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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 →- 論文マルチエージェント/経路計画ロボティクス
RaceMOP: 残差方策学習を用いたマルチエージェント自律レースのためのマップレスオンラインパスプランニング
人工ポテンシャル場をベース方策とし、残差方策学習を組み合わせることで、地図なしで局所観測のみから高速な追い越しを行うマルチエージェントレース用プランナを提案した。
原題: RaceMOP: Mapless Online Path Planning for Multi-Agent Autonomous Racing using Residual Policy Learning ／ Raphael Trumpp, Ehsan Javanmardi, Jin Nakazato 他
日本語で読む → - 論文制御/ニューラルネットロボティクス
ラグランジュ系に対する構造化深層ニューラルネットワークを用いたバックステッピング軌道追従制御
ニューラルネットの構造を工夫することで、任意のパラメータに対して閉ループ安定性を保証するバックステッピング軌道追従制御器を提案し、未知モデルには改良型ラグランジュニューラルネットで対応する。
原題: Structured Deep Neural Network-Based Backstepping Trajectory Tracking Control for Lagrangian Systems ／ Jiajun Qian, Liang Xu, Xiaoqiang Ren 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ベイズ推論によるSim-to-Realギャップの橋渡し
低忠実度の物理シミュレータを事前分布として活用し、ニューラルネットワークによるロボットダイナミクス学習を正則化するSIM-FSVGDを提案。RCレースカーでのドリフト駐車を少ないデータで実現。
原題: Bridging the Sim-to-Real Gap with Bayesian Inference ／ Jonas Rothfuss, Bhavya Sukhija, Lenart Treven 他
日本語で読む → - 論文群制御AI
マルチロボット計画実行のためのリアルタイム再スケジューリングアルゴリズム
マルチエージェント経路計画において、実行中の遅延に対処するため、エージェントの通過順序を再スケジュールするA*スタイルのアルゴリズム（Switchable-Edge Search）を提案し、その最適性を証明するとともに、シミュレーションで効率性を評価した。
原題: A Real-Time Rescheduling Algorithm for Multi-robot Plan Execution ／ Ying Feng, Adittyo Paul, Zhe Chen 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
巧みな把持における内在的ロバスト性の解析理論に向けて
物体の姿勢や形状の不確かさに対する把持計画のロバスト性を、摩擦錐の不確かさが力閉包性に与える影響として解析する理論を提案し、既存指標の保証を検証した。
原題: Toward An Analytic Theory of Intrinsic Robustness for Dexterous Grasping ／ Albert H. Li, Preston Culbertson, Aaron D. Ames
日本語で読む → - 論文制御理論制御
データだけが全てか？不確かなシステムの学習ベースサンプルデータ制御における制御周波数の役割
ガウス過程で連続時間モデルを学習し、制御周波数とデータ量が安定性・性能に与える影響を解析。制御周波数を33%上げるとデータ点数を半減できることを示した。
原題: Is Data All That Matters? The Role of Control Frequency for Learning-Based Sampled-Data Control of Uncertain Systems ／ Ralf Römer, Lukas Brunke, Siqi Zhou 他
日本語で読む → - 論文オフロードマッピングロボティクス
自己教師あり高解像度オフロードマッピングのための深層ベイズ未来融合
スパースなステレオ・LiDAR深度データからベイズフィルタリングと知覚損失を組み合わせ、30m先まで2cm解像度の高精細オフロード地図を生成する手法を提案。
原題: Deep Bayesian Future Fusion for Self-Supervised, High-Resolution, Off-Road Mapping ／ Shubhra Aich, Wenshan Wang, Parv Maheshwari 他
日本語で読む → - 論文SLAM/点群処理画像認識
漸進的空間平滑化によるLiDARバンドル調整
平面仮定が成り立ちにくい複雑環境でも高精度な点群を再構成できるよう、空間平滑化と姿勢調整を組み合わせたLiDARバンドル調整手法を提案した。
原題: PSS-BA: LiDAR Bundle Adjustment with Progressive Spatial Smoothing ／ Jianping Li, Thien-Minh Nguyen, Shenghai Yuan 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
オフラインスキル拡散によるロバストな方策学習
限られたオフラインデータから拡散モデルで多様なスキルを生成し、異なるドメインの長期的タスクにおける方策学習を効率化するフレームワークDuSkillを提案。
原題: Robust Policy Learning via Offline Skill Diffusion ／ Woo Kyung Kim, Minjong Yoo, Honguk Woo
日本語で読む → - 論文VLA画像認識
摂動を考慮した対照学習による逸脱に頑健なエージェントナビゲーション
視覚と言語によるナビゲーション(VLN)エージェントが、障害物や人間の妨害などによる経路逸脱に対して頑健になるよう、経路摂動と対照学習を組み合わせた学習パラダイムPROPERを提案した。
原題: Towards Deviation-Robust Agent Navigation via Perturbation-Aware Contrastive Learning ／ Bingqian Lin, Yanxin Long, Yi Zhu 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
NARRATE: ロボティクスにおける最適制御のための汎用言語アーキテクチャ
大規模言語モデルに制約や目的関数を数式として生成させ、モデル予測制御と組み合わせることで、自然言語による柔軟かつ安全なロボット制御を実現した研究。
原題: NARRATE: Versatile Language Architecture for Optimal Control in Robotics ／ Seif Ismail, Antonio Arbues, Ryan Cotterell 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
LAVA: 長期的視覚行動に基づく食事獲得
液体・半固体・変形可能な食品をボウルから順にすくい取る長期的タスクのため、ScoopNetと視覚・模倣学習を組み合わせた階層的政策を提案し、実世界で89%の成功率を達成した。
原題: LAVA: Long-horizon Visual Action based Food Acquisition ／ Amisha Bhaskar, Rui Liu, Vishnu D. Sharma 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
自信を持って知覚する：学習ベース知覚を用いたナビゲーションのための統計的安全保証
事前学習済み知覚モデルの不確実性をConformal Predictionで校正し、未知環境でも安全なナビゲーションを実現する手法を提案。四足ロボット実験で障害物誤検出を70%削減し、100%の安全性を達成。
原題: Perceive With Confidence: Statistical Safety Assurances for Navigation with Learning-Based Perception ／ Zhiting Mei, Anushri Dixit, Meghan Booker 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
模倣学習で強化学習をブートストラップする視覚ベースの俊敏飛行
特権状態で強化学習した教師方策を模倣学習で視覚入力の方策に蒸留し、さらに強化学習で微調整することで、視覚のみでドローンレースを飛行できる制御器を学習した。
原題: Bootstrapping Reinforcement Learning with Imitation for Vision-Based Agile Flight ／ Jiaxu Xing, Angel Romero, Leonard Bauersfeld 他
日本語で読む → - 論文ビジュアルオドメトリロボティクス
グリッドベースの高速・構造的ビジュアルオドメトリ
RGB-D画像から点と線の特徴を最大限活用し、高速な線抽出とマンハッタン軸・平面法線を組み合わせて精度と計算時間を改善したビジュアルオドメトリ手法を提案。
原題: Grid-based Fast and Structural Visual Odometry ／ Zhang Zhihe
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
あらゆる物体を把持する：教師拡張方策勾配学習とインスタンスセグメンテーションの融合
強化学習と方策蒸留を組み合わせた二段階学習フレームワークTAPGを提案し、Segment Anything Modelによる物体セグメンテーションを用いて、シミュレーションから実機へのゼロショット転移で散らかった環境の多様な物体を把持できるようにした。
原題: Grasp Anything: Combining Teacher-Augmented Policy Gradient Learning with Instance Segmentation to Grasp Arbitrary Objects ／ Malte Mosbach, Sven Behnke
日本語で読む → - 論文制御ロボティクス
等式・不等式タスクを厳密・ソフトな優先度で扱う柔軟な階層制御
ロボットの冗長自由度を使い、等式・不等式タスクを任意個・優先度付きで解きつつ受動性を保つ階層制御法を提案し、シミュレーションで検証した。
原題: Compliant Hierarchical Control for Arbitrary Equality and Inequality Tasks with Strict and Soft Priorities ／ Gianluca Garofalo
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
時相論理仕様からのフィードバック制御器の反例誘導模倣学習
Signal Temporal Logic (STL) で記述された制御要求を満たす複雑な制御器をニューラルネットワークで模倣する手法を提案。反例とカバレッジ指標に基づくデータ集約で学習を効率化し、STL要求のパラメータ化と推定により学習済み制御器の性能を評価する。飛行ロボットのケーススタディで有効性を示す。
原題: Counter-example guided Imitation Learning of Feedback Controllers from Temporal Logic Specifications ／ Thao Dang, Alexandre Donzé, Inzemamul Haque 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
Webotsを用いた無人コンテナ型（深層）強化学習のためのアーキテクチャ
シミュレーション環境とモデル開発環境をコンテナ技術で分離し、データ科学者がシミュレータの知識なしにWebots上のロボット強化学習を無人で実行できるアーキテクチャを提案した。
原題: An Architecture for Unattended Containerized (Deep) Reinforcement Learning with Webots ／ Tobias Haubold, Petra Linke
日本語で読む → - 論文空力モデリングロボティクス
ロボティクスと流体力学の融合：クアッドロータ下方の誘起気流を乱流ジェットとして特徴づける
クアッドロータのホバリング時に下方に生じる気流を乱流ジェット理論でモデル化し、機体質量・プロペラ径・機体サイズのみで平均速度場を高精度に推定できる軽量モデルを実験的に構築した。
原題: Robotics meets Fluid Dynamics: A Characterization of the Induced Airflow below a Quadrotor as a Turbulent Jet ／ Leonard Bauersfeld, Koen Muller, Dominic Ziegler 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
ハードウェアレベルでの再利用を可能にするスキルエージェントライブラリの設計
観察学習（LfO）の枠組みにおいて、ロボットのハンド位置と環境の相対関係に基づきハードウェア非依存に記述されたスキルエージェント群を設計し、逆運動学ソルバを差し替えるだけで異なるハードウェア構成のロボットに動作を実行できるようにした。
原題: Designing Library of Skill-Agents for Hardware-Level Reusability ／ Jun Takamatsu, Daichi Saito, Katsushi Ikeuchi 他
日本語で読む → - 論文飛行ロボットロボティクス
長期環境モニタリングのための空中テンションパーチング・絡まり解除機構
テザーとプロペラ付きポッドを組み合わせたドローンシステムで、枝に引っ掛けて省エネパーチングし、環境データを収集する。
原題: Aerial Tensile Perching and Disentangling Mechanism for Long-Term Environmental Monitoring ／ Tian Lan, Luca Romanello, Mirko Kovac 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
深層オートエンコーダによるマルチモーダル異常検知を用いた移動マニピュレーションロボットの物体滑り知覚
RGB-Dカメラ・マイク・力覚センサのマルチモーダルデータを深層オートエンコーダで学習し、再構成誤差から物体の滑りを異常として検知する手法を提案した。
原題: Multimodal Anomaly Detection based on Deep Auto-Encoder for Object Slip Perception of Mobile Manipulation Robots ／ Youngjae Yoo, Chung-Yeon Lee, Byoung-Tak Zhang
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
視覚ベース触覚センサのCurlとDiff特徴を用いた安定物体配置
GelSightの黒点パターンの変位からCurlとDiffを計算し、物体の補正回転方向を推定して安定配置を実現する手法を提案。
原題: Stable Object Placing using Curl and Diff Features of Vision-based Tactile Sensors ／ Kuniyuki Takahashi, Shimpei Masuda, Tadahiro Taniguchi
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
GeRM: 四足歩行ロボットのためのMixture-of-Expertsを用いた汎用ロボットモデル
オフライン強化学習とTransformerベースのVLAネットワーク、Mixture-of-Experts構造を組み合わせ、四足歩行ロボットのマルチタスク学習を効率化する汎用モデルGeRMを提案。自動収集データセットQUARD-Autoも公開。
原題: GeRM: A Generalist Robotic Model with Mixture-of-experts for Quadruped Robot ／ Wenxuan Song, Han Zhao, Pengxiang Ding 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
H-MaP：反復的ハイブリッド逐次マニピュレーション計画手法
物体軌道計画とマニピュレーション計画を分離し、接触サンプリングと最適化を組み合わせることで、道具使用や両腕協調を含む複雑な逐次操作タスクを計画する手法を提案。
原題: H-MaP: An Iterative and Hybrid Sequential Manipulation Planner ／ Berk Cicek, Arda Sarp Yenicesu, Cankut Bora Tuncer 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
GaussianGrasper: オープンボキャブラリなロボット把持のための3D言語ガウシアンスプラッティング
3Dガウシアンスプラッティングでシーンを明示的に表現し、言語埋め込みを蒸留することで、言語指示に基づくオープンボキャブラリな物体把持を実現した。
原題: GaussianGrasper: 3D Language Gaussian Splatting for Open-vocabulary Robotic Grasping ／ Yuhang Zheng, Xiangyu Chen, Yupeng Zheng 他
日本語で読む → - 論文建設ロボティクスロボティクス
人間中心の建設ロボティクスに向けて：大工作業者を状況に応じて支援する強化学習駆動のコンパニオンロボット
建設現場の大工作業者に寄り添い、強化学習で状況に応じた支援を行う移動型コンパニオンロボットを提案し、型枠作業での実証を通じて安全性と作業の流れを高める協調モデルを示した。
原題: Towards Human-Centered Construction Robotics: A Reinforcement Learning-Driven Companion Robot for Contextually Assisting Carpentry Workers ／ Yuning Wu, Jiaying Wei, Jean Oh 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
限られた実時間データを用いた連続体マニピュレータの逆運動学学習
連続体マニピュレータの逆運動学を、シミュレーションやCGANで拡張した少量の実データからメタ学習で獲得し、実環境に適応させる手法を提案。
原題: Inverse kinematics learning of a continuum manipulator using limited real time data ／ Alok Ranjan Sahoo, Pavan Chakraborty
日本語で読む → - 論文移動操作ロボティクス
車輪脚ロボットの移動操作のためのアーム制約付きカリキュラム学習
車輪脚ロボットにマニピュレータを搭載し、アーム制約付き強化学習と報酬対応カリキュラム学習で動的把握タスクを実現した。
原題: Arm-Constrained Curriculum Learning for Loco-Manipulation of the Wheel-Legged Robot ／ Zifan Wang, Yufei Jia, Lu Shi 他
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