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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 →- 論文走破性推定ロボティクス
RoadRunner：自律走行オフロード走行のための走破性推定学習
カメラとLiDARの入力を融合し、自己教師あり学習で地形の走破性と標高マップを直接予測するフレームワークを提案し、オフロード自律走行の低遅延化を実現した。
原題: RoadRunner -- Learning Traversability Estimation for Autonomous Off-road Driving ／ Jonas Frey, Manthan Patel, Deegan Atha 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
二重IMUによる2移動エージェントの相対位置推定
2つの移動エージェントが各々IMUを持ち、相互の相対姿勢を観測する系で、両IMUのバイアス未知の場合の状態推定と可観測性を解析し、HMDと車両の実世界相対位置推定に応用した。
原題: Dual-IMU State Estimation for Relative Localization of Two Mobile Agents ／ Wenqian Lai, Ruonan Guo, Kejian J. Wu
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
高齢者施設におけるロボットのパーソナライズに影響する要因
高齢者施設での支援ロボットの対話設計で考慮すべき要因を、利用者・介護者・ロボット・施設・外部環境の観点から分類したタクソノミーを提案した。
原題: Factors that Affect Personalization of Robots for Older Adults ／ Laura Stegner, Emmanuel Senft, Bilge Mutlu
日本語で読む → - 論文視覚的位置認識画像認識
CricaVPR: 画像間相関を考慮した視覚的位置認識のための表現学習
バッチ内の複数画像の相関を注意機構で捉え、視点や照明の変化に頑健な位置認識用のグローバル表現を学習する手法を提案。
原題: CricaVPR: Cross-image Correlation-aware Representation Learning for Visual Place Recognition ／ Feng Lu, Xiangyuan Lan, Lijun Zhang 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
不変拡張カルマンフィルタとニューラル測定ネットワークを用いた脚式ロボットの状態推定
脚式ロボットの固有受容状態推定において、モデルベースの不変拡張カルマンフィルタとニューラル測定ネットワークを組み合わせ、シミュレーションのみで学習して様々な地形での位置ドリフトを低減した。
原題: Legged Robot State Estimation With Invariant Extended Kalman Filter Using Neural Measurement Network ／ Donghoon Youm, Hyunsik Oh, Suyoung Choi 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
多様な行動に向けて：人間のデモンストレーションを用いた模倣学習のベンチマーク
人間のデモに見られる多様な行動（マルチモーダル分布）を模倣学習モデルがどれだけ獲得・再現できるかを評価するためのシミュレーションベンチマーク環境とデータセット（D3IL）を提案し、多様性を定量化する指標を導入した。
原題: Towards Diverse Behaviors: A Benchmark for Imitation Learning with Human Demonstrations ／ Xiaogang Jia, Denis Blessing, Xinkai Jiang 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
FRENETIX: 自動運転向け高性能モジュラー動作計画フレームワーク
サンプリングベースの軌道計画と多目的最適化により、複雑な市街地・高速道路での自律走行を実現するモジュラー型動作計画フレームワークを提案し、実車検証と1750シナリオでの評価を行った。
原題: FRENETIX: A High-Performance and Modular Motion Planning Framework for Autonomous Driving ／ Rainer Trauth, Korbinian Moller, Gerald Wuersching 他
日本語で読む → - 論文手術ロボティクスロボティクス
腹腔鏡下直腸手術におけるワークスペース解析：予備研究
MRIから骨盤内の3Dモデルを作り、ロボット手術の作業空間の広さや制約を計算機で解析した研究。
原題: Workspace Analysis for Laparoscopic Rectal Surgery : A Preliminary Study ／ Alexandra Thomieres, Dhruva Khanzode, Emilie Duchalais 他
日本語で読む → - 論文測位・ナビゲーションロボティクス
GPS拒否環境におけるランドマークベース測位を用いた安全ナビゲーション
GPSが使えない戦場で、ランドマーク測位と拡張カルマンフィルタを組み合わせ、危険地帯を避けた安全な移動経路を予測するフレームワークを提案した。
原題: Secure Navigation using Landmark-based Localization in a GPS-denied Environment ／ Ganesh Sapkota, Sanjay Madria
日本語で読む → - 論文航空探査/固定翼UAVロボティクス
垂直離着陸固定翼機による吊り下げ磁力計探査
高感度磁力計を吊り下げた垂直離着陸固定翼UAVを開発し、電磁干渉やペイロード動特性の問題を解決して、従来のマルチローター機より効率的に鉱物探査データを取得できることを示した。
原題: Suspended Magnetometer Survey for Mineral Data Acquisition with Vertical Take-off and Landing Fixed-wing Aircraft ／ Robel Efrem, Alex Coutu, Sajad Saeedi
日本語で読む → - 論文目標推論ロボティクス
人間中心の目標推論とリップルダウンルール
ActorSimに実演による学習機能を追加し、人間のトレーナーがシステムの判断を修正できるようにした。RoboCupレスキューシミュレーションで評価し、従来より10倍多くの目標を扱えることを示した。
原題: Human-Centric Goal Reasoning with Ripple-Down Rules ／ Kenji Brameld, Germán Castro, Claude Sammut 他
日本語で読む → - 論文手術ロボット/軟組織シミュレーションロボティクス
手術ロボットの身体化環境におけるソフトボディの効率的な物理ベースシミュレーション
手術ロボットシミュレータSurRoLに、Material Point MethodとNeo-Hookeanモデルを用いた軟組織の物理ベースシミュレーションを統合し、Taichiで並列化して高速化した。
原題: Efficient Physically-based Simulation of Soft Bodies in Embodied Environment for Surgical Robot ／ Zhenya Yang, Yonghao Long, Kai Chen 他
日本語で読む → - 論文プロンプト最適化自然言語
多段階タスクにおけるプロンプト最適化：人間のフィードバックとヒューリスティックサンプリングの統合
人間が設計したフィードバックルールと学習済みヒューリスティックモデルを組み合わせ、LLMエージェントの多段階タスク向けプロンプトを自動最適化するフレームワークPROMSTを提案し、11タスクで既存手法を大幅に上回った。
原題: PRompt Optimization in Multi-Step Tasks (PROMST): Integrating Human Feedback and Heuristic-based Sampling ／ Yongchao Chen, Jacob Arkin, Yilun Hao 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
TopoNav: 疎な報酬環境における効率的探索のためのトポロジカルナビゲーション
未知環境でのロボット探索において、トポロジカルマップ構築と階層強化学習、内的動機付けを組み合わせ、疎な報酬でも効率的に目標到達できるナビゲーション手法を提案した。
原題: TopoNav: Topological Navigation for Efficient Exploration in Sparse Reward Environments ／ Jumman Hossain, Abu-Zaher Faridee, Nirmalya Roy 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
人間誘導型スウォーム：仮想現実環境におけるインピーダンス制御に着想を得た影響力操作
VR環境で人間がインピーダンス制御に着想を得た操作機構を用いて16機のドローンの群れを誘導し、自律では通過困難な狭い峡谷を群れの創発的挙動を保ちながら通過できることを示した。
原題: Human-guided Swarms: Impedance Control-inspired Influence in Virtual Reality Environments ／ Spencer Barclay, Kshitij Jerath
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
陸上ソフトロボットの歩容生成に向けた環境中心学習アプローチ
ソフト多脚ロボットが環境との相互作用からデータ駆動で歩容を学習し、二値整数線形計画法により最適な歩容を生成するフレームワークを提案した。
原題: Environment-Centric Learning Approach for Gait Synthesis in Terrestrial Soft Robots ／ Caitlin Freeman, Arun Niddish Mahendran, Vishesh Vikas
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
Hefty：農業向けマニピュレーションを推進するモジュール式再構成可能ロボット
農業向けのマニピュレーションタスクに対応するため、移動・センサ・電源・計算・治具取付をモジュール化した再構成可能ロボットHeftyを設計・統合し、5つの実応用構成で有効性を示した論文。
原題: Hefty: A Modular Reconfigurable Robot for Advancing Robot Manipulation in Agriculture ／ Dominic Guri, Moonyoung Lee, Oliver Kroemer 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
人とロボットの協調作業におけるジェスチャ設計の検討
産業現場での人と協働ロボットの非言語コミュニケーションに着目し、HRCジェスチャの設計原則・設計手法・評価方法を文献調査して課題と今後の研究方向を整理したサーベイ。
原題: On the Design of Human-Robot Collaboration Gestures ／ Anas Shrinah, Masoud S. Bahraini, Fahad Khan 他
日本語で読む → - 論文報酬学習機械学習
人間の選好からの報酬関数のバッチ能動学習
人間の選好質問を用いて報酬関数を効率的に学習するため、行列式点過程に基づくバッチ能動学習アルゴリズムを提案し、シミュレーションのロボットタスクで少ないクエリ数と短い生成時間を実現した。
原題: Batch Active Learning of Reward Functions from Human Preferences ／ Erdem Bıyık, Nima Anari, Dorsa Sadigh
日本語で読む → - 論文走行可能性推定/オフロードナビゲーションロボティクス
足跡を追え：幾何・視覚手がかりに基づくオフロード車両ナビゲーションのための自己教師あり走行可能性推定
オフロード環境での走行可能領域を推定するため、路面勾配と意味情報を統合するガイドフィルタネットワークと、走行済みの足跡を自己教師信号として使うモジュールを提案した。
原題: Follow the Footprints: Self-supervised Traversability Estimation for Off-road Vehicle Navigation based on Geometric and Visual Cues ／ Yurim Jeon, E In Son, Seung-Woo Seo
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
マルチロボットシステムのための競合を考慮した最適ゴール割り当てアルゴリズム
マルチロボットのゴール割り当てと衝突回避経路計画を統合する際の次善割り当て計算を競合情報で効率化し、最大100台で従来比約10倍高速化した。
原題: A Conflict-Aware Optimal Goal Assignment Algorithm for Multi-Robot Systems ／ Aakash, Indranil Saha
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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
言語指示に基づく物体再配置計画による狭所・乱雑環境の能動的センシング
言語指示で指定された領域を観察するため、カメラ視界を遮る物体を繰り返し選んで移動させ、狭く散らかった環境を能動的にセンシングする手法を提案した。
原題: Language-guided Active Sensing of Confined, Cluttered Environments via Object Rearrangement Planning ／ Weihan Chen, Hanwen Ren, Ahmed H. Qureshi
日本語で読む → - 論文強化学習AI
知識中心のメタ認知学習
抽象的な知識を強化学習に統合するためのメタ認知メカニズムを提案し、知識獲得と知識に導かれた相互作用を通じて汎化と適応的な行動を実現する枠組みを示した。
原題: Knowledge-Centric Metacognitive Learning ／ Arun Kumar, Paul Schrater
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
車型ロボットの安全保証のための入力制約付き制御バリア関数の学習
複雑環境を走行する車型ロボットに対し、サポートベクターマシン回帰で環境の滑らかな関数を学習し、ステアリング制約を考慮したロバストな安全フィルタを設計する手法を提案し、シミュレーションと実機実験で検証した。
原題: Learning Input Constrained Control Barrier Functions for Guaranteed Safety of Car-Like Robots ／ Sven Brüggemann, Dominic Nightingale, Jack Silberman 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定画像認識
未知の関節状態下でのリアルタイム全身ロボット姿勢推定
ロボットの関節角度などの内部状態が未知でも、RGB画像からカメラ・ロボット間の回転や関節パラメータ、キーポイント、ルート深度を単一のフィードフォワード推論でリアルタイムに推定するフレームワークを提案した。
原題: Real-time Holistic Robot Pose Estimation with Unknown States ／ Shikun Ban, Juling Fan, Xiaoxuan Ma 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・トラジェクトロン：軌道予測に基づくロボットマニピュレーションのための共有制御
腕の到達運動の初期数秒から軌道を予測する「Robot Trajectron」を提案し、操作者の意図に沿った共有制御を実現して認知負荷を軽減する。
原題: Robot Trajectron: Trajectory Prediction-based Shared Control for Robot Manipulation ／ Pinhao Song, Pengteng Li, Erwin Aertbelien 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
実環境に即した海上捜索救助ミッションに向けたUAV経路計画アルゴリズムの評価
海上捜索救助におけるUAVの経路計画フレームワークを構築し、米国沿岸警備隊が実務で用いる手法を含む複数の戦略を比較評価するとともに、計算負荷の高い高精度アルゴリズムと実環境向け軽量戦略のギャップを埋める新手法を提案した。
原題: Evaluating UAV Path Planning Algorithms for Realistic Maritime Search and Rescue Missions ／ Martin Messmer, Andreas Zell
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
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