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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: 2026/1/1 / 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 →- 論文歩行ロボティクス
雑然とした屋内環境における衝突のないヒューマノイド移動
ヒューマノイドが障害物を避けて屋内を移動するためのHumanoid Potential Field表現とハイブリッドシーン生成を提案し、実機転移を実現した。
原題: Collision-Free Humanoid Traversal in Cluttered Indoor Scenes / Han Xue, Sikai Liang, Zhikai Zhang 他
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滑らかなニューラルサロゲートによる脚式ロボットのMPC学習
接触を含む脚式ロボットのダイナミクスを滑らかに学習するニューラルサロゲートと裾の重い尤度を導入し、モデル予測制御の信頼性と汎化性能を大幅に向上させた。
原題: Learning Legged MPC with Smooth Neural Surrogates / Samuel A. Moore, Easop Lee, Boyuan Chen
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都市峡谷における高精度歩行者追跡:マルチモーダル融合アプローチ
GNSSと慣性センサをパーティクルフィルタで融合し、地図の空間事前情報を活用することで、都市部での歩行者測位精度を向上させる手法を提案した。
原題: Accurate Pedestrian Tracking in Urban Canyons: A Multi-Modal Fusion Approach / Shahar Dubiner, Peng Ren, Roberto Manduchi
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火山環境における大規模自律ガスモニタリング:エトナ山での脚式ロボット
四足歩行ロボットANYmalに四重極質量分析計を搭載し、エトナ山の険しい地形で自律的に火山ガスを測定するシステムを開発・評価した。
原題: Large-Scale Autonomous Gas Monitoring for Volcanic Environments: A Legged Robot on Mount Etna / Julia Richter, Turcan Tuna, Manthan Patel 他
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学習進捗に基づく自動カリキュラム強化学習による不整地歩行のスケーリング
エージェントの学習進捗をオンラインで推定しタスクサンプリング分布を適応的に調整する自動カリキュラム強化学習フレームワークを提案し、四足ロボットANYmal Dが階段や斜面など多様な地形で高速安定歩行を実現した。
原題: Scaling Rough Terrain Locomotion with Automatic Curriculum Reinforcement Learning / Ziming Li, Chenhao Li, Marco Hutter
日本語で読む → - 論文歩行者意図予測画像認識
VIT-Ped: 歩行者行動分析のための意図予測トランスフォーマー
歩行者の横断意図を予測するため、複数のデータモダリティを活用したTransformer/ViTベースのアルゴリズムを提案し、JAADデータセットでSOTA性能を達成した。
原題: VIT-Ped: Visionary Intention Transformer for Pedestrian Behavior Analysis / Aly R. Elkammar, Karim M. Gamaleldin, Catherine M. Elias
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予測的エネルギー認識に基づく公称歩容選択による車輪付き四脚ロボットの省エネ全方向移動
車輪付き四脚ロボットの消費電力を1秒先まで予測するネットワークを構築し、最も省エネな歩容を選んで強化学習で微調整することで、速度追従性能を保ちつつ最大35%の省エネを実現した。
原題: Energy-Efficient Omnidirectional Locomotion for Wheeled Quadrupeds via Predictive Energy-Aware Nominal Gait Selection / Xu Yang, Wei Yang, Kaibo He 他
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松葉杖グリップ内蔵IMUによる下肢外骨格のリアルタイム歩行相・歩数検出
松葉杖の握り部に取り付けた低コストIMU1基だけで歩行相と歩数をリアルタイム検出する枠組みを提案し、深層学習モデルにFSMを組み合わせて94%の検出成功率を達成した。
原題: IMU-based Real-Time Crutch Gait Phase and Step Detections in Lower-Limb Exoskeletons / Anis R. Shakkour, David Hexner, Yehuda Bitton 他
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油圧駆動型大型四足歩行ロボットのためのアクチュエータモデルを用いた強化学習
油圧アクチュエータの解析モデルを構築し、300kg超の大型四足ロボットの歩行制御を強化学習で実現、シミュレーションから実機への転移に成功した。
原題: Learning Quadrupedal Locomotion for a Heavy Hydraulic Robot Using an Actuator Model / Minho Lee, Hyeonseok Kim, Jin Tak Kim 他
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FocusNav: ウェイポイント誘導による空間選択的注意を用いたヒューマノイドのローカルナビゲーション
ヒューマノイドロボットのローカルナビゲーションにおいて、ウェイポイント誘導の空間クロスアテンションと安定性に応じた選択的ゲーティングで知覚を適応制御し、動的環境での衝突回避と安定歩行を実現した。
原題: FocusNav: Spatial Selective Attention with Waypoint Guidance for Humanoid Local Navigation / Yang Zhang, Jianming Ma, Liyun Yan 他
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モデルベース監督による強化学習で効率的に頑健なトルクベース二足歩行を学習
モデルベースの二足歩行制御に残差強化学習を組み合わせ、訓練時に真のダイナミクスを使えるオラクル方策で残差方策を監督することで、報酬設計を複雑にせず実世界の不確かさに頑健な歩行を効率的に学習する手法を提案。
原題: Efficiently Learning Robust Torque-based Locomotion Through Reinforcement with Model-Based Supervision / Yashuai Yan, Tobias Egle, Christian Ott 他
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高性能ヒューマノイドサッカーのための階層的モデルベースシステム
RoboCup 2024大人サイズヒューマノイドサッカー優勝チームのハードウェアとソフトウェアを紹介し、軽量構造・高トルクアクチュエータ・歩行中のキックを可能にする足設計と、ステレオ視・物体検出・ランドマーク融合による知覚・自己位置推定、衝突回避軌道生成、行動管理を統合したシステムを提案する。
原題: A Hierarchical, Model-Based System for High-Performance Humanoid Soccer / Quanyou Wang, Mingzhang Zhu, Ruochen Hou 他
日本語で読む → - 論文外骨格・歩行支援ロボティクス
歩行パターンの個人化が硬直的なロボットガイダンスの知覚に与える影響:パイロットユーザー体験評価
外骨格ロボットが提示する歩行パターンを個人化・標準・ランダムの3条件で比較し、主観評価と膝関節力に差がない一方、最後に経験したパターンが快適・自然と評価される適応効果を明らかにした。
原題: The Impact of Gait Pattern Personalization on the Perception of Rigid Robotic Guidance: A Pilot User Experience Evaluation / Beatrice Luciani, Katherine Lin Poggensee, Heike Vallery 他
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START: 地形再構成による疎な足場の踏破
オンボードの視覚と固有感覚のみから局所地形の高さマップを再構成し、疎でランダムな足場上を四足ロボットが敏捷かつ安定に歩行できる単段階学習フレームワークを提案した。
原題: START: Traversing Sparse Footholds with Terrain Reconstruction / Ruiqi Yu, Qianshi Wang, Hongyi Li 他
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REASAN: 脚式ロボットのための反応的安全ナビゲーション学習
単一LiDARと4つのモジュール(歩行・安全・ナビゲーションの強化学習方策とTransformerによる点群推定器)を組み合わせ、複雑な動的環境で脚式ロボットがオンボード・リアルタイムに反応的安全ナビゲーションを行うフレームワークを提案。
原題: REASAN: Learning Reactive Safe Navigation for Legged Robots / Qihao Yuan, Ziyu Cao, Ming Cao 他
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エントロピー制御型内発的動機付け強化学習による複雑地形での四足歩行
エントロピー制御と内発的動機付けを組み合わせた強化学習手法ECIMを提案し、四足ロボットの複雑地形歩行において早期収束を抑え、安定性とエネルギー効率を改善した。
原題: Entropy-Controlled Intrinsic Motivation Reinforcement Learning for Quadruped Robot Locomotion in Complex Terrains / Wanru Gong, Xinyi Zheng, Yuan Hui 他
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多様な形態のヒューマノイドを横断して起き上がりを学習:統一ポリシーによるゼロショット復帰
7種類の異なるヒューマノイドロボットに対応する単一の強化学習ポリシーを訓練し、未見の形態でもゼロショットで最大86%の起き上がり成功率を達成した。
原題: Learning to Get Up Across Morphologies: Zero-Shot Recovery with a Unified Humanoid Policy / Jonathan Spraggett
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視覚慣性オドメトリと閉ループ軌道追従制御によるヘビ型ロボットの自律ナビゲーション
惑星探査用ヘビ型ロボットCOBRAに視覚慣性SLAMと閉ループ制御を統合し、ウェイポイント自律ナビゲーションを実現した。
原題: Enabling Autonomous Navigation in a Snake Robot through Visual-Inertial Odometry and Closed-Loop Trajectory Tracking Control / Mohammed Irfan Ali
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大規模言語モデルを用いた四足歩行ロボットの移動計画生成
LLMを活用し、自然言語指示から四足歩行ロボットのナビゲーション計画を生成する分散型フレームワークを提案。屋内環境での実験で90%以上の成功率を達成した。
原題: Quadrupped-Legged Robot Movement Plan Generation using Large Language Model / Muhtadin, Vincentius Gusti Putu A. B. M., Ahmad Zaini 他
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実時間足元地形再構成を伴う歩容適応型知覚ヒューマノイド歩行
足元を向いた深度カメラとU-Netでリアルタイムに自己中心的高さマップを再構成し、知覚と歩容位相・全身制御を単一の強化学習ポリシーに統合することで、階段やギャップを含む複雑地形でのヒューマノイド歩行を実現した。
原題: Gait-Adaptive Perceptive Humanoid Locomotion with Real-Time Under-Base Terrain Reconstruction / Haolin Song, Hongbo Zhu, Tao Yu 他
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超過肢を持つヒューマノイドの階層的歩行制御フレームワーク
ヒューマノイドに追加の腕(超過肢)を付けた際の歩行安定性を、学習ベースの歩行とモデルベースのバランス制御を組み合わせた階層制御で改善した研究。
原題: A Hierarchical Framework for Humanoid Locomotion with Supernumerary Limbs / Bowen Zhi
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ランダムな飛び石と障害物を走り抜けるヒューマノイドロボット:バネマス軌道を用いたステップ適応
バネマス軌道とデッドビート制御ゲインのライブラリを自動生成し、全身制御でヒューマノイドに適用することで、ランダムな飛び石走行や障害物跳躍などの俊敏な動作を単一のライブラリで実現した。
原題: Humanoid Robot Running Through Random Stepping Stones and Jumping Over Obstacles: Step Adaptation Using Spring-Mass Trajectories / Sait Sovukluk, Johannes Englsberger, Christian Ott
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フリースタイルはできる?音声制御による表現豊かなヒューマノイド歩行
音声から直接ヒューマノイドのダンスや身振りを生成する統一フレームワークRoboPerformを提案し、低遅延で高忠実な音声同期動作を実現した。
原題: Do You Have Freestyle? Expressive Humanoid Locomotion via Audio Control / Zhe Li, Cheng Chi, Yangyang Wei 他
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光明探検者:汎用環境における自律探査のための四脚ロボットプラットフォーム
多様な環境で自律探査を行うためのハードウェアとソフトウェアを統合した四脚ロボットプラットフォームを開発し、実世界実験で有効性を示した。
原題: GuangMing-Explorer: A Four-Legged Robot Platform for Autonomous Exploration in General Environments / Kai Zhang, Shoubin Chen, Dong Li 他
日本語で読む → - 論文歩行リハビリテーションロボティクス
接地コンプライアンスが歩行リハビリテーションにおける視覚フィードバックベースの推進力訓練の保持を改善する
視覚フィードバックによる歩行訓練に接地の柔軟性を加えると、推進力の増加がより持続し、筋活動や関節運動にも長期的な効果が残ることを健常者実験で示した。
原題: Ground Compliance Improves Retention of Visual Feedback-Based Propulsion Training for Gait Rehabilitation / Bradley Hobbs, Panagiotis Artemiadis
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トポロジーを超えて:歩行方策学習のための形態対称性グラフ表現
ロボットの形態的対称性をグラフ表現に組み込み、対称性同変なactorと不変なcriticを構成的に実現するMS-PPOを提案し、四足・人型ロボットの歩行タスクで汎化・堅牢性・効率を改善した。
原題: Beyond Topology: A Morphological Symmetry Graph Representation for Locomotion Policy Learning / Sizhe Wei, Xulin Chen, Fengze Xie 他
日本語で読む → - 論文歩行制御
低速制御と限られた観測下での可変インピーダンス筋協調:脚式移動による評価
単脚跳躍タスクで、強化学習による高レベル制御と可変インピーダンス筋協調モデルを組み合わせ、制御周波数や観測条件を制限しても安定歩行が可能なことを示した。
原題: Variable-Impedance Muscle Coordination under Slow-Rate Control Frequencies and Limited Observation Conditions Evaluated through Legged Locomotion / Hidaka Asai, Tomoyuki Noda, Jun Morimoto
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低次元知覚表現による地形認識型二足歩行の学習
CNN-VAEで地形を低次元潜在表現に圧縮し、階層型強化学習で二足歩行の歩容生成を行う手法を提案。履歴考慮や深度画像からの蒸留、実機検証も行った。
原題: Learning Terrain Aware Bipedal Locomotion via Reduced Dimensional Perceptual Representations / Guillermo A. Castillo, Himanshu Lodha, Ayonga Hereid
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E-SDS:環境認識型の見て・やって・整理する強化学習によるヒューマノイド歩行の自動報酬設計
地形センサー情報をVLMに統合し、環境に応じた報酬関数を自動生成することで、ヒューマノイドの階段降下を含む複雑地形での歩行を実現した。
原題: E-SDS: Environment-aware See it, Do it, Sorted - Automated Environment-Aware Reinforcement Learning for Humanoid Locomotion / Enis Yalcin, Joshua O'Hara, Maria Stamatopoulou 他
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H-Zero: ヒューマノイド横断歩行事前学習による少数ショット新規身体転移
複数のヒューマノイドで歩行方策を事前学習し、未知のヒューマノイドや直立四足歩行ロボットへ30分の微調整で転移できることを示した研究。
原題: H-Zero: Cross-Humanoid Locomotion Pretraining Enables Few-shot Novel Embodiment Transfer / Yunfeng Lin, Minghuan Liu, Yufei Xue 他
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