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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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
強化学習と動作計画を組み合わせた試験管の並べ替えロボット
タスクレベルで強化学習により試験管の入れ替え順を決定し、動作レベルで把持・配置動作を計画する閉ループ型フレームワークを提案し、実機実験で頑健性を検証した。
原題: Robotic Test Tube Rearrangement Using Combined Reinforcement Learning and Motion Planning ／ Hao Chen, Weiwei Wan, Masaki Matsushita 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を用いたヒューマノイドの運動学的ベース状態推定
ヒューマノイドロボットSurena Vのベース位置・速度・姿勢と両足位置をSE_4(3)上で表現し、右不変拡張カルマンフィルタ(RIEKF)で推定する手法を提案。シミュレーションでクォータニオンEKFよりドリフト低減と収束高速化を確認。
原題: Kinematic Base State Estimation for Humanoid using Invariant Extended Kalman Filter ／ Amirhosein Vedadi, Aghil Yousefi-Koma, Masoud Shariat-Panahi 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
双腕マニピュレーションのための多指運動学モデル
物体の輪郭や重心が未知の状況で、強化学習を用いて指の配置と把持力を最適化し、双腕把持の成功率と精度を高めるフレームワークを提案した。
原題: The Multi-fingered Kinematic Model for Dual-arm Manipulation ／ Jingyi Li
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
混雑環境における通信効率の良いドローン群制御のための制御認識型軌道予測
EvolveGCNとKKT条件を組み込んだ学習により、限られた通信下でも各ドローンが隣接機の軌道を予測し、分散モデル予測制御を高精度に実行できる手法を提案した。
原題: Control-Aware Trajectory Predictions for Communication-Efficient Drone Swarm Coordination in Cluttered Environments ／ Longhao Yan, Jingyuan Zhou, Kaidi Yang
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
R×R: サンプリングベースのリセット分布と模倣事前学習による強化学習の高速探索
サンプリングベースの計画で状態空間を探索し、その構造を強化学習の初期化と模倣事前学習に利用することで、複雑な器用マニピュレーションを実機で実現した。
原題: R$\times$R: Rapid eXploration for Reinforcement Learning via Sampling-based Reset Distributions and Imitation Pre-training ／ Gagan Khandate, Tristan L. Saidi, Siqi Shang 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
大規模マルチエージェントチームの指揮・制御・監督のための拡張現実ユーザインタフェース
ARヘッドマウントディスプレイを用いて、50体以上の自律エージェントからなる大規模チームを、見通し内外を問わず指揮・制御・監督できるフレームワークAugREを拡張した研究。
原題: Augmented Reality User Interface for Command, Control, and Supervision of Large Multi-Agent Teams ／ Frank Regal, Chris Suarez, Fabian Parra 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
家族とロボットの相互作用に向けて：HRIにおける家族中心フレームワーク
家庭・教育・公共の場でロボットが家族と関わる実態を整理し、家族中心のHRI研究・設計フレームワークを提案したレビュー論文。
原題: Toward Family-Robot Interactions: A Family-Centered Framework in HRI ／ Bengisu Cagiltay, Bilge Mutlu
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/形状制御ロボティクス
点群深層学習による3D形状モーフィングの逆制御
形状モーフィングデバイスの形状を点群データで表現し、深層学習で制御入力へ逆写像するSMNetを提案。2D/3Dのアクチュエータアレイで目標形状の再現精度を大幅に向上させた。
原題: Harnessing Deep Learning of Point Clouds for Inverse Control of 3D Shape Morphing ／ Jue Wang, Dhirodaatto Sarkar, Jiaqi Suo 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
限られた通信下での動的ロボットサッカー環境におけるマルチエージェント協調
通信量が制限されたRoboCup SPL環境で、市場ベースのタスク割り当てに着想を得た分散協調システムを提案し、NAOロボットとシミュレータでタスク重複の削減を実証した。
原題: Multi-Agent Coordination for a Partially Observable and Dynamic Robot Soccer Environment with Limited Communication ／ Daniele Affinita, Flavio Volpi, Valerio Spagnoli 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
オープンワールドにおける関節物体の適応的モバイルマニピュレーション
実世界のドアやキャビネットなどの関節物体を操作するため、行動クローニングとオンライン学習を組み合わせた適応学習フレームワークと低コストなモバイルマニピュレーションシステムを開発し、成功率を50%から95%に向上させた。
原題: Adaptive Mobile Manipulation for Articulated Objects In the Open World ／ Haoyu Xiong, Russell Mendonca, Kenneth Shaw 他
日本語で読む → - 論文視覚オドメトリ画像認識
非ホロノミック地面車両におけるイベントベース視覚オドメトリ
アッカーマン操舵の非ホロノミック拘束を利用し、イベントカメラのみで車両の回転速度を高精度に推定する視覚オドメトリ手法を提案。
原題: Event-Based Visual Odometry on Non-Holonomic Ground Vehicles ／ Wanting Xu, Si'ao Zhang, Li Cui 他
日本語で読む → - 論文強化学習cs.NE
品質多様性と記述子条件付き強化学習の融合
MAP-Elitesに強化学習の俳優を生成モデルとして組み込み、多様な解を効率的に生成するDCRL-MAP-Elitesを提案し、その性能を実証的に分析した。
原題: Synergizing Quality-Diversity with Descriptor-Conditioned Reinforcement Learning ／ Maxence Faldor, Félix Chalumeau, Manon Flageat 他
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
下肢リハビリ用4自由度パラレルマニピュレータのメカトロ設計・実験・制御
下肢リハビリを目的に、2回転2並進の4自由度パラレルマニピュレータを設計・試作し、逆/順運動学や制御系を構築して追従精度を実験検証した。
原題: Mechatronic Design, Experimental Setup and Control Architecture Design of a Novel 4 DoF Parallel Manipulator ／ Marina Valles, Pedro Araujo-Gomez, Vicente Mata 他
日本語で読む → - 論文音響認識eess.AS
移動するヒューマノイドロボットのためのマイクロホンアレイ処理による到来方向推定
移動するヒューマノイドロボットに搭載したマイクロホンアレイの運動を考慮した信号モデルを提案し、運動補償と運動活用の2手法で到来方向推定精度を向上させた。
原題: Direction of Arrival Estimation Using Microphone Array Processing for Moving Humanoid Robots ／ Vladimir Tourbabin, Boaz Rafaely
日本語で読む → - 論文自動運転/模倣学習AI
SwapTransformer: OSHAデータセットを用いた模倣学習による高速道路追い越し戦術プランナーモデル
高速道路での車線変更・追い越し判断を模倣学習で学習するSwapTransformerを提案し、シミュレーションでMLPや自己注意ネットワークより優れることを示した。
原題: SwapTransformer: highway overtaking tactical planner model via imitation learning on OSHA dataset ／ Alireza Shamsoshoara, Safin B Salih, Pedram Aghazadeh
日本語で読む → - 論文適応光学/強化学習astro-ph.IM
適応光学制御のためのモデルベース強化学習の実験室検証
ESOのGHOSTテストベンチで、モデルベース強化学習（PO4AO）を適応光学制御に適用し、実験室環境で高い性能を実証した。
原題: Laboratory Experiments of Model-based Reinforcement Learning for Adaptive Optics Control ／ Jalo Nousiainen, Byron Engler, Markus Kasper 他
日本語で読む → - 論文3Dレイアウト復元画像認識
非中心パノラマからのアトランタスケールレイアウト復元
非中心パノラマ画像からニューラルネットワークと幾何処理を用いて室内環境のスケール付き3Dレイアウトを復元する手法を提案し、マンハッタン・アトランタ環境での精度を向上させた。
原題: Atlanta Scaled layouts from non-central panoramas ／ Bruno Berenguel-Baeta, Jesus Bermudez-Cameo, Jose J. Guerrero
日本語で読む → - 論文人ロボット協働ロボティクス
エンドユーザープログラミングと共有自律性による人とロボットの協働システム
産業作業を自動化する代わりに、ロボットが物理的負担を担い作業者が計画とフィードバックを提供する協働システムを開発し、航空機製造の研磨作業で実証した。
原題: A System for Human-Robot Teaming through End-User Programming and Shared Autonomy ／ Michael Hagenow, Emmanuel Senft, Robert Radwin 他
日本語で読む → - 論文安全強化学習機械学習
ニューラル常微分方程式による安定かつ安全な人間整合型強化学習
人間とロボットの動きをニューラルODEで予測し、制御バリア関数と制御リアプノフ関数をアクター・クリティックに統合することで、人間整合型タスクにおける安全性と安定性を両立させる強化学習手法を提案した。
原題: Stable and Safe Human-aligned Reinforcement Learning through Neural Ordinary Differential Equations ／ Liqun Zhao, Keyan Miao, Konstantinos Gatsis 他
日本語で読む → - 論文タスクプランニングロボティクス
FOONを用いた探索アルゴリズムによるタスクツリー検索
ロボットがキッチンアイテムから目標ノードへの手順を取得できるよう、FOON上でIDSとGBFSを用いてタスクツリーを検索する手法を比較した。
原題: Task tree retrieval from FOON using search algorithms ／ Amitha Attapu
日本語で読む → - 論文身体支援ロボティクスロボティクス
信頼性の高い身体支援のための関節空間参照多様体の学習
人型ロボットTalosが着座・起立支援を行う際に、人間の予測不能な力を考慮しつつ安定性を保つため、関節空間における1次元参照多様体を最適化で求める手法を提案した。
原題: Learning Joint Space Reference Manifold for Reliable Physical Assistance ／ Amirreza Razmjoo, Tilen Brecelj, Kristina Savevska 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ULTモデル：直立胴体で前方跳躍するための片脚統合運動テンプレートモデルに向けて
直立胴体の前方跳躍システムにおいて、既存のSLIPモデルに点足質量と脚アクチュエータを追加するだけで全ての運動サブ機能が実現でき、安定なリミットサイクルが得られることを示した。
原題: ULT-model: Towards a one-legged unified locomotion template model for forward hopping with an upright trunk ／ Dennis Ossadnik, Elisabeth Jensen, Sami Haddadin
日本語で読む → - 論文3D再構成ロボティクス
3QFP: 三平面四分木とフーリエ特徴位置エンコーディングによる効率的なニューラル暗黙的表面再構成
三平面四分木とフーリエ特徴位置エンコーディングを組み合わせ、少ないメモリで滑らかな暗黙的表面再構成を実現する手法を提案。
原題: 3QFP: Efficient neural implicit surface reconstruction using Tri-Quadtrees and Fourier feature Positional encoding ／ Shuo Sun, Malcolm Mielle, Achim J. Lilienthal 他
日本語で読む → - 論文方策最適化math.OC
制約生成方策最適化（CGPO）：混合離散連続MDPにおける方策最適化のための非線形計画法
混合離散連続MDPにおいて、解釈可能な方策クラスを対象に、最悪ケース軌道を敵対的に生成しながら非線形計画で方策を最適化する枠組みを提案した論文。
原題: Constraint-Generation Policy Optimization (CGPO): Nonlinear Programming for Policy Optimization in Mixed Discrete-Continuous MDPs ／ Michael Gimelfarb, Ayal Taitler, Scott Sanner
日本語で読む → - 論文ソフトアクチュエータロボティクス
交流駆動直列弾性電気油圧アクチュエータによる安定かつ滑らかな変位出力
直流電圧下で変位が低下する電気油圧アクチュエータの問題を、交流駆動と直列弾性要素およびフィードバック制御で解決し、安定で滑らかな変位を実現した。
原題: AC-Driven Series Elastic Electrohydraulic Actuator for Stable and Smooth Displacement Output ／ Quan Xiong, Xuanyi Zhou, Dannuo Li 他
日本語で読む → - 論文モデル予測制御ロボティクス
バイアス付きMPPI：補助コントローラを融合したサンプリングベースモデル予測制御
サンプリングベースMPCの一種であるMPPIにおいて、任意のサンプリング分布を許容し、古典的および学習ベースの補助コントローラを同時に融合する重要度サンプリング手法を提案し、効率・ロバスト性・収束性を向上させた。
原題: Biased-MPPI: Informing Sampling-Based Model Predictive Control by Fusing Ancillary Controllers ／ Elia Trevisan, Javier Alonso-Mora
日本語で読む → - 論文非線形振動・ロボティクスロボティクス
回転幾何学的非線形性を有する双翅目飛行ロボットシステムの非線形振動
双翅目昆虫のクリック機構を模した非線形飛行ロボットを提案し、多重安定性やカオス的振動を解析するとともに、試作機による実験で検証した。
原題: Nonlinear vibration of a dipteran flight robot system with rotational geometric nonlinearity ／ Yanwei Han, Zijian Zhang
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
起伏地形におけるマルチUAV探索のためのモデル予測高度・速度制御
起伏のある地形でのマルチUAV探索において、2次元エルゴディック探索とモデル予測制御を組み合わせ、高度と速度を最適化することで探索効率を高める手法を提案した。
原題: Model predictive altitude and velocity control in ergodic potential field directed multi-UAV search ／ Luka Lanča, Karlo Jakac, Stefan Ivić
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
Multi-FLEX: マルチロボット応用のための反応的動作計画を可能にする自動タスクシーケンス実行フレームワーク
産業用マルチロボット向けに、タスク計画と反応的動作計画を統合し、衝突回避とタスク制約を両立させるフレームワークを提案。2台の6自由度ロボットによるバリ取り作業で有効性を示した。
原題: Multi-FLEX: An Automatic Task Sequence Execution Framework to Enable Reactive Motion Planning for Multi-Robot Applications ／ Gaurav Misra, Akihiro Suzumura, Andres Rodriguez Campo 他
日本語で読む → - 論文3Dマッピングロボティクス
N³-Mapping: 法線誘導型ニューラル非射影符号付距離場による大規模3Dマッピング
距離データの射影距離ではなく、表面法線に沿ってサンプリングした非射影距離を教師信号として用いることで、近似誤差を抑えた高精度な大規模3Dマッピングを実現した。
原題: N$^{3}$-Mapping: Normal Guided Neural Non-Projective Signed Distance Fields for Large-scale 3D Mapping ／ Shuangfu Song, Junqiao Zhao, Kai Huang 他
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