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 →- 論文触覚画像認識
UniTouch：触覚をあらゆるモダリティに結びつける統合マルチモーダル触覚表現学習
視覚ベースの触覚センサを視覚・言語・音声と統合するUniTouchを提案し、センサ固有トークンで異種センサを同時学習、ゼロショットで把持予測や触覚画像QAを実現した。
原題: Binding Touch to Everything: Learning Unified Multimodal Tactile Representations ／ Fengyu Yang, Chao Feng, Ziyang Chen 他
日本語で読む → - 論文HMIHCI
自動運転におけるマルチモーダル説明が運転パフォーマンス・認知負荷・熟練度・自信・信頼に与える影響
AIコーチの説明の種類（「何を」か「なぜ」か）と提示モダリティ（聴覚か視覚か）が、初心者の運転スキル学習にどう影響するかを実験で検証した。
原題: Effects of Multimodal Explanations for Autonomous Driving on Driving Performance, Cognitive Load, Expertise, Confidence, and Trust ／ Robert Kaufman, Jean Costa, Everlyne Kimani
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ガウス信念伝播による分散同時自己位置推定と自動キャリブレーション
複数ロボットが互いを観測しながら、ガウス信念伝播を用いて分散的に自己位置推定と外部キャリブレーションを同時に行う手法を提案し、ノイズや通信障害下でも高精度に動作することを示した。
原題: Distributed Simultaneous Localisation and Auto-Calibration using Gaussian Belief Propagation ／ Riku Murai, Ignacio Alzugaray, Paul H. J. Kelly 他
日本語で読む → - 論文自動運転計画制御
自動運転のための最適化ベース運動プリミティブオートマタ
非線形力学系をオートマタに符号化するプリミティブベース手法において、多目的最適化で得たパレート最適運動プリミティブを優先基準に応じて再構成できる万能オートマタを提案し、複数車両の計画シナリオで検証した。
原題: Optimization-based motion primitive automata for autonomous driving ／ Matheus V. A. Pedrosa, Patrick Scheffe, Bassam Alrifaee 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
ハイブリッド方策による実環境でのマルチオブジェクトナビゲーション
SLAMと記号プランナによる経路計画と、深層学習による探索・意味マッピング・目標検索を組み合わせたハイブリッド手法を提案し、実環境でのマルチオブジェクトナビゲーションを実現した。
原題: Multi-Object Navigation in real environments using hybrid policies ／ Assem Sadek, Guillaume Bono, Boris Chidlovskii 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
順序柔軟なマルチロボット表面ナビゲーションのための協調誘導ベクトル場設計
複数ロボットが2次元曲面上を任意の順序で協調移動できるよう、分散型の協調誘導ベクトル場を設計した研究。
原題: Coordinated Guiding Vector Field Design for Ordering-Flexible Multi-Robot Surface Navigation ／ Bin-Bin Hu, Hai-Tao Zhang, Weijia Yao 他
日本語で読む → - 論文ヒューマンロボットインタラクションロボティクス
人間主導の自然言語コミュニケーションとロボット主導の触覚フィードバックの代替インターフェース：人間とロボットの協調における状況認識の向上に向けて
Spotロボットに対して、人間が自然言語音声で指示・情報要求を行い、ロボットから触覚フィードバックで状態通知を受け取るインターフェースを実装し、探索シナリオでの予備ユーザーテストから得た知見を報告した。
原題: Alternative Interfaces for Human-initiated Natural Language Communication and Robot-initiated Haptic Feedback: Towards Better Situational Awareness in Human-Robot Collaboration ／ Callum Bennie, Bridget Casey, Cecile Paris 他
日本語で読む → - 論文触覚画像認識
DaFoEs: 低侵襲ロボット手術における視覚・状態深層学習力推定の汎化に向けたデータセット混合
低侵襲ロボット手術向けに視覚と触覚の新データセットDaFoEsを構築し、複数データセットを混合学習することで、力推定モデルの未知環境への汎化性能を向上させた。
原題: DaFoEs: Mixing Datasets towards the generalization of vision-state deep-learning Force Estimation in Minimally Invasive Robotic Surgery ／ Mikel De Iturrate Reyzabal, Mingcong Chen, Wei Huang 他
日本語で読む → - 論文VSLAMロボティクス
SemanticSLAM: 学習ベースのセマンティックマップ構築とロバストなカメラ自己位置推定
RGB-Dセンサから抽出したセマンティック特徴を用い、ConvLSTMでマップ構築誤差を補正しながら環境のセマンティックマップ生成とカメラ位置推定を同時に行う視覚慣性オドメトリシステムを提案。
原題: SemanticSLAM: Learning based Semantic Map Construction and Robust Camera Localization ／ Mingyang Li, Yue Ma, Qinru Qiu
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
TraKDis: 視覚強化学習のためのTransformerベース知識蒸留と布操作への応用
特権的な状態情報で訓練した教師エージェントから視覚ベースのエージェントへ知識蒸留する2段階手法を提案し、布折り畳みタスクで既存RLを上回る性能と実機での有効性を示した。
原題: TraKDis: A Transformer-based Knowledge Distillation Approach for Visual Reinforcement Learning with Application to Cloth Manipulation ／ Wei Chen, Nicolas Rojas
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ハイブリッドトポロジーを用いた地上フォーメーションのスケールフリー視覚ベース空中制御
複数の空中カメラユニットが地上ロボット群の一部を観測し、キャリブレーションやスケール情報なしに画像の類似変換から制御指令を計算して、指定された形状を任意のサイズで形成させる視覚ベース制御法を提案。
原題: Scale-free vision-based aerial control of a ground formation with hybrid topology ／ Miguel Aranda, Youcef Mezouar, Gonzalo López-Nicolás 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
グラフベース計画による非凸環境の公平な持続的カバレッジ
複数ロボットで非凸環境を持続的にカバーするため、パワー図で作業量を公平に分割し、グラフ上の最適経路で効率的に巡回する手法を提案。
原題: Equitable Persistent Coverage of Non-Convex Environments with Graph-Based Planning ／ José Manuel Palacios-Gasós, Danilo Tardioli, Eduardo Montijano 他
日本語で読む → - 論文人間ロボット協調cs.SE
協調AIシステムのレジリエンスのモデリング
人間と協調するAIシステムがセンサ障害などの破壊的イベントに遭った際の性能変化をモデル化し、レジリエンスを評価する枠組みを提案。ロボットと人間のオンライン協調の実例で検証した。
原題: Modeling Resilience of Collaborative AI Systems ／ Diaeddin Rimawi, Antonio Liotta, Marco Todescato 他
日本語で読む → - 論文跳躍ロボットロボティクス
バネ駆動跳躍ロボットの離陸ダイナミクスとエネルギー効率の解明
バネ駆動跳躍ロボットが理論上の最大跳躍高に達しない原因を、回転リンク系の動力学モデルと実験で分析し、慣性効果によるエネルギー変換損失を明らかにした。
原題: Characterising the take-off dynamics and energy efficiency in spring-driven jumping robots ／ John Lo, Ben Parslew
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
ニューラルネットワークの各層に画像特徴を入力する模倣学習
模倣学習において、画像などの高次元データをニューラルネットワークの各層に直接入力することで、短いサンプリング周期でも多様なデータの影響を増幅し、タスク成功率を向上させる手法を提案した。
原題: Imitation Learning Inputting Image Feature to Each Layer of Neural Network ／ Koki Yamane, Sho Sakaino, Toshiaki Tsuji
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
マルチエージェント生成的敵対的対話型自己模倣学習によるAUV群のフォーメーション制御と障害物回避
複数AUVの制御において、劣った専門家デモを人間の選択で自己生成の良軌道に置き換えながら学習するMAGAISILを提案し、フォーメーション制御と障害物回避で最適デモを用いた手法に匹敵する性能を達成した。
原題: Multi-Agent Generative Adversarial Interactive Self-Imitation Learning for AUV Formation Control and Obstacle Avoidance ／ Zheng Fang, Tianhao Chen, Dong Jiang 他
日本語で読む → - 論文触覚マニピュレーションロボティクス
TEXterity：触覚による外部器用さ
触覚センサとロボット運動学を統合し、把持物体の姿勢を推定しながら操作計画を生成する手法を提案。多様な物体で高精度な操作を実現。
原題: TEXterity: Tactile Extrinsic deXterity ／ Antonia Bronars, Sangwoon Kim, Parag Patre 他
日本語で読む → - 論文飛行制御/着陸ロボティクス
機体中心ではない動的着陸：クアッドロータUAVの地上主導着陸手法
機体に外部センサや高価な計算機を載せず、地上のカメラとLEDマーカーでUAVを測位し、最小ジャーク軌道計画で動的着陸を実現した研究。
原題: Towards Non-Robocentric Dynamic Landing of Quadrotor UAVs ／ Li-Yu Lo, Boyang Li, Chih-Yung Wen 他
日本語で読む → - 論文手術フェーズ認識画像認識
時を超える仲間たち：手術フェーズ認識のためのマルチスケール行動セグメンテーショントランスフォーマー
手術フェーズ認識のためのマルチスケール時系列注意機構を持つトランスフォーマーを提案し、Cholec80データセットでオンライン・オフラインともに最高精度を達成した。
原題: Friends Across Time: Multi-Scale Action Segmentation Transformer for Surgical Phase Recognition ／ Bokai Zhang, Jiayuan Meng, Bin Cheng 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
頭蓋底手術における状況認識向上のための触覚支援協調ロボットフレームワーク
頭蓋底手術のドリル作業を支援する協調制御ロボットを開発し、触覚フィードバックによる仮想境界で重要構造物周辺の安全な削開を可能にした。
原題: Haptic-Assisted Collaborative Robot Framework for Improved Situational Awareness in Skull Base Surgery ／ Hisashi Ishida, Manish Sahu, Adnan Munawar 他
日本語で読む → - 論文障害物検出画像認識
反射床面における単眼カメラによる屋内障害物検出
ロボットの動きから床面を推定し、見た目と幾何情報を融合することで、鏡のような反射床でも障害物を検出する手法を提案し、新データセットで評価した。
原題: Indoor Obstacle Discovery on Reflective Ground via Monocular Camera ／ Feng Xue, Yicong Chang, Tianxi Wang 他
日本語で読む → - 論文ビジュアルサーボ/リーチングロボティクス
単眼視からのエンドツーエンド多物体ロボットリーチング
単眼RGB画像と関節角度から制御候補を生成し、制御リアプノフ関数で最適候補を選ぶ軽量FCNにより、複数の類似物体が混在する場面でもリアルタイムにリーチング・把持を実現した。
原題: End-to-end Multi-Instance Robotic Reaching from Monocular Vision ／ Zheyu Zhuang, Xin Yu, Robert Mahony
日本語で読む → - 論文sim2real機械学習
実世界シーンへの顔インタラクショングラフネットワークのスケーリング
グラフネットワークベースの学習型シミュレータを実世界シーンに適用するため、メモリ効率を大幅に改善し、編集可能なNeRFによる知覚インターフェースを導入した。
原題: Scaling Face Interaction Graph Networks to Real World Scenes ／ Tatiana Lopez-Guevara, Yulia Rubanova, William F. Whitney 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
曲率を連続的に自己制御できるソフト連続体ロボット
微粒子のグラニュラージャミングによる可変剛性の成長スパインを用いて、セグメント単位で曲率を連続的かつ自己制御できるソフト連続体ロボットを開発し、モデル化・実験・果物把持への応用を示した。
原題: A Soft Continuum Robot with Self-Controllable Variable Curvature ／ Xinran Wang, Qiujie Lu, Dongmyoung Lee 他
日本語で読む → - 論文倉庫自動化ロボティクス
最小コストと最大速度を両立する三次元倉庫システム構成の最適化アルゴリズム
立方体モジュールを組み合わせた三次元倉庫において、コストと速度のバランスが最適となる構成を生成するアルゴリズムを提案した。
原題: Algorithms for synthesis of three-dimensional warehouse systems configurations optimal in terms of minimum cost and maximum speed ／ A. V. Razumovsky, M. V. Saramud, S. B. Tkachev 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
ロボット超音波イメージングにおける機械学習：課題と展望
ロボット超音波撮像システムへの機械学習導入の最近の動向をレビューし、自律的な動作推論手法や医療データ不足などの実践的課題、今後の研究方向を整理したサーベイ論文。
原題: Machine Learning in Robotic Ultrasound Imaging: Challenges and Perspectives ／ Yuan Bi, Zhongliang Jiang, Felix Duelmer 他
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
DDN-SLAM: 動的環境に対応したリアルタイム高密度ニューラル暗黙SLAM
動的環境での追跡ドリフトとマッピング誤差を解決するため、セマンティック特徴と混合ガウス分布を組み合わせたリアルタイム高密度ニューラル暗黙SLAMを提案し、動的データセットで追跡精度を平均90%改善した。
原題: DDN-SLAM: Real-time Dense Dynamic Neural Implicit SLAM ／ Mingrui Li, Yiming Zhou, Guangan Jiang 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
フロー理論と適応的ロボット役割の統合：長期的な多人数ヒューマン・ロボット相互作用におけるフロー体験向上のための動的役割適応の概念モデル
心理学のフロー理論を取り入れ、ロボットがリーダーとフォロワーの役割を動的に切り替えながら、ユーザーのスキルと課題の難易度を調整して最適なフロー体験を維持する概念モデルを提案した。
原題: Integrating Flow Theory and Adaptive Robot Roles: A Conceptual Model of Dynamic Robot Role Adaptation for the Enhanced Flow Experience in Long-term Multi-person Human-Robot Interactions ／ Huili Chen, Sharifa Alghowinem, Cynthia Breazeal 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
キャンパスモビリティの革新：自動運転シャトル「スノーライオン」の成果と課題
大学キャンパス内の移動を自動運転で効率化するシャトル「Snow Lion」を開発し、2ヶ月間・1146kmの実証運行で442人を輸送して有効性と課題を検証した。
原題: Enhancing Campus Mobility: Achievements and Challenges of Autonomous Shuttle "Snow Lion'' ／ Yingbing Chen, Jie Cheng, Sheng Wang 他
日本語で読む → - 論文制御/MPC機械学習
CoVO-MPC：サンプリングベースMPCの理論解析と最適共分散設計
サンプリングベースMPC（MPPI）の収束性を理論的に解析し、収束速度を最適化する共分散スケジューリングを導入したCoVO-MPCを提案。シミュレーションと実機ドローンの俊敏制御でMPPIを43〜54%上回った。
原題: CoVO-MPC: Theoretical Analysis of Sampling-based MPC and Optimal Covariance Design ／ Zeji Yi, Chaoyi Pan, Guanqi He 他
日本語で読む →