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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
📖 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 →- 論文ビジュアルサーボイングロボティクス
強化学習による閉ループ多視点ビジュアルサーボイング手法
強化学習を用いて多視点の視覚情報からロボットの動作を推定し、自己衝突や特異点を考慮したビジュアルサーボイングを実現するフレームワークを提案。シミュレーションで平均成功率97.0%を達成。
原題: A Closed-Loop Multi-perspective Visual Servoing Approach with Reinforcement Learning / Lei Zhang, Jiacheng Pei, Kaixin Bai 他
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
状態制約から制御バリア関数を設計するデータ駆動型安全制御手法
ロボットなどの自律システムの安全性を保証するため、明示的な状態制約から制御バリア関数をデータ駆動で導出する手法を提案し、制御不変な安全集合を最大限近似する。
原題: A Data-driven Method for Safety-critical Control: Designing Control Barrier Functions from State Constraints / Jaemin Lee, Jeeseop Kim, Aaron D. Ames
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
コネクテッド・自動運転車両制御のためのマルチエージェント強化学習:最近の進歩と今後の展望
コネクテッド・自動運転車両(CAV)の制御におけるマルチエージェント強化学習(MARL)の応用を、プラトゥーニング・車線変更・無信号交差点などの制御次元ごとに整理し、シミュレーション基盤や課題、今後の方向性を包括的にレビューした論文。
原題: Multi-Agent Reinforcement Learning for Connected and Automated Vehicles Control: Recent Advancements and Future Prospects / Min Hua, Dong Chen, Xinda Qi 他
日本語で読む → - 論文到達可能性解析制御
活性化関数の最適化による高次元系でのDeepReach性能向上
深層学習ベースの到達可能性解析DeepReachにおいて、活性化関数の選択を工夫することで高次元システムでの性能を改善し、9次元のマルチビークル衝突問題で有効性を示した。
原題: Enhancing the Performance of DeepReach on High-Dimensional Systems through Optimizing Activation Functions / Qian Wang, Tianhao Wu
日本語で読む → - 論文制御/学習ロボティクス
外部・内部変換可能モデル構造を持つ劣駆動バランスロボットのガウス過程に基づく学習制御
劣駆動バランスロボットのEICモデル構造に対し、ガウス過程を用いたデータ駆動学習制御を提案し、PEICとNEICの2つの設計で追従とバランスを保証する。
原題: Gaussian Process-Based Learning Control of Underactuated Balance Robots with an External and Internal Convertible Modeling Structure / Feng Han, Jingang Yi
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
密集した散乱環境における長期的ロボットマニピュレーションのための階層的視覚ポリシー学習
密集した散乱環境での長期的なマニピュレーションタスクに向けて、高レベルポリシーとパラメータ化された行動プリミティブ(押す・掴む・置く)を組み合わせた視覚ベースの階層的ポリシーHCLMを提案し、行動クローニングと階層強化学習で訓練した。
原題: Hierarchical Visual Policy Learning for Long-Horizon Robot Manipulation in Densely Cluttered Scenes / Hecheng Wang, Lizhe Qi, Bin Fang 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
スパースセンシング向け効率的2DグラフSLAM
低消費電力でスパースかつノイズの多い測距センサのみを搭載したナノロボット向けに、グラフベースSLAMのフロントエンドとループ閉じ込みを改良し、高品質な地図をリアルタイムで構築する手法を提案した。
原題: Efficient 2D Graph SLAM for Sparse Sensing / Hanzhi Zhou, Zichao Hu, Sihang Liu 他
日本語で読む → - 論文ヒューマノイド設計最適化ロボティクス
遺伝的アルゴリズムと非線形最適化による複数人との人間工学的協働のためのヒューマノイドロボットの設計最適化
遺伝的アルゴリズムと非線形最適化を組み合わせた二段階最適化により、複数人との協働作業における人間工学的指標を考慮したヒューマノイドロボットの設計手法を提案し、その有効性を検証した。
原題: Codesign of Humanoid Robots for Ergonomy Collaboration with Multiple Humans via Genetic Algorithms and Nonlinear Optimization / Carlotta Sartore, Lorenzo Rapetti, Fabio Bergonti 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
記号的な歩行記述から強化学習の報酬を導出する手法
二足歩行の記号的な振る舞い記述をハイブリッドオートマトンとしてモデル化し、そこから強化学習の報酬関数を自動生成することで、学習時間を短縮しつつ歩行速度を向上させた。
原題: Deriving Rewards for Reinforcement Learning from Symbolic Behaviour Descriptions of Bipedal Walking / Daniel Harnack, Christoph Lüth, Lukas Gross 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
立位移動支援デバイスのための体幹ベース制御インターフェース
立位移動支援デバイス向けに、体幹の動きで操作するハンズフリー制御インターフェースを提案し、ジョイスティックと比較して操作性や物体運搬時の優位性を検証した。
原題: Torso-Based Control Interface for Standing Mobility-Assistive Devices / Yang Chen, Diego Paez-Granados, Modar Hassan 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーション画像認識
Robo360:3D全方位マルチマテリアルロボット操作データセット
多視点カバレッジと多様な素材の物体を含むロボット操作データセットを構築し、動的NeRFや多視点ポリシー学習への有効性を示した。
原題: Robo360: A 3D Omnispective Multi-Material Robotic Manipulation Dataset / Litian Liang, Liuyu Bian, Caiwei Xiao 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
重み付き最大化による多目的ロボット計画問題のスカラー化
ロボットの動作計画で複数の目的を扱う際、従来の重み付き和ではなく重み付き最大を用いるコスト関数を提案し、連続・離散空間の計画アルゴリズムを開発して、より広いトレードオフ(パレート最適解)を発見できることを示した。
原題: Scalarizing Multi-Objective Robot Planning Problems using Weighted Maximization / Nils Wilde, Stephen L. Smith, Javier Alonso-Mora
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
物体形状に基づく外観検査のための自動ロボット経路計画
ロボットアームに搭載した深度カメラで物体の点群を取得し、その形状に沿った検査経路を自動生成する手法を提案。シミュレーションと実環境で有効性を示した。
原題: Automatic Robot Path Planning for Visual Inspection from Object Shape / O. Tasneem, R. Pieters
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
端到端制御ネットワークによる全方向性マイクロ航空機の飛行学習
過剰駆動型チルトロータドローンの姿勢制御を強化学習で端到端に学習し、従来のモデルベース制御より外乱に強いことを示した。
原題: Learning to Fly Omnidirectional Micro Aerial Vehicles with an End-To-End Control Network / Eugenio Cuniato, Olov Andersson, Helen Oleynikova 他
日本語で読む → - 論文義肢・リハビリロボティクス
電動油圧式足関節義足の統合軽量設計
人間の歩行周期と足関節の力学を分析し、電動油圧駆動による軽量・統合型の能動足関節義足を設計・シミュレーション検証した研究。
原題: Integrated and Lightweight Design of Electro-hydraulic Ankle Prosthesis / Yi Wei, Xingjian Wang, Xinyu Tian 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
密集マルチロータ飛行における集合ダウンウォッシュ力のモデリング
複数のマルチロータが近接飛行する際に生じるダウンウォッシュの相互作用を計測し、その非線形な集合効果をグラフベースの学習モデルで予測する手法を提案した。
原題: Modeling Aggregate Downwash Forces for Dense Multirotor Flight / Jennifer Gielis, Ajay Shankar, Ryan Kortvelesy 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
SPOC: シミュレーションでの最短経路模倣による実世界での効果的なナビゲーションと操作
シミュレーション内の最短経路プランナーを模倣することで、RGBのみを用いて実世界でナビゲーション・探索・物体操作ができるエージェントを訓練した研究。
原題: SPOC: Imitating Shortest Paths in Simulation Enables Effective Navigation and Manipulation in the Real World / Kiana Ehsani, Tanmay Gupta, Rose Hendrix 他
日本語で読む → - 論文模倣学習画像認識
PhysHOI: 物理ベースの動的人間-物体インタラクション模倣
タスク固有の報酬設計なしに、人間と物体の動的なインタラクションを物理シミュレーション上で模倣する手法を提案し、バスケットボールスキルを含むデータセットで検証した。
原題: PhysHOI: Physics-Based Imitation of Dynamic Human-Object Interaction / Yinhuai Wang, Jing Lin, Ailing Zeng 他
日本語で読む → - 論文システム同定制御
実船データを用いたMMGモデルのパラメータ微調整法
実船の操縦運動データを用いてMMGモデルのパラメータをCMA-ESで同時微調整し、操縦シミュレーション精度を向上させる手法を提案した。
原題: Parameter fine-tuning method for MMG model using real-scale ship data / Rin Suyama, Rintaro Matsushita, Ryo Kakuta 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
補助損失で事前学習した表現が身体性エージェントの計画に与える影響の理解
探索軌跡への模倣学習が他の補助損失より下流の計画タスクで優れることを示し、補助損失の簡単な改良で計画能力が向上することを明らかにした。
原題: Understanding Representations Pretrained with Auxiliary Losses for Embodied Agent Planning / Yuxuan Li, Luca Weihs
日本語で読む → - 論文ITS/交通安全ロボティクス
デジタルツインによる脆弱な道路利用者のための先制的安全アプリケーション:実世界ケーススタディ
デジタルツイン技術とEncoder-Decoder LSTMを用いて歩行者・車両の将来軌道を予測し、衝突の危険を事前に警告する先制的安全システムを実世界データで検証した。
原題: Digital Twin Technology Enabled Proactive Safety Application for Vulnerable Road Users: A Real-World Case Study / Erik Rua, Kazi Hasan Shakib, Sagar Dasgupta 他
日本語で読む → - 論文HRIHCI
ドローンと共に形作る: 知覚-行動ループを支える試み
5チームがナノドローンを身体動作で操作する3日間の課題を通し、人間とドローンの相互適応と知覚-行動ループの課題を明らかにした。
原題: Shaping and Being Shaped by Drones: Supporting Perception-Action Loops / Mousa Sondoqah, Fehmi Ben Abdesslem, Kristina Popova 他
日本語で読む → - 論文位置推定画像認識
隣接・遠隔カメラ間の時空間幾何制約を活用したグローバル位置推定
単一画像からカメラの6DoF姿勢を推定するため、隣接・遠隔フレーム間の相対的な時空間幾何制約を深層ネットワークの学習に利用する手法を提案し、少ない正解データでも高精度な位置推定を実現した。
原題: Global Localization: Utilizing Relative Spatio-Temporal Geometric Constraints from Adjacent and Distant Cameras / Mohammad Altillawi, Zador Pataki, Shile Li 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
適応的ロボット協調:ハイブリッド多ロボット動作計画のための部分問題ベースアプローチ
ロボット間の衝突を局所的な部分問題として解くことで、協調の度合いを動的に調整しながら多ロボットの動作計画を効率的に行うハイブリッド手法を提案した。
原題: Adaptive Robot Coordination: A Subproblem-based Approach for Hybrid Multi-Robot Motion Planning / Irving Solis, James Motes, Mike Qin 他
日本語で読む → - 論文3D認識ロボティクス
Bayes3D: 3D物体とシーンの構造生成モデルにおける高速学習と推論
少数視点から新規3D物体を学習し、 clutterや遮蔽に頑健に認識する階層ベイズモデルとGPU加速逐次モンテカルロ法を提案。
原題: Bayes3D: fast learning and inference in structured generative models of 3D objects and scenes / Nishad Gothoskar, Matin Ghavami, Eric Li 他
日本語で読む → - 論文制御/ドローンロボティクス
組み込み非線形モデル予測制御によるナノクアッドロータの高速軌道追従
acadosベースの非線形モデル予測制御を27gのナノクアッドロータに実装し、動的環境下での高速・高精度な軌道追従を実現した。
原題: Aggressive Trajectory Tracking for Nano Quadrotors Using Embedded Nonlinear Model Predictive Control / Muhammad Kazim, Hyunjae Sim, Gihun Shin 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
モデル推定と性能調整を備えた視覚ベースロボットマニピュレーションのための適応形状サーボ制御
弾性ロッドの形状操作において、ロボット・カメラ・対象物の事前知識を必要とせず、入出力データのみから適応カルマンフィルタとモデルフリー適応制御を用いて形状制御器を設計するフレームワークを提案した。
原題: Adaptive Shape-Servoing for Vision-based Robotic Manipulation with Model Estimation and Performance Regulation / Fangqing Chen
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
重力を考慮した把持生成:劣駆動ハンドのための暗黙的把持モード選択
重力方向の外乱に耐えられる度合いをスコア化し、パワーグラスプを優先しつつプレシジョングラスプも選べる把持検出器を学習する手法を提案。データ生成パイプラインも構築し、シミュレーションと実機で特に重い物体での改善を確認。
原題: Gravity-aware Grasp Generation with Implicit Grasp Mode Selection for Underactuated Hands / Tianyi Ko, Takuya Ikeda, Thomas Stewart 他
日本語で読む → - 論文安全制御/強化学習ロボティクス
安全な船舶ナビゲーションのためのモジュラー制御アーキテクチャ:強化学習と予測安全フィルタ
強化学習による船舶の経路追従・衝突回避に予測安全フィルタを組み合わせ、安全性を保ちながら学習性能を損なわないモジュラー制御手法をシミュレーションで検証した。
原題: Modular Control Architecture for Safe Marine Navigation: Reinforcement Learning and Predictive Safety Filters / Aksel Vaaler, Svein Jostein Husa, Daniel Menges 他
日本語で読む → - 論文教育ロボティクスロボティクス
MBot:スケーラブルなロボティクス教育のためのモジュラーエコシステム
低コストな移動ロボットMBotの設計と進化を述べ、大規模なロボティクス教育を可能にする拡張性と柔軟性の原則を示した。
原題: MBot: A Modular Ecosystem for Scalable Robotics Education / Peter Gaskell, Jana Pavlasek, Tom Gao 他
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