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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: 2023/12/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集

• 論文視覚サーボ/形状制御ロボティクス2023/12/1

  入力飽和を考慮した3次元未校正・制約付き視覚ベース形状サーボのためのスライディングモード制御

  弾性物体の形状制御のため、非対称な入力飽和をガウス関数で滑らかにし、スライディングモード制御で変形ヤコビ行列の推定と制御器の安定性を統合した視覚サーボ系を提案。

  原題: Sliding Mode Control for 3-D Uncalibrated and Constrained Vision-based Shape Servoing within Input Saturation ／ Fangqing Chen

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• 論文運動プリミティブロボティクス2023/12/1

  リーマン多様体上での全姿勢経由点運動プリミティブのインクリメンタル学習

  リーマン多様体理論に基づき、位置と姿勢の経由点運動プリミティブ(VMP)ライブラリを逐次的に学習・改善・再構成するための7つの基本操作を提案した論文。

  原題: Incremental Learning of Full-Pose Via-Point Movement Primitives on Riemannian Manifolds ／ Tilman Daab, Noémie Jaquier, Christian Dreher 他

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• 論文マニピュレーションロボティクス2023/12/1

  深層強化学習による柔軟線状物体の変形制御

  深層強化学習（DDPG）と学習の並列化を用いて、ロボットアームで柔軟な線状物体を目標形状に変形させる制御フレームワークを提案し、シミュレーションで有効性と汎用性を示した。

  原題: Robotic Control of the Deformation of Soft Linear Objects Using Deep Reinforcement Learning ／ Mélodie Hani Daniel Zakaria, Miguel Aranda, Laurent Lequièvre 他

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• 論文推論・計画AI2023/12/1

  言語モデル・エージェントモデル・世界モデル：機械推論と計画のためのLAW

  言語モデル・エージェントモデル・世界モデルを統合するLAWという新たな推論の枠組みを提唱し、人間らしい熟慮的推論を実現するための展望を論じたポジションペーパー。

  原題: Language Models, Agent Models, and World Models: The LAW for Machine Reasoning and Planning ／ Zhiting Hu, Tianmin Shu

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• 論文マニピュレーションロボティクス2023/12/1

  クラッター環境における2D物理ベース物体操作のための深層強化学習

  Pymunk物理エンジン上にトップダウン2D把持シミュレータBGEを構築し、DQN・A2C・PPOなどの深層強化学習でクラッター中の物体操作を学習させた研究。

  原題: Deep Reinforcement Learning for 2D Physics-Based Object Manipulation in Clutter ／ Luca Renna

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• 論文模倣学習ロボティクス2023/12/1

  時間制約を考慮したタスクパラメータ化模倣学習

  リーマン多様体上のGMMを制約付きEMアルゴリズムで学習し、指定時刻に正確な姿勢を実現する模倣学習手法を提案。KUKA LBR iiwaで有効性を検証。

  原題: Task-Parameterized Imitation Learning with Time-Sensitive Constraints ／ Julian Richter, João Oliveira, Christian Scheurer 他

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• 論文グリッパ設計ロボティクス2023/12/1

  BaRiFlex: ロボット学習のための多用途かつ衝突に強いロボットグリッパ

  低慣性アクチュエータと剛体・柔軟材料の組み合わせにより、衝突に強く多用途な把持を実現するグリッパBaRiFlexを開発し、強化学習タスクでの有効性を示した。

  原題: BaRiFlex: A Robotic Gripper with Versatility and Collision Robustness for Robot Learning ／ Gu-Cheol Jeong, Arpit Bahety, Gabriel Pedraza 他

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• 論文空水両用機/制御ロボティクス2023/12/1

  傾斜可能な空水両用ドローンの水中運動解析と制御

  傾斜機構を持つ空水両用機の特異点を導出し、Nussbaum関数と補助制御器を組み合わせた制御系を設計、実験で有効性を検証した。

  原題: Underwater Motions Analysis and Control of a Coupling-Tiltable Unmanned Aerial-Aquatic Vehicle ／ Dongyue Huang, Minghao Dou, Xuchen Liu 他

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• 論文経路計画ロボティクス2023/12/1

  Bernstein曲面を用いた連続体ロッドの経路計画

  Bernstein曲面で連続体ロボットのダイナミクスを近似し、衝突回避などの複雑な制約下での最適運動計画を標準的な最適化ソルバで解けるようにした手法を提案する。

  原題: Path Planning for Continuum Rods Using Bernstein Surfaces ／ Maxwell Hammond, Venanzio Cichella, Amirreza F. Golestaneh 他

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• 論文マニピュレーションロボティクス2023/12/1

  強化学習によるドリルブームの統合的な孔探索制御

  逆運動学に頼らず、強化学習で全関節の制御入力を直接生成し、ドリルブームの孔探索を高精度・高効率化する手法を提案した。

  原題: Integrated Drill Boom Hole-Seeking Control via Reinforcement Learning ／ Haoqi Yan, Haoyuan Xu, Hongbo Gao 他

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• 論文群制御ロボティクス2023/12/1

  マルチロボットシステムにおける協調と機械学習：ロボットサッカーへの応用

  ロボットサッカーを題材に、強化学習や確率的探索を用いて歩行・キック・走行などのスキルとチーム協調を実現する研究をまとめた論文。

  原題: Coordination and Machine Learning in Multi-Robot Systems: Applications in Robotic Soccer ／ Luis Paulo Reis

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• 論文自動運転ロボティクス2023/12/1

  速度と遅延がエンドツーエンド自動運転に与える影響への対策

  エンドツーエンド自動運転では速度の違いが実質的に別タスクとなり、遅延の影響を目標ラベルの変更で補償する手法を示した研究。

  原題: Combating the effects of speed and delays in end-to-end self-driving ／ Ardi Tampuu, Ilmar Uduste, Kristjan Roosild

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• 論文sim2realロボティクス2023/12/1

  SoftMAC: 予測ベース接触モデルと関節剛体・布との双方向連成を備えた微分可能ソフトボディシミュレーション

  MPMによるソフトボディを関節剛体や布と双方向に連成させ、予測ベースの接触モデルで貫入を抑える微分可能シミュレータSoftMACを提案し、ロボットマニピュレーションで有効性を検証した。

  原題: SoftMAC: Differentiable Soft Body Simulation with Forecast-based Contact Model and Two-way Coupling with Articulated Rigid Bodies and Clothes ／ Min Liu, Gang Yang, Siyuan Luo 他

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• 論文タスク計画画像認識2023/12/1

  インペインティングとしての計画：不確実環境における拡散モデルベースの身体性タスク計画フレームワーク

  部分観測下での身体性AIタスク計画を、言語指示と知覚入力に条件付けられた拡散モデルで計画生成し、実行中の新情報を活用するオンザフライ計画アルゴリズムと組み合わせて成功率を高める統合フレームワークを提案した。

  原題: Planning as In-Painting: A Diffusion-Based Embodied Task Planning Framework for Environments under Uncertainty ／ Cheng-Fu Yang, Haoyang Xu, Te-Lin Wu 他

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• 論文軌道最適化ロボティクス2023/12/1

  制約情報を活用した学習による軌道最適化のウォームスタート

  軌道最適化問題の主双対解をニューラルネットで予測し、メリット関数に基づく損失で制約充足を改善して最適化を高速化する手法TOASTを提案。

  原題: Constraint-Informed Learning for Warm Starting Trajectory Optimization ／ Julia Briden, Changrak Choi, Kyongsik Yun 他

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• 論文分散推定機械学習2023/12/1

  センサネットワークにおける分散ベイズ推定：周辺密度の合意形成

  センサネットワークで非線形尤度を持つデータから分散ベイズ推定を行うアルゴリズムを提案し、各エージェントが観測する変数のみを推定するストレージ効率の良い手法を開発した。

  原題: Distributed Bayesian Estimation in Sensor Networks: Consensus on Marginal Densities ／ Parth Paritosh, Nikolay Atanasov, Sonia Martinez

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• 論文群制御ロボティクス2023/12/1

  異種ロボット群の設計によるタスク割り当てと順序決定

  時間枠と多様な要件を持つ空間分散タスクを処理するため、予算制約下で最適な異種ロボット群を選定し、タスク割り当てと順序を決定する手法を提案。MILP定式化と大近傍探索ヒューリスティックを開発し、貪欲法より低予算で全タスクを処理できることを示した。

  原題: Designing Heterogeneous Robot Fleets for Task Allocation and Sequencing ／ Nils Wilde, Javier Alonso-Mora

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• 論文屋内場所認識画像認識2023/12/1

  AEGIS-Net：注意機構による多層特徴集約を用いた屋内場所認識

  RGB点群から色・形状・意味特徴を注意機構で集約し、屋内場所を認識するグローバル記述子を生成するモデルを提案。ScanNetPRで既存手法を上回る性能を示した。

  原題: AEGIS-Net: Attention-guided Multi-Level Feature Aggregation for Indoor Place Recognition ／ Yuhang Ming, Jian Ma, Xingrui Yang 他

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• 論文ソフトロボティクス/制御ロボティクス2023/12/1

  小児用ウェアラブル支援装置におけるソフトアクチュエータの軌道追従のためのロバスト一般化比例積分制御

  乳児用ソフトウェアラブル支援装置の空気圧アクチュエータを対象に、ロバスト一般化比例積分制御器を開発し、肩関節の2自由度運動の軌道追従性能を実験で評価した。

  原題: Robust Generalized Proportional Integral Control for Trajectory Tracking of Soft Actuators in a Pediatric Wearable Assistive Device ／ Caio Mucchiani, Zhichao Liu, Ipsita Sahin 他

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• 論文歩行ロボティクス2023/12/1

  密度関数を用いた四足ロボットの安全な動作計画

  密度関数で環境の安全制約を表現し、高レベル密度プランナとMPCを組み合わせて四足歩行の動作計画を行う手法を提案した。

  原題: Safe Motion Planning for Quadruped Robots Using Density Functions ／ Sriram S. K. S Narayanan, Andrew Zheng, Umesh Vaidya

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• 論文運動計画ロボティクス2023/12/1

  二層最適運動計画モデルと自動駐車への応用

  自動駐車を対象に、車両動力学を扱う上層と衝突回避制約を扱う下層からなる二層最適運動計画モデルを提案し、擬スペクトル法と改良J2関数で解く手法を開発した。

  原題: A bilevel optimal motion planning (BOMP) model with application to autonomous parking ／ Shenglei Shi, Youlun Xiong, Jiankui Chen 他

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• 論文マルチモーダル知覚画像認識2023/12/1

  Achelous++: エッジデバイス向け電力効率重視の水上パノプティック知覚フレームワーク — 視覚・レーダー融合と異種モダリティのプルーニング

  視覚と4Dレーダーを融合し、低消費電力で5つの知覚タスクを同時実行する水上パノプティック知覚フレームワークAchelous++を提案。異種モダリティ対応の新たなプルーニング戦略HA-SynFlowにより、エッジデバイスでのリアルタイム推論を可能にする。

  原題: Achelous++: Power-Oriented Water-Surface Panoptic Perception Framework on Edge Devices based on Vision-Radar Fusion and Pruning of Heterogeneous Modalities ／ Runwei Guan, Haocheng Zhao, Shanliang Yao 他

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• 論文SLAMロボティクス2023/12/1

  動的SLAMにおける座標系の重要性

  動的環境でのSLAMにおいて、動く物体の点を世界座標系と物体座標系のどちらで表現するのが精度・ロバスト性に優れるかをGTSAMベースの評価フレームワークで比較分析した論文。

  原題: The Importance of Coordinate Frames in Dynamic SLAM ／ Jesse Morris, Yiduo Wang, Viorela Ila

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• 論文触覚ロボティクス2023/12/1

  VIBES: 義手ソケットに統合した振動・慣性バイオニック強化システム

  義手ソケットに埋め込んだ振動触覚フィードバックで、接触や表面粗さの高周波情報を伝えるウェアラブルシステムを開発し、健常者と義手ユーザーでその識別性能を評価した。

  原題: VIBES: Vibro-Inertial Bionic Enhancement System in a Prosthetic Socket ／ Alessia Silvia Ivani, Federica Barontini, Manuel G. Catalano 他

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• 論文最適化制御2023/12/1

  CasADiのための学習：数値最適化におけるデータ駆動モデル

  PyTorchで学習したモデルをCasADiの数値最適化に統合するフレームワークL4CasADiを提案し、乱流中の魚の軌道最適化やNeRF環境での最適制御で有効性を示した。

  原題: Learning for CasADi: Data-driven Models in Numerical Optimization ／ Tim Salzmann, Jon Arrizabalaga, Joel Andersson 他

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• 論文VLAロボティクス2023/12/1

  ドローンの視覚ベース学習：サーベイ

  ドローンにおける視覚ベース学習の基本原理から制御手法の分類、単体・群・異種システムへの応用、課題と将来展望までを包括的に整理したサーベイ論文。

  原題: Vision-based Learning for Drones: A Survey ／ Jiaping Xiao, Rangya Zhang, Yuhang Zhang 他

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• 論文群制御ロボティクス2023/12/1

  ナノドローン群の自律探査のためのマルチセンサ衝突回避設計

  10cm級ナノドローン群の自律探査に向け、レーザ測距・視覚ベース深層学習・UWB測距を組み合わせた衝突回避システムを構築し、実環境で成功率を20%から80%に改善した。

  原題: Multi-sensory Anti-collision Design for Autonomous Nano-swarm Exploration ／ Mahyar Pourjabar, Manuele Rusci, Luca Bompani 他

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• 論文人間ロボット協調ロボティクス2023/12/1

  拡張現実による共有アフォーダンス認識：人とロボットの協調における先回り支援

  ARヘッドセットを着けた人間とロボットが互いの行動可能性（アフォーダンス）を共有・認識し、支援が必要な場面で先回りして協力できる枠組みを提案し、家庭の掃除タスクで検討した。

  原題: Shared Affordance-awareness via Augmented Reality for Proactive Assistance in Human-robot Collaboration ／ Drake Moore, Mark Zolotas, Taskin Padir

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• 論文自動運転ロボティクス2023/12/1

  シンガポールにおける自動運転車の行動記述データベース

  シンガポールの自動運転車向けに、交通規則と既存ガイドラインを統合し、評価者が期待する行動を明確化するための行動記述データベースを提案した。

  原題: Behaviour Description Database for AVs in Singapore ／ Ana Isabel Garcia Guerra, Teng Sung Shiuan, Paul Hibbard 他

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• 論文マニピュレーションロボティクス2023/12/1

  触覚を感じるニューラルフィールド：ハンド内操作のための視触覚知覚

  視覚と触覚を組み合わせ、ニューラルフィールドをオンライン学習して物体の形状と姿勢を推定する手法NeuralFeelsを提案。ハンド内操作中の遮蔽に強く、視覚のみより最大94%の追跡改善を実現。

  原題: Neural feels with neural fields: Visuo-tactile perception for in-hand manipulation ／ Sudharshan Suresh, Haozhi Qi, Tingfan Wu 他

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