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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
散乱環境における複数丸太把持姿勢の合成
物理シミュレーションの合成データを用いて、RGB-D画像とインスタンスセグメンテーションから複数物体の把持姿勢を推定するU-Netモデルを訓練し、最大96%の精度で把持姿勢を生成できることを示した。
原題: Synthesizing multi-log grasp poses in cluttered environments ／ Arvid Fälldin, Tommy Löfstedt, Tobias Semberg 他
日本語で読む → - 論文選好学習ロボティクス
選好に基づく報酬学習のための汎用的獲得関数
選好クエリの生成において、報酬パラメータの完全な特定ではなく、行動等価クラスを学習することを目的とした汎用的な獲得関数を提案し、情報利得基準よりも優れた性能を示した。
原題: A Generalized Acquisition Function for Preference-based Reward Learning ／ Evan Ellis, Gaurav R. Ghosal, Stuart J. Russell 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 → - 論文筋骨格ロボットロボティクス
筋骨格車輪ロボットMusashi-Wの実世界応用に向けたハードウェア設計と学習ベースソフトウェアアーキテクチャ
柔軟な筋骨格上半身と車輪ベースを組み合わせたロボットMusashi-Wを開発し、身体スキーマ学習や反射制御、視覚認識を統合したソフトウェアで、清掃や重量物運搬、布操作などの実世界タスクを実現した。
原題: Hardware Design and Learning-Based Software Architecture of Musculoskeletal Wheeled Robot Musashi-W for Real-World Applications ／ Kento Kawaharazuka, Akihiro Miki, Masahiro Bando 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
iDb-RRT: 動作プリミティブと軌道最適化を組み合わせたサンプリングベースの運動力学プランニング
RRTフレームワークに動作プリミティブと軌道最適化を統合し、動的制約下での運動計画を最大10倍高速に解くサンプリングベース手法を提案。
原題: iDb-RRT: Sampling-based Kinodynamic Motion Planning with Motion Primitives and Trajectory Optimization ／ Joaquim Ortiz-Haro, Wolfgang Hönig, Valentin N. Hartmann 他
日本語で読む → - 論文教育ロボティクスロボティクス
PhysicsAssistant: LLMを活用した物理実験支援の対話型学習ロボット
YOLOv8と音声認識、LLMチャットボットを組み合わせたマルチモーダル対話ロボットを開発し、中学2年生10名を対象に物理実験支援の有効性を人間の専門家と比較評価した。
原題: PhysicsAssistant: An LLM-Powered Interactive Learning Robot for Physics Lab Investigations ／ Ehsan Latif, Ramviyas Parasuraman, Xiaoming Zhai
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
契約理論によるロボットサービス提供のためのインセンティブ整合的分散割り当て
契約理論を用いてユーザーのサービス要求の不確実性を低減し、ロボットの動力学と衝突回避を考慮した分散割り当てアルゴリズムを開発した。
原題: Incentive-Compatible and Distributed Allocation for Robotic Service Provision Through Contract Theory ／ Yuhan Zhao, Quanyan Zhu
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
SDRを用いたマルチロボットシステムにおける通信チャネル推定
ソフトウェア無線機を搭載した2台の移動ロボット間でOFDM通信を行い、最小二乗法によりチャネル推定を行ってビット誤り率で性能を評価した。
原題: Uoc luong kenh truyen trong he thong da robot su dung SDR ／ Do Hai Son, Nguyen Huu Hung, Pham Duy Hung 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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
多様な食器と食品に対応するロボット食事支援のための適応的視覚模倣学習
空間アテンション付き視覚模倣学習により、様々な器や食品（粒状・半固形・液体）からのすくい取りを実現し、未知の器・食品にもゼロショットで汎化する手法を提案。
原題: Adaptive Visual Imitation Learning for Robotic Assisted Feeding Across Varied Bowl Configurations and Food Types ／ Rui Liu, Amisha Bhaskar, Pratap Tokekar
日本語で読む → - 論文VLA画像認識
AnySkill: 対話型エージェントのためのオープン語彙物理スキル学習
模倣学習で獲得した原子動作を、CLIP類似度を報酬とする高レベル方策で組み合わせ、未知のテキスト指示に応じた物理的に自然な人間動作を生成する階層的手法を提案。
原題: AnySkill: Learning Open-Vocabulary Physical Skill for Interactive Agents ／ Jieming Cui, Tengyu Liu, Nian 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
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 → - 論文人間運動予測ロボティクス
LaCE-LHMP：層流特性を活用した気流モデリングに着想を得た長期人間運動予測
人間の動きを気流の層流・乱流成分に分け、予測可能な層流成分を主に使って長期の人間軌道予測を行う手法を提案し、ベンチマークで優れた性能を示した。
原題: LaCE-LHMP: Airflow Modelling-Inspired Long-Term Human Motion Prediction By Enhancing Laminar Characteristics in Human Flow ／ Yufei Zhu, Han Fan, Andrey Rudenko 他
日本語で読む → - 論文自動運転/経路計画ロボティクス
責任感応型安全に基づく車線合流シナリオ向け規則遵守経路プランナ
車線合流において、拡張RSSで優先権を明確化し、ポテンシャル場ベースのシグモイドプランナで経路生成する規則遵守型プランナを提案し、合流時間や経路長を大幅に削減した。
原題: A Rule-Compliance Path Planner for Lane-Merge Scenarios Based on Responsibility-Sensitive Safety ／ Pengfei Lin, Ehsan Javanmardi, Yuze Jiang 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
柔軟な探索動作によるロボットと環境のインタラクティブ自己キャリブレーション
協働ロボットに標準搭載された力覚センサを使い、ロボット自身が環境を柔軟に探索することで、外部センサや人手なしにロボットと環境の空間関係を自動推定する自己キャリブレーション手法を提案した。
原題: Interactive Robot-Environment Self-Calibration via Compliant Exploratory Actions ／ Podshara Chanrungmaneekul, Kejia Ren, Joshua T. Grace 他
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 → - 論文エンドユーザープログラミングロボティクス
目標指向のエンドユーザーロボットプログラミング
目標述語を基本要素とする新しいエンドユーザープログラミングシステムPolarisを開発し、計画可視化機能がユーザーのプログラム作成を支援することを32人の参加者による評価で示した。
原題: Goal-Oriented End-User Programming of Robots ／ David Porfirio, Mark Roberts, Laura M. Hiatt
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
オープンアクセスNAO（OAN）：NAOロボットとのHRIアプリケーション向けROS2ベースのソフトウェアフレームワーク
NAOロボット上でROS2を動かし、メーカーAPIに依存しないHRI研究用フレームワークを開発。歩行や音声認識、物体検出、GPTによる会話などを備え、拡張可能なツールとして提供する。
原題: Open Access NAO (OAN): a ROS2-based software framework for HRI applications with the NAO robot ／ Antonio Bono, Kenji Brameld, Luigi D'Alfonso 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 → - 論文運動予測画像認識
AMP: 次トークン予測による自己回帰的運動予測の再考
GPTスタイルの次トークン予測を自動運転の運動予測に導入し、時空間・意味関係を捉える因子化アテンションで自己回帰予測を実現した研究。
原題: AMP: Autoregressive Motion Prediction Revisited with Next Token Prediction for Autonomous Driving ／ Xiaosong Jia, Shaoshuai Shi, Zijun Chen 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 → - 論文マニピュレーションastro-ph.IM
因果機械学習を用いた惑星探査のための自律ロボットアーム操作
惑星環境のシミュレーションで、未知の岩石などの物体と相互作用し、質量や摩擦係数といった因果的要因を強化学習で特定・分類するロボットアームを訓練した。
原題: Autonomous Robotic Arm Manipulation for Planetary Missions using Causal Machine Learning ／ C. McDonnell, M. Arana-Catania, S. Upadhyay
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 →