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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: 2024/2/1 ／ 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 →- 論文自動運転計画ロボティクス
安全運転のためのバリア強化並列ホモトピック軌道最適化
自動運転車の安全性と効率性を両立するため、バリア関数と並列ホモトピック軌道最適化を組み合わせたリアルタイム意思決定・計画手法を提案。
原題: Barrier-Enhanced Parallel Homotopic Trajectory Optimization for Safety-Critical Autonomous Driving ／ Lei Zheng, Rui Yang, Michael Yu Wang 他
日本語で読む → - 論文セマンティックセグメンテーション画像認識
未ラベルデータからの不確実性推定によるセマンティックセグメンテーションの分布シフト緩和
ラベルなしデータを活用し、データ拡張に対する一貫性を選択的に強制することで不確実性推定を学習し、自動運転向けセグメンテーションの分布シフトに対処する手法Gamma-SSLを提案。
原題: Mitigating Distributional Shift in Semantic Segmentation via Uncertainty Estimation from Unlabelled Data ／ David S. W. Williams, Daniele De Martini, Matthew Gadd 他
日本語で読む → - 論文飛行ロボットロボティクス
同種クアッドロータモジュールによる耐故障制御可能なモジュラー飛行システム
単体でも飛行可能な同型クアッドロータを組み合わせて、6自由度の操作やロータ故障への耐性を実現するモジュラー航空システムを提案し、シミュレーションで検証した。
原題: A Modular Aerial System Based on Homogeneous Quadrotors with Fault-Tolerant Control ／ Mengguang Li, Kai Cui, Heinz Koeppl
日本語で読む → - 論文自己位置推定/キャリブレーション画像認識
CMRNext: 実環境でのカメラ-LiDARマッチングによる自己位置推定と外部キャリブレーション
カメラ画像とLiDAR点群の対応をオプティカルフロー推定として解き、センサー固有パラメータに依存せず未知環境でもゼロショットで単眼自己位置推定と外部キャリブレーションを実現する手法を提案。
原題: CMRNext: Camera to LiDAR Matching in the Wild for Localization and Extrinsic Calibration ／ Daniele Cattaneo, Abhinav Valada
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
MOSAIC: 支援・対話型料理のためのモジュール型基盤モデル
複数のロボットが自然言語で人間と対話し、多様な日用品を操作できるよう、基盤モデルと専用モジュールを組み合わせたモジュール型アーキテクチャを提案し、料理支援タスクで評価した。
原題: MOSAIC: Modular Foundation Models for Assistive and Interactive Cooking ／ Huaxiaoyue Wang, Kushal Kedia, Juntao Ren 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
Spotが案内する：支援用四足歩行ロボットのためのアクセシブルなインターフェース
視覚障害者向けの案内ロボットとして産業用四足歩行ロボットを活用するため、音声アプリと柔軟なハンドルの2つのインターフェースを開発し、21名の参加者によるナビゲーション実験で有効性を検証した。
原題: See Spot Guide: Accessible Interfaces for an Assistive Quadruped Robot ／ Rayna Hata, Narit Trikasemsak, Andrea Giudice 他
日本語で読む → - 論文3D知覚ロボティクス
両眼視を持つ自己中心ロボットのためのリアルタイム3D意味シーン知覚
両眼視ロボットが移動しながら物体を認識・把持するための、インスタンスセグメンテーションと点群位置合わせを組み合わせたパイプラインを提案し、Baxterロボットで実証した。
原題: Real-time 3D Semantic Scene Perception for Egocentric Robots with Binocular Vision ／ K. Nguyen, T. Dang, M. Huber
日本語で読む → - 論文自動チューニングロボティクス
CURE: ロボティクスにおけるシミュレーション拡張自動チューニング
因果関係を学習して設定パラメータを絞り込み、ロボットの性能を効率的に自動チューニングする手法CUREを提案。
原題: CURE: Simulation-Augmented Auto-Tuning in Robotics ／ Md Abir Hossen, Sonam Kharade, Jason M. O'Kane 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
動的グラフを用いた深層強化学習による適応的な情報探索経路計画
未知の3D環境で目標を効率的に発見するため、ロボット周辺に動的にグラフを構築して経路を再計画する深層強化学習手法を提案し、果樹園モニタリングのシミュレーションで有効性を示した。
原題: Deep Reinforcement Learning with Dynamic Graphs for Adaptive Informative Path Planning ／ Apoorva Vashisth, Julius Rückin, Federico Magistri 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
GPU加速による3Dポリゴン可視体積の計算と知覚・ナビゲーションの統合
GPUで深度マップを計算し幾何ブール演算を組み合わせることで、2D凸多角形領域を完全に見渡せる3D座標の集合（可視体積）を高速に求め、ナビゲーション制約と統合する手法を提案した。
原題: GPU-Accelerated 3D Polygon Visibility Volumes for Synergistic Perception and Navigation ／ Andrew Willis, Collin Hague, Artur Wolek 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
適応モデル予測制御による端点姿勢計測を用いた変形可能な線状物体ネットワークの逐次操作
剛体モデルとオンラインデータ駆動残差を組み合わせた適応モデル予測制御により、端点姿勢のみを計測して変形線状物体ネットワークを操作し、自動車ワイヤハーネスの設置を実現した。
原題: Sequential Manipulation of Deformable Linear Object Networks with Endpoint Pose Measurements using Adaptive Model Predictive Control ／ Tyler Toner, Vahidreza Molazadeh, Miguel Saez 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 → - 論文安全強化学習制御
多目的方策最適化による安全最適化強化学習
安全性と最適性を同時に最適化する多目的方策最適化ベースのモデルフリー安全強化学習アルゴリズムSORLを提案し、7つのロボット環境で安全性違反を大幅に削減しつつ高い報酬を達成した。
原題: Safety Optimized Reinforcement Learning via Multi-Objective Policy Optimization ／ Homayoun Honari, Mehran Ghafarian Tamizi, Homayoun Najjaran
日本語で読む → - 論文自動ミッションプランニングロボティクス
QGroundControlを拡張したUAVの自動ミッションプランニング
オープンソースのUAVフライト制御シミュレータQGroundControlを拡張し、複雑なミッション設計、自動プランニング・再プランニングのテストベッド、およびオペレータの意思決定支援システムを追加した。
原題: Extending QGroundControl for Automated Mission Planning of UAVs ／ Cristian Ramirez-Atencia, David Camacho
日本語で読む → - 論文自己位置推定画像認識
ロバストな視覚的自己位置推定のための意味的オブジェクトレベルモデリング
物体検出から得られる楕円体表現の精度不足を解消するため、自動的なオブジェクトレベルのボクセルモデリングと2D楕円・3D楕円体の投影特性を活かした姿勢最適化を提案し、視覚SLAMに統合して新規視点へのロバスト性を向上させた。
原題: Semantic Object-level Modeling for Robust Visual Camera Relocalization ／ Yifan Zhu, Lingjuan Miao, Haitao Wu 他
日本語で読む → - 論文軌道予測AI
認知プロセスに基づく自動運転の軌道予測手法
人間の認知プロセスを模した教師-生徒知識蒸留フレームワークにより、周囲車両の軌道を高精度に予測するHLTPモデルを提案した。
原題: A Cognitive-Based Trajectory Prediction Approach for Autonomous Driving ／ Haicheng Liao, Yongkang Li, Zhenning Li 他
日本語で読む → - 論文運動予測ロボティクス
SIMPL: 自動運転のためのシンプルで効率的なマルチエージェント運動予測ベースライン
自動運転向けに、対称的なメッセージパッシングで全交通参加者の将来運動を一度に予測する軽量・高精度な運動予測モデルを提案し、Argoverseベンチマークで競争力のある性能と低遅延を実現した。
原題: SIMPL: A Simple and Efficient Multi-agent Motion Prediction Baseline for Autonomous Driving ／ Lu Zhang, Peiliang Li, Sikang 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
不感帯を考慮したニューラルネットワークの損失関数
マニピュレータの逆動力学をNNで学習する際、アクチュエータの不感帯にある関節の誤差を除外する損失関数を提案し、実機実験で精度向上を確認した。
原題: Loss Function Considering Dead Zone for Neural Networks ／ Koki Inami, Koki Yamane, Sho Sakaino
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
水面下のデジタルツイン：水中遠隔操作の強化
ROVの遠隔操作支援のため、水中ロボットと環境をデスクトップVRで動的に表現し、地図構築・自己位置推定・経路計画・シミュレーションを統合した水中デジタルツインシステムを提案した。
原題: Digital Twins Below the Surface: Enhancing Underwater Teleoperation ／ Favour O. Adetunji, Niamh Ellis, Maria Koskinopoulou 他
日本語で読む → - 論文場所認識画像認識
融合型場所認識のための明示的インタラクション
LiDARとカメラの特徴を明示的に相互作用させて相互補完する場所認識ネットワークEINetを提案し、nuScenesベースの新ベンチマークを構築した。
原題: Explicit Interaction for Fusion-Based Place Recognition ／ Jingyi Xu, Junyi Ma, Qi Wu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
動的に変化するウェイポイントを用いたシリアルマニピュレータのモデル予測軌道最適化
上位タスク計画から与えられる動的に変化するウェイポイントをオンラインで扱うため、ウェイポイント到達時に計画ホライズンを分割・短縮するモデル予測制御手法を提案し、KUKAロボットでの動的ピック&プレースで有効性を示した。
原題: Model Predictive Trajectory Optimization With Dynamically Changing Waypoints for Serial Manipulators ／ Florian Beck, Minh Nhat Vu, Christian Hartl-Nesic 他
日本語で読む → - 論文VTOL制御制御
ティルトロータVTOL UAVのシームレスなモード遷移を実現する統一MPC戦略
ティルトロータVTOL UAVに対し、モード切替不要で一貫した制御配分を行う統一MPC制御戦略を提案し、PIDを上回る性能とアクチュエータ故障への冗長性を実証した。
原題: A Unified MPC Strategy for a Tilt-rotor VTOL UAV Towards Seamless Mode Transitioning ／ Qizhao Chen, Ziqi Hu, Junyi Geng 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
スパースアクチュエータアレイによる点状振動パターン生成と表面触覚フィードバック
スマートフォン大の触覚フィードバックボードに5つのアクチュエータを疎に配置し、シミュレーテッドアニーリングで位相・振幅を最適化することで、任意の接触点に焦点を合わせた振動パターンを生成する手法を開発した。
原題: Point-Wise Vibration Pattern Production via a Sparse Actuator Array for Surface Tactile Feedback ／ Xiaosa Li, Runze Zhao, Chengyue Lu 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 → - 論文触覚ロボティクス
ViTacTip：生体模倣型の視覚・触覚融合センサの設計と検証
透明な皮膚と生体模倣の突起を組み合わせ、視覚と触覚を1つのセンサに統合したViTacTipを開発し、格子識別・姿勢推定・接触位置と力の推定タスクで性能を評価した。
原題: ViTacTip: Design and Verification of a Novel Biomimetic Physical Vision-Tactile Fusion Sensor ／ Wen Fan, Haoran Li, Weiyong Si 他
日本語で読む → - 論文テレオペレーションロボティクス
clutter環境におけるテレオペレーションのための高速明示的入力支援
ロボット遠隔操作において、エンドエフェクタで目標を明示的に指し示す新しい支援インターフェースを提案し、暗黙的な意図推定支援と比較して、操作者の好みや作業負荷の低減、ピック失敗の減少を示した。
原題: Fast Explicit-Input Assistance for Teleoperation in Clutter ／ Nick Walker, Xuning Yang, Animesh Garg 他
日本語で読む → - 論文プランニングAI
二層マルコフ決定過程による宇宙ミッションのコンティンジェンシープランニング
惑星探査ローバーの予期せぬ遅延や逸脱に備え、二層MDPで迅速に方策を計算する枠組みを提案し、計算効率と準最適方策を検証した。
原題: Contingency Planning Using Bi-level Markov Decision Processes for Space Missions ／ Somrita Banerjee, Edward Balaban, Mark Shirley 他
日本語で読む → - 論文3D多物体追跡ロボティクス
SWTrack: 複数仮説スライディングウィンドウによる3D多物体追跡
複数フレームをまとめて処理するスライディングウィンドウとグラフ最適化により、曖昧な対応付けを改善しリアルタイムで高精度な3D多物体追跡を実現した。
原題: SWTrack: Multiple Hypothesis Sliding Window 3D Multi-Object Tracking ／ Sandro Papais, Robert Ren, Steven Waslander
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
新宇宙探査時代のための信頼できる協調競争インフラ
宇宙探査における異種マルチロボットシステムの協調とデータ完全性を高めるため、ブロックチェーンを統合した非専有アーキテクチャを提案し、月面シミュレーションで有効性を検証した。
原題: Trustful Coopetitive Infrastructures for the New Space Exploration Era ／ Renan Lima Baima, Loïck Chovet, Eduard Hartwich 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
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