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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: 2024/1/1 ／ 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SLAMロボティクス
Kimera2: 実世界で堅牢かつ高精度なメトリック・セマンティックSLAM
オープンソースのメトリック・セマンティック視覚慣性SLAMライブラリKimeraを改良し、特徴追跡やキーフレーム選択、多様な入力対応、外れ値除去を強化して各種ロボットで評価した。
原題: Kimera2: Robust and Accurate Metric-Semantic SLAM in the Real World ／ Marcus Abate, Yun Chang, Nathan Hughes 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
前処理ベースの運動力学プランニングによるロボットマニピュレータでの飛翔体迎撃
ロボットアームで飛んでくる物体を迎撃するため、滑らかな軌道をオフラインで前処理し、オンラインでリアルタイムに衝突回避しながら迎撃する運動力学プランニング手法を提案し、実機で78%の成功率を達成した。
原題: Preprocessing-based Kinodynamic Motion Planning Framework for Intercepting Projectiles using a Robot Manipulator ／ Ramkumar Natarajan, Hanlan Yang, Qintong Xie 他
日本語で読む → - 論文空中マニピュレーションロボティクス
ロボット間トーチリレー用空中マニピュレータ：システム設計と制御手法
北京2022冬季オリンピックのロボット間トーチリレーに向けて、クアッドロータと3自由度マニピュレータ、単眼カメラからなる空中マニピュレータを設計し、氷雪環境で視覚誘導によるトーチ受け渡しを実現した。
原題: An Aerial Manipulator for Robot-to-robot Torch Relay Task: System Design and Control Scheme ／ Guangyu Zhang, Yuqing He, Liying Yang 他
日本語で読む → - 論文タスクプランニングロボティクス
大規模言語モデルが生成するロボット計画の木を統合して信頼性を向上させる手法
LLMが生成した複数のタスク計画を木構造として統合し、疑わしい経路を除去して最適な計画を抽出することで、ロボットタスク計画の精度と実行効率を高める手法を提案した。
原題: Consolidating Trees of Robotic Plans Generated Using Large Language Models to Improve Reliability ／ Md Sadman Sakib, Yu Sun
日本語で読む → - 論文パラレルマニピュレータロボティクス
アクチュエータ力最小化による特異点回避を目的とした2T2R運動パラレルキネマティックマニピュレータの再構成
膝の診断・リハビリ用4自由度パラレルマニピュレータの特異点を避けるため、アクチュエータ力最小化に基づく再構成手法を提案し、プロトタイプで検証した。
原題: Reconfiguration of a parallel kinematic manipulator with 2T2R motions for avoiding singularities through minimizing actuator forces ／ Francisco Valero, Miguel Diaz-Rodriguez, Marina Valles 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
VoroNav: 大規模言語モデルを用いたボロノイベースのゼロショット物体ナビゲーション
リアルタイム構築したセマンティックマップから縮約ボロノイグラフで探索経路を抽出し、経路と遠景の記述をLLMに与えて常識推論でウェイポイントを決定するゼロショット物体ナビゲーション手法を提案。
原題: VoroNav: Voronoi-based Zero-shot Object Navigation with Large Language Model ／ Pengying Wu, Yao Mu, Bingxian Wu 他
日本語で読む → - 論文水中ロボティクスロボティクス
側方走査ソナー画像からの沈没船セグメンテーションのための機械学習：データセットとベンチマーク
自律水中探査機で収集した側方走査ソナー画像に海洋考古学者がラベル付けした28隻の沈没船データセットを構築し、最新のセグメンテーション手法を比較評価した。
原題: Machine Learning for Shipwreck Segmentation from Side Scan Sonar Imagery: Dataset and Benchmark ／ Advaith V. Sethuraman, Anja Sheppard, Onur Bagoren 他
日本語で読む → - 論文把持認識ロボティクス
劣駆動ロボットハンドによる運動感覚に基づく把持物体認識
触覚センサを持たない劣駆動ハンドで、把持中のアクチュエータ位置とトルクの時系列から物体を約95%の精度で認識できることを示した。
原題: Kinesthetic-based In-Hand Object Recognition with an Underactuated Robotic Hand ／ Julius Arolovitch, Osher Azulay, Avishai Sintov
日本語で読む → - 論文可変剛性アクチュエータロボティクス
エネルギー効率の良い可変剛性アクチュエータのための新しい剛性変調機構
ロボットの環境相互作用応用に向けて、無限範囲の剛性を高速に変調できる新しい機構を提案した論文。
原題: AMC'24 "A Novel Stiffness Modulation Mechanism for Energy Efficient Variable Stiffness Actuators" ／ Sariyildiz Emre
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
時系列マニピュレーションタスクにおける深層強化学習の帰納バイアスとしての時間インデックス付け
マニピュレーションタスクで多様なスキルを学習するため、固定時間ごとに異なる行動ヘッドを順次実行するポリシー構造を提案し、Metaworldで標準手法を上回る性能を示した。
原題: On Time-Indexing as Inductive Bias in Deep RL for Sequential Manipulation Tasks ／ M. Nomaan Qureshi, Ben Eisner, David Held
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
3D Slicerと動的シミュレータの統合による状況認識型ロボット手術
医療画像プラットフォーム3D Slicerと物理シミュレータAMBFを連携させ、ロボット手術のデジタルツインをリアルタイム同期できるオープンソースツールセットを開発した。
原題: Integrating 3D Slicer with a Dynamic Simulator for Situational Aware Robotic Interventions ／ Manish Sahu, Hisashi Ishida, Laura Connolly 他
日本語で読む → - 論文占有マップロボティクス
遷移グリッドマップ：静的・動的占有の同時モデリング
センサデータから環境の静的部分と動的部分を同時に推定するベイズネットワークベースの確率的枠組みを提案し、効率的な解析解である遷移グリッドマップを導出した。実データでSLAM改善にも寄与することを示した。
原題: Transitional Grid Maps: Joint Modeling of Static and Dynamic Occupancy ／ José Manuel Gaspar Sánchez, Leonard Bruns, Jana Tumova 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
プリント・アンド・グリップ：使い捨て可能で柔軟、拡張性のあるワンショット3Dプリント多指ロボットハンド
腱駆動のアンダーアクチュエーテッド機構をワンショット3Dプリントで作製し、組み立て不要で指の数やサイズを自由に変更できる使い捨て可能なロボットハンドを提案した。
原題: Print-N-Grip: A Disposable, Compliant, Scalable and One-Shot 3D-Printed Multi-Fingered Robotic Hand ／ Alon Laron, Eran Sne, Yaron Perets 他
日本語で読む → - 論文人間とロボットの相互作用ロボティクス
人間とロボットの相互作用における大規模言語モデルの心の理論能力：幻想か？
ロボットの行動を人間がどう知覚するかをLLMに推測させる「知覚行動認識」タスクを設定し、人間被験者実験と比較してLLMの心の理論能力を検証した。
原題: Theory of Mind abilities of Large Language Models in Human-Robot Interaction : An Illusion? ／ Mudit Verma, Siddhant Bhambri, Subbarao Kambhampati
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
可変制御レートを用いた実機展開可能な強化学習
強化学習の制御周期を固定せず、必要なときだけ行動する可変制御レートの枠組みを提案し、Soft Actor-Criticを拡張したSEACアルゴリズムで有効性を示した。
原題: Deployable Reinforcement Learning with Variable Control Rate ／ Dong Wang, Giovanni Beltrame
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
氷衛星表面シミュレーションとステレオ深度推定によるサンプリング自律化
氷衛星の着陸機サンプリング自律化に向け、多様なステレオデータセットを生成するGUISSフレームワークを提案し、従来手法と深層学習によるステレオマッチングの深度推定性能を評価した。
原題: Icy Moon Surface Simulation and Stereo Depth Estimation for Sampling Autonomy ／ Ramchander Bhaskara, Georgios Georgakis, Jeremy Nash 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ExTraCT: 言語入力による説明可能な軌道修正
大規模言語モデルと軌道変形関数を組み合わせ、自然言語による指示からロボットの軌道を修正するモジュール型フレームワークを提案。未見の軌道や物体配置にも汎化し、操作・食事支援タスクで有効性を示した。
原題: ExTraCT -- Explainable Trajectory Corrections from language inputs using Textual description of features ／ J-Anne Yow, Neha Priyadarshini Garg, Manoj Ramanathan 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
PALoc: 事前地図支援による6自由度軌道生成と不確かさ推定でSLAMベンチマークを進化させる
事前地図を活用してSLAM評価用の高精度な6自由度正解軌道を生成するフレームワークを提案し、退化・静止環境でのロバスト性と不確かさ推定を改善した。
原題: PALoc: Advancing SLAM Benchmarking with Prior-Assisted 6-DoF Trajectory Generation and Uncertainty Estimation ／ Xiangcheng Hu, Linwei Zheng, Jin Wu 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
HRI研究の産業移転性：可能性と課題
ヒューマンロボットインタラクション（HRI）研究の産業応用・社会実装に向けた移転性について、貢献の種類ごとの可能性と、人材・産業主導研究・標準化などの課題を整理し、解決策を提案した論文。
原題: Transferability of HRI Research: Potential and Challenges ／ Wafa Johal
日本語で読む → - 論文社会的ナビゲーションロボティクス
社会的ロボットナビゲーションのためのマルチエージェント動的関係推論
エージェント間のペア関係に加え、複数ノードを適応的に結ぶハイパーエッジを教師なしで推論し、動的に変化する関係グラフとハイパーグラフを構築することで、マルチエージェント軌道予測と社会的ロボットナビゲーションを高精度化した研究。
原題: Multi-Agent Dynamic Relational Reasoning for Social Robot Navigation ／ Jiachen Li, Chuanbo Hua, Jianpeng Yao 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
GCBF+：分散型安全マルチエージェント制御のためのニューラルグラフ制御バリア関数フレームワーク
グラフ制御バリア関数（GCBF）を提案し、グラフニューラルネットワークでパラメータ化することで、大規模なマルチエージェントシステムの分散型安全制御を実現するフレームワークGCBF+を開発した。ドローン群での実機実験により有効性を示した。
原題: GCBF+: A Neural Graph Control Barrier Function Framework for Distributed Safe Multi-Agent Control ／ Songyuan Zhang, Oswin So, Kunal Garg 他
日本語で読む → - 論文聴覚eess.AS
ヒューマノイドロボットの聴覚のためのマイクロホンアレイ構成最適化の理論的枠組み
ヒューマノイドロボットの聴覚におけるマイクロホンアレイ設計のための新しい品質指標を提案し、ビームフォーミングのロバスト性や音源方向推定精度との理論的関係を示した上で、その有効性を数値的に検証した。
原題: Theoretical Framework for the Optimization of Microphone Array Configuration for Humanoid Robot Audition ／ Vladimir Tourbabin, Boaz Rafaely
日本語で読む → - 論文動物フレンドリーロボットロボティクス
動物に優しいロボット芝刈り機「ハッピーヘッジホッグ」プロジェクト
ハリネズミを認識して作業を中断する動物に優しいロボット芝刈り機のプロトタイプを開発し、そのナビゲーションと機械学習による画像・熱認識を検証した。
原題: The HAPPY HEDGEHOG Project ／ Oliver Bendel, Emanuel Graf, Kevin Bollier
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
RoboCup 2023 ヒューマノイド大人サイズ優勝チーム NimbRo：NimbRoNet3 視覚認識と波形インフォークキックによる応答的歩行
RoboCup 2023 ヒューマノイド大人サイズリーグで優勝した NimbRo チームのシステム改良（視覚認識モデル NimbRoNet3、融合角フィードバックと COM-ZMP 制御による歩行安定化、波形を用いたパラメトリックな歩行中キック）を報告した論文。
原題: RoboCup 2023 Humanoid AdultSize Winner NimbRo: NimbRoNet3 Visual Perception and Responsive Gait with Waveform In-walk Kicks ／ Dmytro Pavlichenko, Grzegorz Ficht, Angel Villar-Corrales 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
iPolicy: フィードバック運動計画のための漸進的方策アルゴリズム
サンプリングと集合値最適制御を組み合わせ、ロボットの運動計画とフィードバック制御器設計を同時に解く漸進的方策アルゴリズムを提案。
原題: iPolicy: Incremental Policy Algorithms for Feedback Motion Planning ／ Guoxiang Zhao, Devesh K. Jha, Yebin Wang 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
AutoRT: ロボットエージェントの大規模オーケストレーションのための身体性基盤モデル
視覚言語モデルと大規模言語モデルを活用し、多様なロボット群に指示を生成して実世界データを大規模収集するシステムAutoRTを提案。
原題: AutoRT: Embodied Foundation Models for Large Scale Orchestration of Robotic Agents ／ Michael Ahn, Debidatta Dwibedi, Chelsea Finn 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
吸引カテーテルと血栓の接触を真空振動で検出する血管内センシング
吸引カテーテル内の真空圧を振動的に加えて計測し、SVMで血栓との接触を99.67%の精度で検出する手法を提案し、ユーザ研究で従来法より接触認識が改善することを示した。
原題: Endovascular Detection of Catheter-Thrombus Contact by Vacuum Excitation ／ Jared Lawson, Madison Veliky, Colette P. Abah 他
日本語で読む → - 論文位置認識ロボティクス
Open-RadVLAD: 高速で堅牢なレーダー位置認識
レーダースキャンを極座標表現と1次元フーリエ変換、VLAD集約で符号化し、都市走行における位置認識を高速かつノイズに強く行う手法を提案。
原題: Open-RadVLAD: Fast and Robust Radar Place Recognition ／ Matthew Gadd, Paul Newman
日本語で読む → - 論文LiDARオドメトリロボティクス
ボクセルベースLiDARスキャンマッチングにおける視点誤差の特性評価
LiDARスキャンマッチングの精度を制限する視点誤差を、円柱と二面コーナーについて解析的にモデル化し、車両移動に伴う誤差の蓄積を分析した。
原題: Characterizing Perspective Error in Voxel-Based Lidar Scan Matching ／ Jason Rife, Matthew McDermott
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
走行軌跡データを用いた自動運転システム安全指標の評価
記録された車両軌跡データを活用し、衝突回避不能な状況を基準として、TTCやPCM、MPrISMなどのリアルタイム安全指標を公平に比較評価する枠組みを提案した。
原題: Evaluation of automated driving system safety metrics with logged vehicle trajectory data ／ Xintao Yan, Shuo Feng, David J. LeBlanc 他
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