを組み合わせ、リーダー追従型の衝突回避隊列を実現した。Khepera IVロボットによる実験で有効性を検証した。
原題: Collision-Free Platooning of Mobile Robots through a Set-Theoretic Predictive Control Approach ／ Suryaprakash Rajkumar, Cristian Tiriolo, Walter Lucia
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
OGMP: オラクル誘導マルチモード方策による俊敏で多用途なロボット制御
訓練中に閉ループで状態参照を生成する「オラクル」を導入し、タスク非依存の方策最適化と少数のモード・遷移の学習で無限ホライズンタスクを実現。二足ロボットHECTORのパルクールとダイビングで実機転移に成功。
原題: OGMP: Oracle Guided Multi-mode Policies for Agile and Versatile Robot Control ／ Lokesh Krishna, Nikhil Sobanbabu, Quan Nguyen
日本語で読む → - 論文3D再構成/再照明画像認識
DarkGS: 暗闇でのロボット探査のためのニューラル照明学習と3Dガウシアン再照明
移動する光源下の暗い環境で、カメラと光源の系をニューラルにモデル化し、再照明可能な3Dガウシアンシーンを構築して実時間で写実的な新視点画像を生成する手法を提案した。
原題: DarkGS: Learning Neural Illumination and 3D Gaussians Relighting for Robotic Exploration in the Dark ／ Tianyi Zhang, Kaining Huang, Weiming Zhi 他
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 → - 論文位置認識ロボティクス
密林環境におけるLiDAR位置認識の評価と展開
4つのLiDAR位置認識手法を森林データで比較し、最良のLogg3dNetを6自由度姿勢推定に統合してSLAMや地図統合、再位置推定に応用した。
原題: Evaluation and Deployment of LiDAR-based Place Recognition in Dense Forests ／ Haedam Oh, Nived Chebrolu, Matias Mattamala 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
近距離MIMOレーダと光学深度センサの自動空間キャリブレーション
近距離場で動作するMIMOレーダとRGB-Dセンサのための、専用ターゲットを用いた自動検出・位置推定と座標系登録による新しいジョイントキャリブレーション手法を提案し、その精度とロバスト性を検証した。
原題: Automatic Spatial Calibration of Near-Field MIMO Radar With Respect to Optical Depth Sensors ／ Vanessa Wirth, Johanna Bräunig, Danti Khouri 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3次元マッピングロボティクス
GMMとGPによる不確実性を考慮した3次元陰関数表面マッピング
ノイズの多いLiDARデータから、GMM回帰と微分観測を用いたGPを組み合わせて不確実性を伴う3次元陰関数表面を推定する手法を提案し、都市環境の複雑な表面で高精度・低計算コストを実現した。
原題: 3D Uncertain Implicit Surface Mapping using GMM and GP ／ Qianqian Zou, Monika Sester
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 → - 論文触覚ロボティクス
LeTac-MPC：触覚反応型把持のためのモデル予測制御の学習
視覚ベース触覚センサGelSightと微分可能なMPC層を組み合わせ、物体の物性に応じて把持を適応制御する学習型モデル予測制御を提案。標準ブロックのみで学習しながら多様な日用品に汎化し、動的・力相互作用タスクで高い性能を示した。
原題: LeTac-MPC: Learning Model Predictive Control for Tactile-reactive Grasping ／ Zhengtong Xu, Yu She
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 → - 論文群制御制御
ガウス過程を用いたマルチエージェントの明瞭度を考慮した動的カバレッジ制御
ガウス過程で環境をモデル化し、情報理論指標「明瞭度」を最大化するマルチエージェントカバレッジ制御器を2種類提案し、風データ収集シミュレーションで検証した。
原題: Multi-Agent Clarity-Aware Dynamic Coverage with Gaussian Processes ／ Devansh R. Agrawal, Dimitra Panagou
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
ロボット運動制御のための時空間予測事前学習
大規模動画を用い、マスクされた現在フレームの空間予測と未来フレームを条件とした時間予測を二重デコーダで同時に行うことで、運動情報を捉えるロボット運動制御向け視覚事前学習フレームワークSTPを提案した。
原題: Spatiotemporal Predictive Pre-training for Robotic Motor Control ／ Jiange Yang, Bei Liu, Jianlong Fu 他
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 → - 論文触覚ロボティクス
EasyCalib: 視覚触覚センサの力再構成のための簡便・低コストなその場キャリブレーション
接触変形の比較のみでヤング率とポアソン比を推定する簡便・低コストなその場キャリブレーション手法と装置を提案し、有限要素解析と実機実験で接触力分布の再構成精度を検証した。
原題: EasyCalib: Simple and Low-Cost In-Situ Calibration for Force Reconstruction with Vision-Based Tactile Sensors ／ Mingxuan Li, Lunwei Zhang, Yen Hang Zhou 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
被曝を意識した経路計画：等被曝回廊の提案
環境全体への視線露出を最小化する経路計画は非マルコフ的で厳密解が難しいことを示し、A*の最適性ギャップや近似ヒューリスティクスの計算時間とのトレードオフを分析、露出を増やさない全経路を多項式時間で求められる等被曝回廊の概念を提案した。
原題: Exposure Conscious Path Planning for Equal Exposure Corridors ／ Eugene T. Hamzezadeh, John G. Rogers, Neil T. Dantam 他
日本語で読む → - 論文モデルベース強化学習ロボティクス
連続ロボット制御のための深層インクリメンタルモデル統合強化学習
ロボットの動きを低サンプル数で予測する深層インクリメンタルモデルをポリシーと同時に学習し、モデルベース強化学習のデータ効率を高める手法を提案した。
原題: Deep Incremental Model Informed Reinforcement Learning for Continuous Robotic Control ／ Cong Li
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