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 → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
ソフト折り紙ロボットの人体スケールフィードバック制御への挑戦
空気圧駆動の折り紙ロボットに内蔵センサによる自己受容フィードバック制御を実装し、体重を支える人体スケールの動作も実証した。
原題: Hold 'em and Fold 'em: Towards Human-scale, Feedback-Controlled Soft Origami Robots ／ Immanuel Ampomah Mensah, Jessica Healey, Celina Wu 他
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HRI/安全ロボティクス
運転者モニタリングロボットシステムによる道路安全向上：包括的レビュー
運転者モニタリング技術の現状を概観し、AIとセンサを備えたロボットを統合して運転者の認知・感情状態にリアルタイムで働きかける新しい安全システムの方向性を提案したレビュー論文。
原題: Smart Driver Monitoring Robotic System to Enhance Road Safety : A Comprehensive Review ／ Farhin Farhad Riya, Shahinul Hoque, Xiaopeng Zhao 他
日本語で読む → - 論文セマンティックマッピングロボティクス
UAVナビゲーションのための物体指向セマンティックマッピング
RGB-D画像からYOLOv8とBoT-SORTで物体を検出・追跡し、CartoGrapherによる2D SLAMと統合して、物体のクラス・位置・高さを含む確率的セマンティックマップを構築するシステムを提案した。
原題: Object-Oriented Semantic Mapping for Reliable UAVs Navigation ／ Thanh Nguyen Canh, Armagan Elibol, Nak Young Chong 他
日本語で読む → - 論文腱駆動ロボット設計最適化ロボティクス
腱駆動ロボットにおける可変中継点を考慮したワイヤ配置の数値シミュレーションによる設計最適化
腱駆動ロボットのワイヤ配置を、始点・複数の中継点・終点で表現し、操作力空間と速度空間を同時に考慮した多目的ブラックボックス最適化により設計する手法を提案した。
原題: Design Optimization of Wire Arrangement with Variable Relay Points in Numerical Simulation for Tendon-driven Robots ／ Kento Kawaharazuka, Shunnosuke Yoshimura, Temma Suzuki 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
深層強化学習によるソフト成長ロボットの障害物回避ナビゲーション
植物のように伸びるソフトロボットが狭く障害物の多い環境を自律的に進むため、深層強化学習(Q学習)で経路を計画する手法を提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Obstacle-Aware Navigation of Soft Growing Robots via Deep Reinforcement Learning ／ Haitham El-Hussieny, Ibrahim Hameed
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HRIロボティクス
LaMI: マルチモーダルな人間-ロボットインタラクションのための大規模言語モデル
大規模言語モデルを活用し、高レベルな言語指示と「アトミックアクション」の定義、少数の例示だけでロボットのマルチモーダルな行動を制御するHRIシステムを構築した。
原題: LaMI: Large Language Models for Multi-Modal Human-Robot Interaction ／ Chao Wang, Stephan Hasler, Daniel Tanneberg 他
日本語で読む → - 論文アクティブラーニング/モデルベース計画ロボティクス
不正確なダイナミクスモデルのためのモデル前提条件のタスク指向アクティブラーニング
不正確なダイナミクスモデルを使う計画において、モデルが正確な領域（モデル前提条件）を効率的に学習するため、タスクに関連する軌道を能動的に選択するアルゴリズムを提案し、実世界の植物給水タスクで4軌道のみで約80%の性能向上を達成した。
原題: Task-Oriented Active Learning of Model Preconditions for Inaccurate Dynamics Models ／ Alex LaGrassa, Moonyoung Lee, Oliver Kroemer
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 → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
DittoGym：柔軟な形状変化ロボットの制御を学習する
生涯を通じて形態を変化させられる再構成可能なソフトロボットの制御を、強化学習で実現する手法とベンチマークを提案。
原題: DittoGym: Learning to Control Soft Shape-Shifting Robots ／ Suning Huang, Boyuan Chen, Huazhe Xu 他
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 → - 論文経路計画ロボティクス
急峻地形における固定翼機の安全な低高度ナビゲーション
固定翼機が高度制限下の急峻地形で衝突不可避状態に入らない安全な経路を、周期的経路とサンプリングベース計画でリアルタイムに生成する手法を提案し、アルプスでの飛行試験で実証した。
原題: Safe Low-Altitude Navigation in Steep Terrain with Fixed-Wing Aerial Vehicles ／ Jaeyoung Lim, Florian Achermann, Rik Girod 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
標準的なロボットグリッパによるオンライン弾性推定と材料選別
標準的なパラレルグリッパと力覚センサを用いて物体を圧縮し、弾性率や粘弾性を推定する手法を実験的に評価した。単一の把持から得られる弾性と粘弾性の推定値を用いて材料を選別できる可能性を示した。
原題: Online Elasticity Estimation and Material Sorting Using Standard Robot Grippers ／ Shubhan P. Patni, Pavel Stoudek, Hynek Chlup 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
日本語で読む → - 論文協働ロボット導入ロボティクス
協働ロボット導入の意思決定支援：業務と作業者の選好を考慮した統合手法
協働ロボットを工場に導入する前に、計画・分析・開発・提示の4段階で経営と作業者の選好を踏まえた統合判断を支援する手法を提案し、中小企業とのケーススタディで検証した。
原題: Making Informed Decisions: Supporting Cobot Integration Considering Business and Worker Preferences ／ Dakota Sullivan, Nathan Thomas White, Andrew Schoen 他
日本語で読む → - 論文移動ロボットロボティクス
ライントレース配送ロボット
赤外線センサで黒線を追従し、赤外線リモコンで停止・再開できるArduino製の荷物配送ロボットを試作した。
原題: Delivery Line Tracking Robot ／ Md Rakibul Karim Akanda, Jason Lazo, Quintwon Carter 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 → - 論文変形物体マニピュレーションロボティクス
小さな環境拘束下における変形可能な線状物体の形状制御のためのリアルタイム接触状態推定
変形可能な線状物体をロボットで環境の治具に接触させて形状制御する際、加えた力と検出した接触力の依存関係を利用して接触の成立と変化をリアルタイムに推定し、異常を自動で回避・検出・修正する適応的形状制御を実現した。
原題: Real-time Contact State Estimation in Shape Control of Deformable Linear Objects under Small Environmental Constraints ／ Kejia Chen, Zhenshan Bing, Yansong Wu 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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
区分多項式を用いた連続符号付き距離場のオンライン学習
表面点から区分多項式基底で連続かつ滑らかな符号付き距離場をオンライン学習し、勾配も解析的に得られる手法を提案。家庭用品で精度を評価し、物理実験で有用性を示した。
原題: Online Learning of Continuous Signed Distance Fields Using Piecewise Polynomials ／ Ante Marić, Yiming Li, Sylvain Calinon
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
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