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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 →- 論文遠隔操作ロボティクス
共有制御が遠隔操作の軌道追従における認知負荷と信頼に与える影響
遠隔操作ロボットの自律性のレベルが操作者の認知負荷と信頼に与える影響を調査し、両者が独立して作用することを明らかにした。
原題: Effects of Shared Control on Cognitive Load and Trust in Teleoperated Trajectory Tracking ／ Jiahe Pan, Jonathan Eden, Denny Oetomo 他
日本語で読む → - 論文測位・キャリブレーションeess.SP
複数の超音波ローカル測位システムの同時キャリブレーションとナビゲーション（SCAN）
移動ロボットが移動しながら複数の超音波測位システムのビーコン位置を推定し、自己位置推定と地図校正を同時に行うアルゴリズムを提案した。
原題: Simultaneous Calibration and Navigation (SCAN) of Multiple Ultrasonic Local Positioning Systems ／ David Gualda, Jesus Urena, Juan C. Garcia 他
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 → - 論文強化学習機械学習
オフラインActor-Critic強化学習の大規模モデルへのスケーリング
オフラインActor-Critic強化学習がTransformerなどの大規模モデルにスケールし、132の連続制御タスクで行動クローニングを上回ることを示した研究。
原題: Offline Actor-Critic Reinforcement Learning Scales to Large Models ／ Jost Tobias Springenberg, Abbas Abdolmaleki, Jingwei Zhang 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
低観測性環境における海底マッピングのためのレーザー・車両間外部キャリブレーション
海底マッピング用レーザーラインスキャナの車両に対する3D姿勢を、自然特徴を用いて推定する3つの新アルゴリズムを提案し、低観測性に対処する正則化を導入した。
原題: Laser-to-Vehicle Extrinsic Calibration in Low-Observability Scenarios for Subsea Mapping ／ Thomas Hitchcox, James Richard Forbes
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 → - 論文姿勢推定画像認識
カルマンフィルタ制約を用いた4次元変形パーツモデルによる姿勢推定
4次元変形パーツモデルにカルマンフィルタを組み合わせることで、姿勢推定精度が向上することを示した研究。
原題: 4-Dimensional deformation part model for pose estimation using Kalman filter constraints ／ Enrique Martinez-Berti, Antonio-Jose Sanchez-Salmeron, Carlos Ricolfe-Viala
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 → - 論文衝突検出ロボティクス
高速衝突検出のためのニューラル陰的スイープボリュームモデル
ロボットの任意の運動を開始・目標姿勢でパラメータ化し、ニューラル陰的スイープボリュームとして連続的に表現することで、深層学習による高速な符号付き距離計算と幾何学的衝突検査の精度保証を組み合わせ、衝突検出を高速化する手法を提案した。
原題: Neural Implicit Swept Volume Models for Fast Collision Detection ／ Dominik Joho, Jonas Schwinn, Kirill Safronov
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 → - 論文自動運転シャトルロボティクス
高齢者・障害者向け自動運転シャトルの運用：脆弱な利用者のための教訓と経験
高齢者や障害者を対象とした自動運転シャトルの13週間の実証実験を通じて、利用者の安全とアクセシビリティに関する課題を明らかにし、教育機会の拡充や包括的設計、オペレーター訓練の改善策を提案した。
原題: Autonomous Shuttle Operation for Vulnerable Populations: Lessons and Experiences ／ Ren Zhong, Zhaofeng Tian, Jinghui Liao 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 → - 論文ナビゲーションロボティクス
オフロード環境におけるUGVのリスク認識型プランニングフレームワーク
オフロード環境で走行する無人地面車両(UGV)のための、リスク評価を統合したグローバル・ローカルプランニング手法を提案し、シミュレーションと実機で有効性を検証した論文。
原題: A Risk-aware Planning Framework of UGVs in Off-Road Environment ／ Junkai Jiang, Zhenhua Hu, Zihan Xie 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/流体構造連成physics.flu-dyn
非同期並列強化学習による鰭条制御の推進性能最適化
流体構造連成環境で鰭条の複雑な制御戦略を獲得するため、非同期並列訓練戦略を備えたオフポリシー深層強化学習を提案し、推進性能を最適化した。
原題: Asynchronous Parallel Reinforcement Learning for Optimizing Propulsive Performance in Fin Ray Control ／ Xin-Yang Liu, Dariush Bodaghi, Qian Xue 他
日本語で読む → - 論文オフライン強化学習機械学習
決定木回帰によるオフライン強化学習の解法
オフライン強化学習を回帰問題として捉え、決定木を用いた2つの手法（RCDTPとRWDTP）を提案。学習と推論が高速で、既存手法と同等以上の性能を達成。
原題: Solving Offline Reinforcement Learning with Decision Tree Regression ／ Prajwal Koirala, Cody Fleming
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
REValueD: 分解可能なマルコフ決定過程のための正則化アンサンブル価値分解
高次元離散行動空間での強化学習において、価値分解の過大評価バイアスとターゲット分散の増大をアンサンブルと正則化損失で解決する手法を提案し、DeepMind Control Suiteで有効性を示した。
原題: REValueD: Regularised Ensemble Value-Decomposition for Factorisable Markov Decision Processes ／ David Ireland, Giovanni Montana
日本語で読む → - 論文進化戦略機械学習
高次元オンライン最適化のための不変情報幾何手法
進化戦略に完全な不変性と情報幾何を導入したInvIGOフレームワークを構築し、多次元ガウス分布に適用したSynCMAを提案。高次元タスクでベイズ最適化に匹敵するサンプル効率を実現。
原題: An Invariant Information Geometric Method for High-Dimensional Online Optimization ／ Zhengfei Zhang, Yunyue Wei, Yanan Sui
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
安全保証付きクアッドロータ安定化：普遍公式アプローチ
Sontagの普遍公式を応用し、CLFとCBFを組み合わせた解析的な制御則で、最適化計算なしに障害物回避と目標到達を両立するクアッドロータの安全安定化手法を提案した。
原題: Quadrotor Stabilization with Safety Guarantees: A Universal Formula Approach ／ Ming Li, Zhiyong Sun, Siep Weiland
日本語で読む → - 論文自動運転セキュリティcs.CR
予測器のハッキングは車のハッキング：感度分析による自動運転セキュリティのための軌道予測脆弱性の特定
軌道予測モデルTrajectron++とAgentFormerの感度分析を行い、最新の位置・速度状態への摂動が支配的である一方、画像マップへのFGSM摂動が予測誤差を大きく増大させ、下流の計画・制御に急停車を引き起こすことを示した。
原題: Hacking Predictors Means Hacking Cars: Using Sensitivity Analysis to Identify Trajectory Prediction Vulnerabilities for Autonomous Driving Security ／ Marsalis Gibson, David Babazadeh, Claire Tomlin 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
非剛体マルチパースペクティブカメラの相対姿勢推定：静的ケース
重力の影響を考慮し、変形可能なマルチカメラリグの相対姿勢を推定する問題に取り組み、変形モデルの潜在パラメータ（重力ベクトル）が観測可能であることを示した。
原題: Relative Pose for Nonrigid Multi-Perspective Cameras: The Static Case ／ Min Li, Jiaqi Yang, Laurent Kneip
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
後退ステップ経験再生を用いたソフトヘビロボットのモデルフリー強化学習
後退遷移を利用した経験再生手法BERを提案し、ソフトヘビロボットの移動・ナビゲーションで従来法より48%高速な目標到達を実現した。
原題: Back-stepping Experience Replay with Application to Model-free Reinforcement Learning for a Soft Snake Robot ／ Xinda Qi, Dong Chen, Zhaojian Li 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
俊敏かつ安全：衝突回避を両立する高速脚式ロコモーションの学習
四足ロボットが障害物を避けつつ高速で走行できるよう、俊敏ポリシーと復帰ポリシーを到達回避価値ネットワークで切り替える学習制御フレームワークを提案し、実機で屋内・屋外の静的・動的障害物環境での高速衝突回避ナビゲーションを実現した。
原題: Agile But Safe: Learning Collision-Free High-Speed Legged Locomotion ／ Tairan He, Chong Zhang, Wenli Xiao 他
日本語で読む → - 論文触覚HCI
足圧分布による人体姿勢・関節角度の推定：足の形態計算
足裏の圧力分布のみから、足首・膝・股関節の角度や上半身の姿勢を推定する手法を提案し、足の形態が計算を担うことを検証した。
原題: Estimation of posture and joint angle of human body using foot pressure distribution: Morphological computation with human foot ／ Yo Kobayashi, Yasutaka Nakashima
日本語で読む → - 論文認知ロボティクスロボティクス
CognitiveOS：あらゆるロボットに生成AIを付与する大規模マルチモーダルモデルベースのシステム
多様なロボットに適用可能な認知ロボット向けOSを提案。トランスフォーマーベースのモジュールを内部モノローグで連携させ、適応性と拡張性を実現し、推論タスクで高い性能を示した。
原題: CognitiveOS: Large Multimodal Model based System to Endow Any Type of Robot with Generative AI ／ Artem Lykov, Mikhail Konenkov, Koffivi Fidèle Gbagbe 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ベリー収穫用ロボットグリッパーの人手による評価
ベリー収穫用に硬質素材と軟質素材の2種類の空気圧駆動グリッパーを製作し、ハンドル機構で人が直接操作できる評価手法と人工ブッシュを開発して性能を比較した。
原題: Human evaluation of robotic grippers for berry picking ／ Laura Alvarez-Hidalgo, Ian S. Howard
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
DexTouch: 触覚で物体を探り操作する器用なマニピュレーション
視覚に頼らず触覚のみで暗所のランダムな物体を探索・操作する多指ロボットシステムを提案し、シミュレーションでの強化学習を実機に転移して触覚の重要性を示した。
原題: DexTouch: Learning to Seek and Manipulate Objects with Tactile Dexterity ／ Kang-Won Lee, Yuzhe Qin, Xiaolong Wang 他
日本語で読む → - 論文制御/ゲーム理論機械学習
パラメトリック一般和微分ゲームを解くためのポントリャーギン・ニューラルオペレータ
状態制約を含む一般和微分ゲームの値関数と方策を、ポントリャーギン型ニューラルオペレータとコ状態損失で学習し、パラメータ空間全体で汎化可能な安全性能を実現した研究。
原題: Pontryagin Neural Operator for Solving Parametric General-Sum Differential Games ／ Lei Zhang, Mukesh Ghimire, Zhe Xu 他
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