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: 2024/2/1 ／ 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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
言葉で教える：エンドユーザ主導のマニピュレーション学習
エンドユーザが言語で低レベル動作を指示して収集したデモを用い、家庭用ロボットを高レベルタスク向けに階層的に学習させる枠組みを提案し、RLBenchで成功率を16%改善した。
原題: Talk Through It: End User Directed Manipulation Learning ／ Carl Winge, Adam Imdieke, Bahaa Aldeeb 他
日本語で読む → - 論文データ対応付けロボティクス
CLIPPER: 初期推定不要のロバストデータ対応付け
重み付きグラフの最も密なエッジ重み付きクリークを求める新たな最適化問題を定式化し、凸半正定値緩和と高速一次アルゴリズムCLIPPERを提案。点群位置合わせで95%の外れ値までロバスト。
原題: CLIPPER: Robust Data Association without an Initial Guess ／ Parker C. Lusk, Jonathan P. How
日本語で読む → - 論文経路計画制御
複数エージェントを逐次支援する協調航法支援車両の経路計画
1台の水中協調航法支援車両が複数のエージェントを順番に支援し、平均航法不確かさを最小化するための経路計画手法を提案し、貪欲法と最適法を比較した。
原題: Path Planning for a Cooperative Navigation Aid Vehicle to Assist Multiple Agents Sequentially ／ Artur Wolek
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
2D物体バウンディングボックスに基づく経路計画
都市運転シーンにおいて、周囲カメラ画像とHDマップから2Dバウンディングボックスを検出・追跡し、GNNとTransformerで時空間特徴を集約して模倣学習により経路計画を行う視覚中心の手法を提案した。
原題: Path Planning based on 2D Object Bounding-box ／ Yanliang Huang, Liguo Zhou, Chang Liu 他
日本語で読む → - 論文3Dシーン理解ロボティクス
DreamUp3D: 単視点3Dシーン理解とReal-to-Sim転送のためのオブジェクト中心生成モデル
単一のRGB-D画像から物体のセグメンテーション・3D再構成・6D姿勢推定を自己教師ありで行うオブジェクト中心生成モデルを提案し、NeRFやCLIP特徴量などの既存手法を大きく上回る性能を示した。
原題: DreamUp3D: Object-Centric Generative Models for Single-View 3D Scene Understanding and Real-to-Sim Transfer ／ Yizhe Wu, Haitz Sáez de Ocáriz Borde, Jack Collins 他
日本語で読む → - 論文音声制御ロボティクス
Arduinoを用いた音声制御ロボット
Arduinoベースのマイコンで、音声コマンドを認識して移動や物体運搬、会話を行う音声制御パーソナルアシスタントロボットを開発した。
原題: Robot voice a voice controlled robot using arduino ／ Vineeth Teeda, K Sujatha, Rakesh Mutukuru
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
マルチモーダル大規模言語モデルによる推論把持
間接的な指示や意図から把持姿勢を生成する「推論把持」タスクを提案し、マルチモーダルLLMと視覚ベース把持フレームワークを統合したエンドツーエンドモデルとベンチマークを構築した。
原題: Reasoning Grasping via Multimodal Large Language Model ／ Shiyu Jin, Jinxuan Xu, Yutian Lei 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
コロッセウム：ロボットマニピュレーションの汎化性能を評価するベンチマーク
環境の色・テクスチャ・照明・カメラ位置など14種類の摂動に対するロボットマニピュレーションの汎化性能を評価するシミュレーションベンチマークを提案し、最先端モデルの成功率が30〜50%低下することを示した。
原題: THE COLOSSEUM: A Benchmark for Evaluating Generalization for Robotic Manipulation ／ Wilbert Pumacay, Ishika Singh, Jiafei Duan 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
Gazebo Plants: Cosseratロッドによる植物-ロボット相互作用のシミュレーション
Gazebo上でCosseratロッドに基づく植物モデルを扱うプラグインを開発し、ロボットアームによる果実収穫のシミュレーションを実現した。
原題: Gazebo Plants: Simulating Plant-Robot Interaction with Cosserat Rods ／ Junchen Deng, Samhita Marri, Jonathan Klein 他
日本語で読む → - 論文変化検出ロボティクス
LaserSAM: 回転LiDARの視覚的セグメンテーションによるゼロショット変化検出
回転LiDARの距離・強度データを仮想カメラ画像に変換し、Segment Anything Modelで意味領域を検出することで、昼夜を問わず環境変化をゼロショットで検出する手法を提案。
原題: LaserSAM: Zero-Shot Change Detection Using Visual Segmentation of Spinning LiDAR ／ Alexander Krawciw, Sven Lilge, Timothy D. Barfoot
日本語で読む → - 論文探索ロボティクス
行動エントロピーを用いたロボット探索
行動経済学の確率重み付けに基づく「行動エントロピー」を提案し、フロンティア探索の効率がシャノン・レニーより向上することをシミュレーションで示した。
原題: Robotic Exploration using Generalized Behavioral Entropy ／ Aamodh Suresh, Carlos Nieto-Granda, Sonia Martinez
日本語で読む → - 論文物体検出ロボティクス
言語画像事前学習と暗黙的物体メモリによる身体性物体検出の強化
言語画像で事前学習した物体検出器に、射影幾何を用いて長期的に物体特徴を集約する暗黙的メモリを追加し、ロボットの身体性物体検出性能を向上させた研究。
原題: Enhancing Embodied Object Detection through Language-Image Pre-training and Implicit Object Memory ／ Nicolas Harvey Chapman, Feras Dayoub, Will Browne 他
日本語で読む → - 論文交通シミュレーションロボティクス
自動運転車向け新ループ型道路トポロジーのシミュレーション分析
交差点を排除した一方向ループ状の新道路網「Zonal Road Topology」を提案し、SUMOとMATLAB/Simulinkで従来道路と比較して走行効率・安全性・エネルギー・容量を評価した。
原題: Simulation-based Analysis of a Novel Loop-based Road Topology for Autonomous Vehicles ／ Stefan Ramdhan, Winnie Trandinh, Sathurshan Arulmohan 他
日本語で読む → - 論文ニューラルフィールド/レジストレーションロボティクス
Reg-NF: ニューラルフィールド間の効率的な暗黙的表面レジストレーション
2つのニューラルフィールド間の相対6自由度変換を、双方向損失と多視点表面サンプリング、SDFを用いて最適化するレジストレーション手法を提案し、新データセットで評価した。
原題: Reg-NF: Efficient Registration of Implicit Surfaces within Neural Fields ／ Stephen Hausler, David Hall, Sutharsan Mahendren 他
日本語で読む → - 論文LiDARオドメトリロボティクス
固有値だけで十分：内部対応付けを用いた効率的なLiDAR慣性連続時間オドメトリ
連続時間LiDAR慣性オドメトリ（CT-LIO）において、線形ソルバと特徴対応付けを各反復直後に実行する独自解法を提案し、少ない反復でリアルタイム性能と高精度を両立させた。
原題: Eigen Is All You Need: Efficient Lidar-Inertial Continuous-Time Odometry with Internal Association ／ Thien-Minh Nguyen, Xinhang Xu, Tongxing Jin 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
多変量歪正規混合モデルと超大規模ロボットシステムの経路計画への応用
複雑な環境で多数のロボットを協調させる超大規模ロボットシステムの経路計画において、従来のガウス混合モデルではエージェント分布を正確に表現できない問題を解決するため、歪正規混合モデル（SNMM）を提案し、そのパラメータ学習法とSNMMに基づく経路計画アルゴリズムを開発した。
原題: A Novel Multivariate Skew-Normal Mixture Model and Its Application in Path-Planning for Very-Large-Scale Robotic Systems ／ Pingping Zhu, Chang Liu, Peter Estephan
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
直列ソフト・リジッドロボットのための再帰的モデル非依存逆動力学
ソフト構造を含む直列ロボットの逆動力学を、モデルに依存せず再帰的に計算するアルゴリズムを提案し、計算量をモジュール数に対して線形に抑えた。
原題: Recursive Model-agnostic Inverse Dynamics of Serial Soft-Rigid Robots ／ Pietro Pustina, Cosimo Della Santina, Alessandro De Luca
日本語で読む → - 論文関節物体認識画像認識
CAPT: Transformerを用いた単一点群からのカテゴリレベル関節推定
単一の点群から関節物体の関節パラメータと状態を推定するTransformerベースのエンドツーエンド手法を提案し、モーションロスと二重投票戦略で精度とロバスト性を向上させた。
原題: CAPT: Category-level Articulation Estimation from a Single Point Cloud Using Transformer ／ Lian Fu, Ryoichi Ishikawa, Yoshihiro Sato 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
身体性知能を備えた視覚言語ナビゲーション：サーベイ
視覚と言語指示を用いてエージェントが自律移動する視覚言語ナビゲーション（VLN）の研究を、身体性知能の観点から体系的に整理したサーベイ論文。
原題: Vision-Language Navigation with Embodied Intelligence: A Survey ／ Peng Gao, Peng Wang, Feng Gao 他
日本語で読む → - 論文身体スキーマ学習ロボティクス
全身の外受容・自己受容センサからのロボット身体スキーマ学習
機体に搭載したセンサの外受容・自己受容データのみから、ロボットが自身の身体構造（トポロジー）を機械学習で推定する手法を提案し、6種のシミュレーション機体と1台の実機で正しく構造を認識できることを示した。
原題: Robot Body Schema Learning from Full-body Extero/Proprioception Sensors ／ Shuo Jiang, Jinkun Zhang, Lawson Wong
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
置換不変ニューラルネットワークによるマルチエンティティロボット問題の解決
置換不変なニューラルネットワークと強化学習を用いて、複数のロボット・物体・目標を扱う分散制御を実現し、車輪脚型四足ロボットの実機実験で協調動作を検証した。
原題: Solving Multi-Entity Robotic Problems Using Permutation Invariant Neural Networks ／ Tianxu An, Joonho Lee, Marko Bjelonic 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクス/力制御ロボティクス
強膜力の適応制御を用いた両手協調型ステディハンドアイロボットの操作：協調戦略と遠隔操作戦略の比較
網膜静脈閉塞症治療のための網膜静脈カニュレーションを対象に、2台のSteady-Hand Eye Robotを用いた両手操作フレームワークを構築し、強膜との接触力を適応制御で自動最小化する手法を提案。協調モードと遠隔操作モードを血管追従実験で比較した。
原題: Bimanual Manipulation of Steady Hand Eye Robots with Adaptive Sclera Force Control: Cooperative vs. Teleoperation Strategies ／ Mojtaba Esfandiari, Peter Gehlbach, Russell H. Taylor 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
無人機群のための生成AI：課題・応用・機会
無人機群の制御や協調における課題に対し、生成AIの応用・課題・機会を包括的にサーベイした論文。
原題: Generative AI for Unmanned Vehicle Swarms: Challenges, Applications and Opportunities ／ Guangyuan Liu, Nguyen Van Huynh, Hongyang Du 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
把持リセット機構：把持試験を自動化する装置
把持実験環境を自動でリセットし、物体を固定位置・向きに再配置して大規模な把持データを人手なしで収集できる装置を開発し、1020回の把持データセットを公開した。
原題: The Grasp Reset Mechanism: An Automated Apparatus for Conducting Grasping Trials ／ Kyle DuFrene, Keegan Nave, Joshua Campbell 他
日本語で読む → - 論文マルチロボット協調ロボティクス
対話型言語モデルによる人間参加型マルチロボット協調
異なる能力を持つ複数のロボットが対話を通じて役割分担と経路を合意し、人間の助言を受けながら協調して清掃タスクを実行する分散型フレームワークを提案した。
原題: Conversational Language Models for Human-in-the-Loop Multi-Robot Coordination ／ William Hunt, Toby Godfrey, Mohammad D. Soorati
日本語で読む → - 論文自動運転/計画機械学習
Diffusion-ES: 拡散モデルと勾配不要最適化による自動運転とゼロショット指示追従
拡散モデルから軌道をサンプリングし、進化的探索と黒箱報酬で評価・改良することで、微分不可能な目的関数でもデータ多様体上で最適化できる手法を提案し、自動運転ベンチマークnuPlanで最高性能を達成した。
原題: Diffusion-ES: Gradient-free Planning with Diffusion for Autonomous Driving and Zero-Shot Instruction Following ／ Brian Yang, Huangyuan Su, Nikolaos Gkanatsios 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
深層強化学習による自律走行車の巡回：通信と協調の学習
複数台の自律走行車が強化学習で独自の通信プロトコルを獲得し、衝突や渋滞を避けながら広域を効率的に巡回する手法を提案した。
原題: Autonomous Vehicle Patrolling Through Deep Reinforcement Learning: Learning to Communicate and Cooperate ／ Chenhao Tong, Maria A. Rodriguez, Richard O. Sinnott
日本語で読む → - 論文水中ロボティクスロボティクス
水中環境における意味的特徴を用いたオンライン情報サンプリング
AUVの水中映像から、微調整した物体検出モデルの意味的特徴を利用してリアルタイムに重要フレームを選別するオンライン情報サンプリング手法を提案し、ユーザ調査と新評価指標で検証した。
原題: Online Informative Sampling using Semantic Features in Underwater Environments ／ Shrutika Vishal Thengane, Yu Xiang Tan, Marcel Bartholomeus Prasetyo 他
日本語で読む → - 論文建設ロボット/タスク計画ロボティクス
4D BIMとロボットタスク計画の統合：屋内壁フレーム設置の行動レベルシミュレーションのための建設関連情報の生成と流れ
4D BIMモデルにロボット知識ベースを組み込み、建設現場の文脈を考慮したロボットタスク計画と詳細シミュレーションを可能にする統合フレームワークを提案し、屋内壁フレーム設置のケーススタディで有効性を示した。
原題: Integration of 4D BIM and Robot Task Planning: Creation and Flow of Construction-Related Information for Action-Level Simulation of Indoor Wall Frame Installation ／ Hafiz Oyediran, William Turner, Kyungki Kim 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/共最適化ロボティクス
進化する仮想ソフトロボットにおける形態と制御の共最適化で生じる早期収束の調査
形態と制御の共最適化では高性能な形態が探索されず早期収束が起こることを、学習可能な制御器と固定制御器の比較実験で示し、身体中心の新たな枠組みを提案した。
原題: Investigating Premature Convergence in Co-optimization of Morphology and Control in Evolved Virtual Soft Robots ／ Alican Mertan, Nick Cheney
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