論文
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 →- 論文強化学習AI
強化学習のための最小で再利用可能な因果状態抽象化の構築
強化学習において、各タスクに必要な変数のみを保持する因果的な状態抽象化を学習する手法CBMを提案し、サンプル効率と汎化性能を向上させた。
原題: Building Minimal and Reusable Causal State Abstractions for Reinforcement Learning ／ Zizhao Wang, Caroline Wang, Xuesu Xiao 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 → - 論文群制御ロボティクス
ターゲットがエージェント数を上回る状況での分散型マルチエージェント能動探索・追跡
エージェント数よりターゲットが多い状況で、非同期通信下でも動作する分散型マルチエージェント探索・追跡アルゴリズムDecSTERを提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Decentralized Multi-Agent Active Search and Tracking when Targets Outnumber Agents ／ Arundhati Banerjee, Jeff Schneider
日本語で読む → - 論文システム同定ロボティクス
ハンズオンロボットシステムにおける仮想拘束を用いた動的パラメータ同定のための励起軌道最適化
自己衝突回避を考慮しつつ、URDFとRNEAの記号実装によりロボットの励起軌道を効率的に最適化し、動的パラメータ同定を行う手法を提案。手術文脈での物理的ヒューマンロボットインタラクション実験で作業負荷を30.1%削減した。
原題: Excitation Trajectory Optimization for Dynamic Parameter Identification Using Virtual Constraints in Hands-on Robotic System ／ Huanyu Tian, Martin Huber, Christopher E. Mower 他
日本語で読む → - 論文安全制御制御
不確かさ推定を用いたロバスト制御バリア関数と移動ロボットへの応用
不確かさ推定器と制御バリア関数を組み合わせ、外乱がある非線形システムでも安全性を厳密に保証するロバスト制御手法を提案し、移動ロボットで実証した。
原題: Robust Control Barrier Functions using Uncertainty Estimation with Application to Mobile Robots ／ Ersin Das, Joel W. Burdick
日本語で読む → - 論文階層強化学習機械学習
目標表現における空間的・時間的抽象化の統合
階層強化学習において、空間的抽象化と時間的抽象化を異なる階層レベルで組み合わせた3層アルゴリズムを提案し、複雑な連続制御タスクで有効性を示した論文。
原題: Reconciling Spatial and Temporal Abstractions for Goal Representation ／ Mehdi Zadem, Sergio Mover, Sao Mai Nguyen
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
力覚フィードバックによる多指機能把持の適応的動作計画
深層強化学習と関節トルクのリアルタイムフィードバックを組み合わせ、多指ハンドが物体位置に応じて把持姿勢を適応的に調整する動作計画手法を提案した。
原題: Adaptive Motion Planning for Multi-fingered Functional Grasp via Force Feedback ／ Dongying Tian, Xiangbo Lin, Yi Sun
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
アプローチヒートマップを用いた機能的な固有把持
多指ハンドロボットが、スプレーやドリルなどの道具のボタンやトリガーを操作できるよう、アプローチヒートマップと固有把持を組み合わせて機能的把持を実現する枠組みを提案した。
原題: Functional Eigen-Grasping Using Approach Heatmaps ／ Malek Aburub, Kazuki Higashi, Weiwei Wan 他
日本語で読む → - 論文プラトーン制御制御
混合自律プラトーン制御におけるパラメータプライバシー保護戦略
混合自律プラトーン制御において、人間運転車両の追従パラメータをプライバシーフィルタで保護しつつ制御性能を維持する手法を提案した論文。
原題: A Parameter Privacy-Preserving Strategy for Mixed-Autonomy Platoon Control ／ 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
BoundMPC: 関節空間モデル予測制御に基づく誤差境界付きデカルト経路追従
ロボットマニピュレータの関節空間でモデル予測制御を行い、デカルト空間の経路を誤差境界内で追従する手法を提案し、7自由度ロボットで実証した。
原題: BoundMPC: Cartesian path following with error bounds based on model predictive control in the joint space ／ Thies Oelerich, Florian Beck, Christian Hartl-Nesic 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
縦横アーチを備えたソフトロボット適応足の性能評価
人間の足のように前後・左右両方向に地面へ適応するソフトロボット足を開発し、障害物踏破性能を実験的に評価した。
原題: Investigating the Performance of Soft Robotic Adaptive Feet with Longitudinal and Transverse Arches ／ Anna Pace, Giorgio Grioli, Alice Ghezzi 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
物理情報を活用した分散マルチロボット強化学習
ポート・ハミルトン構造と自己注意機構を組み合わせた分散制御ポリシーを強化学習で獲得し、スケーラブルなマルチロボット協調を実現した。
原題: Physics-Informed Multi-Agent Reinforcement Learning for Distributed Multi-Robot Problems ／ Eduardo Sebastian, Thai Duong, Nikolay Atanasov 他
日本語で読む → - 論文視覚オドメトリ画像認識
単眼視覚オドメトリのための運動一貫性損失と注意機構に基づく深層学習
連続する重複動画クリップに現れる繰り返し運動を利用した運動一貫性損失を導入し、KITTIオドメトリベンチマークでモデル性能を向上させた。
原題: Motion Consistency Loss for Monocular Visual Odometry with Attention-Based Deep Learning ／ André O. Françani, Marcos R. O. A. Maximo
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
生成的スキル連鎖：拡散モデルによる長期的スキル計画
スキルごとの拡散モデルを並列にサンプリングして組み合わせ、未知の長期的操作タスクを効率的に計画する手法を提案。
原題: Generative Skill Chaining: Long-Horizon Skill Planning with Diffusion Models ／ Utkarsh A. Mishra, Shangjie Xue, Yongxin Chen 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
複雑環境における自律ナビゲーション
CNNとDNNを融合した制御器を模倣学習で訓練し、LiDARとカメラを用いて地下洞窟内で目標を探索する自律エージェントのナビゲーション性能をモンテカルロ法で評価した。
原題: Autonomous Navigation in Complex Environments ／ Andrew Gerstenslager, Jomol Lewis, Liam McKenna 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
MResT: 視覚言語モデルを用いたマルチ解像度センシングによるリアルタイム制御
異なる空間・時間解像度のセンシングを組み合わせ、視覚言語モデルで言語条件付き多タスク方策を学習し、精密・動的な操作タスクのリアルタイム制御性能を向上させた研究。
原題: MResT: Multi-Resolution Sensing for Real-Time Control with Vision-Language Models ／ Saumya Saxena, Mohit Sharma, Oliver Kroemer
日本語で読む → - 論文超音波センシングHCI
超音波画像を用いた手首関節角度の連続推定
超音波画像からオプティカルフローで特徴点を抽出し、多変量線形回帰で手首関節角度を連続推定する手法を提案し、高精度（RMSE 1.82度）を達成した。
原題: Estimating continuous data of wrist joint angles using ultrasound images ／ Yo Kobayashi, Yoshihiro Katagi
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 → - 論文マイクロロボットロボティクス
生体医療応用に向けた形状プログラマブル適応型マルチマテリアルマイクロロボット
環境に応じて形状を変える適応型マイクロロボットを開発し、実験・有限要素解析・動的モデリングを組み合わせて遊泳挙動を予測可能にし、標的物体搬送と細胞毒性試験で生体応用の可能性を示した。
原題: Shape-programmable Adaptive Multi-material Microrobots for Biomedical Applications ／ Liyuan Tan, Yang Yang, Li Fang 他
日本語で読む → - 論文解釈性画像認識
動画Transformerの概念発見による解釈
動画Transformerの意思決定を時空間概念で自動的に解釈する初のアルゴリズムVTCDを提案し、教師あり・自己教師ありモデルに共通する普遍的メカニズムを発見した。
原題: Understanding Video Transformers via Universal Concept Discovery ／ Matthew Kowal, Achal Dave, Rares Ambrus 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
LLM搭載型ヒューマンロボットインタラクションの理解
LLMを搭載したソーシャルロボットとテキスト・音声エージェントを比較するユーザー研究(n=32)を行い、ロボットにおけるLLM活用の設計要件を明らかにした。
原題: Understanding Large-Language Model (LLM)-powered Human-Robot Interaction ／ Callie Y. Kim, Christine P. Lee, Bilge Mutlu
日本語で読む → - 論文支援ロボット/視線操作ロボティクス
視線で直感的に操作できる支援ロボットのための没入型GUI
視線で操作できる新しいGUIをロボットに応用し、3自由度アームでのピックアンドプレースを21名が実施、高い操作性と低負荷を確認した。
原題: Diegetic Graphical User Interfaces and Intuitive Control of Assistive Robots via Eye-gaze ／ Emanuel Nunez Sardinha, Marcela Munera, Nancy Zook 他
日本語で読む → - 論文モデルベースRL機械学習
MOTO: モデルベースロボット学習のためのオフライン事前学習とオンライン微調整
高次元観測下でのロボットタスクに向け、オフライン事前学習とオンライン微調整を組み合わせたモデルベース強化学習手法MOTOを提案し、画像入力のみでMetaWorldとFranka Kitchenを解いた。
原題: MOTO: Offline Pre-training to Online Fine-tuning for Model-based Robot Learning ／ Rafael Rafailov, Kyle Hatch, Victor Kolev 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定画像認識
多視点時空間関係Transformerによる高精度3次元人体姿勢推定
多視点映像からTransformerの自己注意機構で時空間相関を捉え、3次元人体姿勢を高精度に推定する手法を提案し、Human3.6Mで最高性能を達成した。
原題: Towards Precise 3D Human Pose Estimation with Multi-Perspective Spatial-Temporal Relational Transformers ／ Jianbin Jiao, Xina Cheng, Weijie Chen 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
フォースプッシュ：力フィードバックを用いたロバストな単点押し動作
力覚センサのみを用いて、未知の物体を単点接触で押し操作するロボット制御器を提案し、直線・曲線経路でのロバスト性を実機で示した。
原題: Force Push: Robust Single-Point Pushing with Force Feedback ／ Adam Heins, Angela P. Schoellig
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SLAM/ナビゲーションロボティクス
BA-LINS: LiDAR慣性ナビゲーションのためのフレーム間バンドル調整
LiDARキーフレーム間で同一平面上の点を対応付け、フレーム間バンドル調整とIMUプリインテグレーションを因子グラフ最適化で統合したLiDAR慣性ナビゲーション手法を提案し、適応的共分散推定により精度と効率を向上させた。
原題: BA-LINS: A Frame-to-Frame Bundle Adjustment for LiDAR-Inertial Navigation ／ Hailiang Tang, Tisheng Zhang, Liqiang Wang 他
日本語で読む → - 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/メタ学習ロボティクス
Proto-MPC: 強風下のクアッドロータ制御のためのエンコーダ・プロトタイプ・デコーダ手法
多様なタスクから共有・固有表現をバランスよく学習するメタ学習手法EPDを提案し、それをモデル予測制御に統合したProto-MPCで、横風を受けるクアッドロータの軌道追従性能を向上させた。
原題: Proto-MPC: An Encoder-Prototype-Decoder Approach for Quadrotor Control in Challenging Winds ／ Yuliang Gu, Sheng Cheng, Naira Hovakimyan
日本語で読む →