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 →- 論文アフォーダンスロボティクス
RAIL: 大規模言語モデルによるロボットのアフォーダンス想像
大規模言語モデルと物理シミュレータを組み合わせ、未知の物体のアフォーダンスを分析・想像・評価し、機能的な姿勢と操作方法を予測するシステムを提案。
原題: RAIL: Robot Affordance Imagination with Large Language Models ／ Ceng Zhang, Xin Meng, Dongchen Qi 他
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 → - 論文制御最適化ロボティクス
優先度付きロボット制御・計画のための効率的な辞書式最適化
ロボット制御・計画向けに、階層的最小二乗法を効率的に解く逐次階層最小二乗計画法(S-HLSP)のツール群を提案し、閾値適応戦略と新ソルバーNADM2を導入して計算速度を向上させた。
原題: Efficient Lexicographic Optimization for Prioritized Robot Control and Planning ／ Kai Pfeiffer, Abderrahmane Kheddar
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
接触検出と局所剛性モデルによる低侵襲遠隔手術のための視覚ベース力推定
低侵襲遠隔手術において、深層学習と人間のラベル・エンドエフェクタ位置データを用いた接触条件付き視覚ベース力推定手法を提案し、力センサなしで90%以上の接触検出精度と10%未満の力予測誤差を達成した。
原題: Vision-Based Force Estimation for Minimally Invasive Telesurgery Through Contact Detection and Local Stiffness Models ／ Shuyuan Yang, My H. Le, Kyle R. Golobish 他
日本語で読む → - 論文視覚的位置認識画像認識
VDNA-PR: 汎用データセット表現を用いた頑健な逐次視覚的位置認識
画像データセット表現VDNAを軽量エンコーダで変換し、ドメインシフトに強い逐次視覚的位置認識記述子を生成する手法を提案した。
原題: VDNA-PR: Using General Dataset Representations for Robust Sequential Visual Place Recognition ／ Benjamin Ramtoula, Daniele De Martini, Matthew Gadd 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
加工ばねと可変剛性関節を組み合わせた広可動域親指を持つ五指ハンド
加工ばねと可変剛性関節を組み合わせ、多様な物体の把持と大きな把持力を両立する五指ロボットハンドを開発した。
原題: Five-fingered Hand with Wide Range of Thumb Using Combination of Machined Springs and Variable Stiffness Joints ／ Shogo Makino, Kento Kawaharazuka, Ayaka Fujii 他
日本語で読む → - 論文介護ロボットcs.CY
『ロボットは日本を救わない』はロボティクスを救えるか？ 介護自動化の民族誌レビュー
介護施設でのロボット導入の失敗を描いた民族誌をレビューし、障害学とロボティクスの視点から介護ロボット研究のパラダイム転換を論じる。
原題: Can 'Robots Won't Save Japan' Save Robotics? Reviewing an Ethnography of Eldercare Automation ／ Andrew Hundt
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
HyRRT-Connect: ハイブリッドシステムのための双方向RRT運動計画アルゴリズム
ハイブリッドシステムの運動計画を解くため、前進・後退の両方向に探索する双方向RRTアルゴリズムを提案し、跳ねるボールや歩行ロボットの例で有効性を示した。
原題: HyRRT-Connect: A Bidirectional Rapidly-Exploring Random Trees Motion Planning Algorithm for Hybrid Systems ／ Nan Wang, Ricardo G. Sanfelice
日本語で読む → - 論文ナビゲーション機械学習
潜在機能的モジュール性による自己教師あり解釈可能なエンドツーエンド学習
タスクレベルの教師なしで潜在空間の意思決定を学習する機能的モジュール型ネットワークMoNetを提案し、屋内自律ナビゲーションでベースラインを上回る性能と解釈性を実現した。
原題: Self-Supervised Interpretable End-to-End Learning via Latent Functional Modularity ／ Hyunki Seong, David Hyunchul Shim
日本語で読む → - 論文BCI/エッジAIeess.SP
BRIEDGE: マルチブレイン・マルチロボット連携のためのEEG適応型エッジAI
脳波データからユーザ意図を推定し、エッジAIと符号化通信で複数ユーザが複数ロボットを同時操作できるシステムを提案。
原題: BRIEDGE: EEG-Adaptive Edge AI for Multi-Brain to Multi-Robot Interaction ／ Jinhui Ouyang, Mingzhu Wu, Xinglin Li 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
COBRA-PPM: 確率的プログラミングを用いた不確実環境下のロボットマニピュレーションのための因果ベイズ推論アーキテクチャ
因果ベイズネットワークと確率的プログラミングを組み合わせ、不確実性下でのロボット操作のための介入推論を行うフレームワークを提案。ブロック積み上げタスクで高い予測精度と成功率を示し、sim2real転移も実証した。
原題: COBRA-PPM: A Causal Bayesian Reasoning Architecture Using Probabilistic Programming for Robot Manipulation Under Uncertainty ／ Ricardo Cannizzaro, Michael Groom, Jonathan Routley 他
日本語で読む → - 論文制御/安全性制御
微分平坦系に対する安全なマルチレート制御器の構成的設計法
微分平坦性を利用して、非線形動的システムの安全性を保証する二層マルチレート制御器を構成的に設計する手法を提案し、地上ローバーと四脚ロボットで実証した。
原題: A Constructive Method for Designing Safe Multirate Controllers for Differentially-Flat Systems ／ Devansh R. Agrawal, Hardik Parwana, Ryan K. Cosner 他
日本語で読む → - 論文自動運転機械学習
自動運転におけるワールドモデル：初期サーベイ
自動運転において将来の状況を予測し意思決定を支援するワールドモデルについて、理論的基盤・応用・研究課題を概観した初期サーベイ論文。
原題: World Models for Autonomous Driving: An Initial Survey ／ Yanchen Guan, Haicheng Liao, Zhenning Li 他
日本語で読む → - 論文制御/ドローンレースロボティクス
MPCC++: 安全制約付き時間最適飛行のためのモデル予測輪郭制御
ドローンレース向けに、ゲート衝突を防ぐ空間制約と終端集合で安全性を保証し、実データから学習した空力・推力の残差項とベイズ最適化によるハイパーパラメータ調整を組み合わせたMPCC手法を提案した。
原題: MPCC++: Model Predictive Contouring Control for Time-Optimal Flight with Safety Constraints ／ Maria Krinner, Angel Romero, Leonard Bauersfeld 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
制約を終端として扱う脚式ロコモーション強化学習
制約違反時に将来の報酬を確率的に打ち切る新手法CaTを提案し、四足歩行ロボットSoloの障害物踏破で制約遵守を実現した。
原題: CaT: Constraints as Terminations for Legged Locomotion Reinforcement Learning ／ Elliot Chane-Sane, Pierre-Alexandre Leziart, Thomas Flayols 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
あなたはロボットですか？行動分析による自動運転車の検出
カメラ映像と車両状態情報を機械学習で分析し、自動運転車と人間が運転する車を区別するフレームワークを提案。CARLAシミュレータで作成したデータセットで最大93%の精度を達成した。
原題: Are you a robot? Detecting Autonomous Vehicles from Behavior Analysis ／ Fabio Maresca, Filippo Grazioli, Antonio Albanese 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
拡散ポリシーによる巧みな機能的把持前操作
物体を掴む前に位置や向きを器用に調整する把持前操作を、教師-生徒学習と拡散ポリシーで実現し、30種類以上の物体で72.6%の成功率を達成した研究。
原題: Dexterous Functional Pre-Grasp Manipulation with Diffusion Policy ／ Tianhao Wu, Yunchong Gan, Mingdong Wu 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
GPUサンプリングベース確率予測制御による脚式移動の利点
GPU加速のサンプリングベース確率制御を四足歩行ロボットに適用し、歩容周波数適応を実現して外乱下で従来の勾配ベースMPCを上回ることを実機で示した。
原題: On the Benefits of GPU Sample-Based Stochastic Predictive Controllers for Legged Locomotion ／ Giulio Turrisi, Valerio Modugno, Lorenzo Amatucci 他
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
障害物環境飛行のための速度適応学習
強化学習を用いて、未知の障害物環境を飛行するドローンの速度制約を動的に調整する方策を学習し、効率と安全性を両立させた。
原題: Learning Speed Adaptation for Flight in Clutter ／ Guangyu Zhao, Tianyue Wu, Yeke Chen 他
日本語で読む → - 論文自動運転機械学習
生成モデルとコネクテッド・自動運転車両：交通とAIの交差点を探るサーベイ
生成モデルとコネクテッド・自動運転車両（CAV）の融合に関する研究を概観し、予測モデリングやシミュレーション精度、意思決定の向上への応用と課題を整理したサーベイ。
原題: Generative Models and Connected and Automated Vehicles: A Survey in Exploring the Intersection of Transportation and AI ／ Bo Shu, Yiting Zhang, Saisai Hu 他
日本語で読む → - 論文意図推定/介護ロボットロボティクス
介護ロボットが危険を回避するための人間意図の推測
人工心の理論（ATM）を用いて人間の意図を推測し、介護現場で危険な状況を検知してリアルタイムに回避行動を選ぶアルゴリズムを提案し、シミュレーションと実環境で検証した。
原題: Guessing human intentions to avoid dangerous situations in caregiving robots ／ Noé Zapata, Gerardo Pérez, Lucas Bonilla 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットマニピュレーションにおけるサンプル効率の良い方策改善のためのベイズ最適化
少数のデモンストレーションからガウス混合モデルでスキルを学習し、ベイズ最適化で自律実行を改善するハイブリッド手法を提案し、サンプル効率の高さを実証した。
原題: Bayesian Optimization for Sample-Efficient Policy Improvement in Robotic Manipulation ／ Adrian Röfer, Iman Nematollahi, Tim Welschehold 他
日本語で読む → - 論文ソフトグリッパロボティクス
多表面・多物体適応のハイブリッド軟体静電メタマテリアルグリッパ
メタマテリアル接着パターンで静電吸着グリッパを改良し、自重の1617倍の物体を持ち上げつつ、剥離時の残留力を抑えて高速解放を実現した。
原題: Hybrid Soft Electrostatic Metamaterial Gripper for Multi-surface, Multi-object Adaptation ／ Ryo Kanno, Pham H. Nguyen, Joshua Pinskier 他
日本語で読む → - 論文ロバスト制御math.OC
制約付きゾノトープによるロバスト可制御集合の射影不要計算
制約付きゾノトープを用いて、加法的不確かさをもつ離散時間線形システムのロバスト可制御集合を、凸最適化ソルバーや射影演算なしで高速に内・外近似する手法を提案した。
原題: Projection-free computation of robust controllable sets with constrained zonotopes ／ Abraham P. Vinod, Avishai Weiss, Stefano Di Cairano
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
超冗長マニピュレータのためのVO-FABRIKによる経路計画と逆運動学
FABRIKと速度障害物の考え方を組み合わせ、衝突や関節限界を考慮しつつ19関節の超冗長マニピュレータの逆運動学と経路計画を実現する手法を提案した。
原題: Planning and Inverse Kinematics of Hyper-Redundant Manipulators with VO-FABRIK ／ Cristian Morasso, Daniele Meli, Yann Divet 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
未来観測生成による混雑環境での把持成功率推定
把持成功を直接推定するモデルフリー手法と、自己教師あり予測モデルで把持後の未来画像を生成して推定するモデルベース手法を比較し、後者が82%と高い精度を示した。
原題: Generating Future Observations to Estimate Grasp Success in Cluttered Environments ／ Daniel Fernandes Gomes, Wenxuan Mou, Paolo Paoletti 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
線形駆動型重量パラレル-シリアルマニピュレータの解析的順動力学モデリング
重量パラレル-シリアル機構の順動力学を解析的に計算する新しい幾何学的・再帰的アルゴリズムを提案し、O(n)の計算量で実現した。
原題: Analytical Forward Dynamics Modeling of Linearly Actuated Heavy-Duty Parallel-Serial Manipulators ／ Paz Alvaro, Jouni Mattila
日本語で読む → - 論文HRI教育ロボティクス
HRI教育で人間中心設計を育む：技術に強い学生向けのユーザー中心型コース設計
HRI入門コースを通じて、技術に強い学生にユーザー中心思考を身につけさせる授業設計を提案し、Pepperロボットと独自のビジュアルプログラミングツールを用いた実践で効果を確認した。
原題: Looking for the Human in HRI Teaching: User-Centered Course Design for Tech-Savvy Students ／ Tobias Doernbach
日本語で読む → - 論文逆運動学ロボティクス
IKSPARK: 凸最適化による障害物を考慮した逆運動学
逆運動学を半正定値計画問題として定式化し、ランク最小化で解くことで、障害物回避を含む複雑な制約下でも高精度な解を求める手法を提案した。
原題: IKSPARK: Obstacle-Aware Inverse Kinematics via Convex Optimization ／ Liangting Wu, Roberto Tron
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
RLにおけるSim-to-Realギャップ：TIAGoとIsaac Sim/Gymを用いた事例
TIAGo移動マニピュレータとNvidiaのIsaac Gym/Isaac Simを使い、強化学習によるマニピュレーションのsim-to-real転移を検証し、衝突回避動作の実機転移に成功した。
原題: Sim-to-Real gap in RL: Use Case with TIAGo and Isaac Sim/Gym ／ Jaume Albardaner, Alberto San Miguel, Néstor García 他
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