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 →- 論文移動ロボットロボティクス
複雑環境におけるUGVの安全設計フレームワーク：データ駆動型のモデル誤差を考慮したアプローチ
学習データからモデル誤差の確率的な上限を推定し、それを考慮した安全な経路計画と制御を統合したUGVナビゲーション手法を提案。
原題: A Safety-Critical Framework for UGVs in Complex Environments: A Data-Driven Discrepancy-Aware Approach ／ Skylar X. Wei, Lu Gan, Joel W. Burdick
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ハイブリッドケーブルロボットによる建築規模の筆絵画
ケーブル駆動パラレルロボットと4自由度シリアルマニピュレータを組み合わせ、建物2階分の窓に27m×3.7mの壁画を筆で描くロボットを開発した。
原題: Architectural-Scale Artistic Brush Painting with a Hybrid Cable Robot ／ Gerry Chen, Tristan Al-Haddad, Frank Dellaert 他
日本語で読む → - 論文自動運転計画画像認識
学習ベース計画に向けて：実世界自動運転のためのnuPlanベンチマーク
実世界の自動運転データセットとベンチマークnuPlanを提案し、MLベースの計画手法を評価するための大規模データと閉ループシミュレーション環境を提供する。
原題: Towards learning-based planning:The nuPlan benchmark for real-world autonomous driving ／ Napat Karnchanachari, Dimitris Geromichalos, Kok Seang Tan 他
日本語で読む → - 論文模倣学習/障害物回避ロボティクス
障害物回避のためのバリア証明付き多項式力学系の学習
ロボットの障害物回避のため、バリア証明を組み込んだ最適化で安定な力学系を学習する手法を提案。多項式表現とSOS最適化により、従来より複雑な障害物形状に対応可能。
原題: Learning Barrier-Certified Polynomial Dynamical Systems for Obstacle Avoidance with Robots ／ Martin Schonger, Hugo T. M. Kussaba, Lingyun Chen 他
日本語で読む → - 論文空中マニピュレーションロボティクス
実時間実装可能な協調型空中マニピュレーションシステムの比較研究
複数のドローンが協調して物体を操作するシステムの実装例を比較・評価し、モデリングや制御手法、応用可能性と課題を整理したサーベイ論文。
原題: A Comparative Study of Real-Time Implementable Cooperative Aerial Manipulation Systems ／ Stamatina C. Barakou, Costas S. Tzafestas, Kimon P. Valavanis
日本語で読む → - 論文目標探索・追跡ロボティクス
ASPIRe: 相互情報量近似を用いた情報に基づく軌道計画による目標探索・追跡
限られた視野の雑然環境で移動目標を探索・追跡するため、シグマ点近似で相互情報量を効率的に評価し、適応的粒子フィルタ木で軌道を計画する手法を提案した。
原題: ASPIRe: An Informative Trajectory Planner with Mutual Information Approximation for Target Search and Tracking ／ Kangjie Zhou, Pengying Wu, Yao Su 他
日本語で読む → - 論文建設ロボット/双腕マニピュレーションロボティクス
狭所での構造部材のコンクリート自動固定のための双腕建設ロボット
狭く未整備な建設現場で構造部材をコンクリートに完全固定するため、反力を低減する専用工具と双腕を備えたモジュール式ロボットシステムおよび固定手順を提案し、自動固定が可能なことを実験で示した。
原題: Dual-Arm Construction Robot for Automatic Fixation of Structural Parts to Concrete Surfaces in Narrow Environments ／ André Yuji Yasutomi, Toshiaki Hatano, Kanta Hamasaki 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
LORD: 大規模モデルを用いた逆報酬設計による自動運転
「衝突」など望ましくない言語目標を大規模事前学習モデルで報酬化し、安全な自動運転を実現する逆報酬設計フレームワークを提案した。
原題: LORD: Large Models based Opposite Reward Design for Autonomous Driving ／ Xin Ye, Feng Tao, Abhirup Mallik 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
不確実な起伏地形における二足歩行の安全なナビゲーション：地形マッピングと歩行安定性の統合
不確実な起伏地形での二足歩行ロボットのナビゲーションのため、地形の高さをGP回帰で学習し、運動偏差も考慮した階層的なサンプリングベースプランナを提案。MuJoCo上のDigitで有効性を検証した。
原題: Bipedal Safe Navigation over Uncertain Rough Terrain: Unifying Terrain Mapping and Locomotion Stability ／ Kasidit Muenprasitivej, Jesse Jiang, Abdulaziz Shamsah 他
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
NeRFは自動運転に使えるか？実世界とシミュレーションのギャップを埋める
NeRFで生成したシミュレーションデータに対する物体検出やマッピングモデルの頑健性を、ファインチューニング戦略の工夫で改善し、実世界性能も向上しうることを大規模に検証した。
原題: Are NeRFs ready for autonomous driving? Towards closing the real-to-simulation gap ／ Carl Lindström, Georg Hess, Adam Lilja 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 → - 論文可変インピーダンスロボティクス
熱駆動型可変インピーダンスモジュール：ポリカプロラクトンのせん断モード特性評価
ポリカプロラクトンの温度応答性を利用した可変インピーダンスモジュールを、圧縮モードからせん断モードに変更し、応答速度と熱伝達効率を改善した研究。
原題: TVIM: Thermo-Active Variable Impedance Module: Evaluating Shear-Mode Capabilities of Polycaprolactone ／ Trevor Exley, Rashmi Wijesundara, Shuopu Wang 他
日本語で読む → - 論文マッピングロボティクス
DHP-Mapping: 階層的世界表現とラベル最適化による高密度パノプティックマッピングシステム
複数のTSDFサブマップとパノプティックラベルで環境を階層的にモデル化し、サブマップ間のラベル融合とCRFによるラベル最適化で高精度かつ一貫性のある地図を構築するシステムを提案した。
原題: DHP-Mapping: A Dense Panoptic Mapping System with Hierarchical World Representation and Label Optimization Techniques ／ Tianshuai Hu, Jianhao Jiao, Yucheng Xu 他
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
ARSim: マルチビュー一貫性を備えた拡張現実ベースの自動運転知覚向け合成データ生成
実車のマルチカメラ映像に3D合成物体を自動で合成し、ドメイン適応とランダム化でリアルとシミュレーションのギャップを埋めることで、自動運転の知覚ネットワーク学習用データを拡張するフレームワークを提案した。
原題: Augmented Reality based Simulated Data (ARSim) with multi-view consistency for AV perception networks ／ Aqeel Anwar, Tae Eun Choe, Zian Wang 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
NatSGD: 音声・ジェスチャー・実演を統合した自然なヒューマンロボットインタラクション学習データセット
音声とジェスチャーによる人間の指示とロボットの実演を同期させたマルチモーダルHRIデータセットを構築し、マルチモーダル指示からのタスク理解学習における有効性を示した。
原題: NatSGD: A Dataset with Speech, Gestures, and Demonstrations for Robot Learning in Natural Human-Robot Interaction ／ Snehesh Shrestha, Yantian Zha, Saketh Banagiri 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ロボットナビゲーションのためのランダム化アルゴリズムによるスケーラブルなネットワーク特徴選択
未知環境を航行するロボット群の自己位置推定に有用な視覚特徴を、グラフラプラシアンとネットワーク接続性を利用したランダム化アルゴリズムで効率的に選択する手法を提案した。
原題: Scalable Networked Feature Selection with Randomized Algorithm for Robot Navigation ／ Vivek Pandey, Arash Amini, Guangyi Liu 他
日本語で読む → - 論文オンデバイス学習/ナノドローンロボティクス
ハードウェア制約下のナノドローンにおける視覚知覚タスクのオンデバイス自己教師あり学習
50g未満のナノドローン上で、事前学習済みCNNを自己教師あり学習によりオンデバイスで微調整し、ドメインシフトに対応する手法を提案。平均絶対誤差を最大30%改善し、超低消費電力SoCで22秒の微調整を実現した。
原題: On-device Self-supervised Learning of Visual Perception Tasks aboard Hardware-limited Nano-quadrotors ／ Elia Cereda, Manuele Rusci, Alessandro Giusti 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
不正確なモデルに対するサンプリングベース動作計画のオンライン適応
モデル誤差の推定とオンライン観測を用いて、サンプリングベース動作計画のコスト関数とサンプリングバイアスを再計画ごとに適応させ、信頼できない動作を回避する手法を提案した。
原題: Online Adaptation of Sampling-Based Motion Planning with Inaccurate Models ／ Marco Faroni, Dmitry Berenson
日本語で読む → - 論文制御理論制御
等質リーマン多様体上の全駆動機械システムに対する概大域的漸近軌道追従
リー群が推移的に作用する等質空間上の全駆動機械系に対し、内在的な追従誤差を定義して概大域的な漸近軌道追従を保証する統一的な制御器を提案し、軸対称衛星と全方向性飛行ロボットに適用した。
原題: Almost Global Asymptotic Trajectory Tracking for Fully-Actuated Mechanical Systems on Homogeneous Riemannian Manifolds ／ Jake Welde, Vijay Kumar
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 → - 論文マルチエージェント計画ロボティクス
異種エージェント群による視覚的行動計画
能力や身体性が異なる複数エージェントでの視覚的行動計画を実現するため、低次元潜在空間のロードマップに並列行動の実行可能性とコストを組み込み、不足能力の提案も行う手法を提案した。
原題: Visual Action Planning with Multiple Heterogeneous Agents ／ Martina Lippi, Michael C. Welle, Marco Moletta 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
効果サイクル一貫性による異なる状態・行動空間間のポリシー転移
未ペアデータを用いて異なる状態・行動空間を持つロボット間でポリシーを転移するため、遷移効果を整合させる効果サイクル一貫性を提案し、移動・操作タスクで有効性を示した。
原題: Cross Domain Policy Transfer with Effect Cycle-Consistency ／ Ruiqi Zhu, Tianhong Dai, Oya Celiktutan
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
デジタルツイン知覚認識による自律地上車両ナビゲーションのためのTD3アルゴリズム
デジタルツインの知覚情報を活用し、TD3強化学習で自律地上車両の衝突回避と目的地到達を実現する手法を提案し、シミュレーションと実環境で検証した。
原題: A Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient Algorithm for Autonomous Ground Vehicle Navigation via Digital Twin Perception Awareness ／ Kabirat Olayemi, Mien Van, Sean McLoone 他
日本語で読む → - 論文自己モデリングロボティクス
動作データからの再構成可能ロボットの自己同定
固有感覚（関節の位置や動きの内部感覚）だけから、12自由度の再構成可能な脚ロボットの形態（どのような構成か）を深層ニューラルネットで推定するメタ自己モデリング手法を提案した論文。
原題: Reconfigurable Robot Identification from Motion Data ／ Yuhang Hu, Yunzhe Wang, Ruibo Liu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
RPMArt: 関節物体のためのロバストな知覚とマニピュレーション
ノイズの多い点群から関節パラメータと把持可能点を推定し、シミュレーションのみの学習で実世界の関節物体をゼロショットで操作できるフレームワークを提案。
原題: RPMArt: Towards Robust Perception and Manipulation for Articulated Objects ／ Junbo Wang, Wenhai Liu, Qiaojun Yu 他
日本語で読む → - 論文水中マニピュレーションロボティクス
ドローンから空中投下可能な軟体水中グリッパー
ドローンで運搬・投下できる小型潜水ポッドと軟体3本指グリッパーを開発し、水中で最大8Nの把持力と湖での実証に成功した。
原題: Gotta catch 'em all, safely! Aerial-deployed soft underwater gripper ／ Luca Romanello, Daniel Joseph Amir, Heinrich Stengel 他
日本語で読む → - 論文自動運転安全ロボティクス
ISO 34502の重要シナリオの時相論理形式化：RSS安全距離を用いたモジュール構築
自動運転の安全保証に向けて、ISO 34502の重要シナリオを信号時相論理（STL）で形式化し、RSS距離を危険定義に用いることで調整パラメータを削減した。
原題: Temporal Logic Formalisation of ISO 34502 Critical Scenarios: Modular Construction with the RSS Safety Distance ／ Jesse Reimann, Nico Mansion, James Haydon 他
日本語で読む → - 論文衝突回避制御
超音波センサを用いた自律型電動キックボードの衝突回避安全フィルタ
複数の低コスト超音波センサで前方の障害物を検知し、測定ノイズや欠損に対処するフィルタとゲインスケジュール制御器を設計して、電動キックボードの速度を制限し衝突を防ぐ手法を提案し、実機実験で有効性を示した。
原題: Collision Avoidance Safety Filter for an Autonomous E-Scooter using Ultrasonic Sensors ／ Robin Strässer, Marc Seidel, Felix Brändle 他
日本語で読む → - 論文移動操作ロボティクス
RoboDuet：四足ロボットの全身協調移動操作のための協調ポリシー学習
四足ロボットとアームの全身制御を、移動と操作の2つの協調ポリシーで実現し、類似形態のロボットへのゼロショット転移も可能にしたフレームワーク。
原題: RoboDuet: Learning a Cooperative Policy for Whole-body Legged Loco-Manipulation ／ Guoping Pan, Qingwei Ben, Zhecheng Yuan 他
日本語で読む → - 論文義肢制御ロボティクス
大規模言語・マルチモーダルモデルを活用した義肢技術の未来
大規模言語モデルとマルチモーダルモデルを義肢制御に応用し、自然言語やマルチモーダル入力からユーザの意図を理解して動作する次世代義肢のビジョンを提示した論文。
原題: Embracing Large Language and Multimodal Models for Prosthetic Technologies ／ Sharmita Dey, Arndt F. Schilling
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