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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: 2023/11/1 ／ 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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
マニピュレーションにおける微分可能な布パラメータ同定と状態推定
RGB-Dカメラで実世界の布状態を観測し、微分可能シミュレータ上で物理パラメータを最適化することで、布の物理特性同定と姿勢推定精度を向上させる手法を提案。
原題: Differentiable Cloth Parameter Identification and State Estimation in Manipulation ／ Dongzhe Zheng, Siqiong Yao, Wenqiang Xu 他
日本語で読む → - 論文社会的相互作用ロボティクス
iCubロボットへの深層学習モデル実装によるリアルタイム対話相手推定
話し手の視線と身体姿勢を入力とする深層学習モデルで対話相手を推定し、iCubロボット上に実装してリアルタイム人間-ロボットインタラクションでの性能を評価した。
原題: Real-time Addressee Estimation: Deployment of a Deep-Learning Model on the iCub Robot ／ Carlo Mazzola, Francesco Rea, Alessandra Sciutti
日本語で読む → - 論文センサーフュージョンロボティクス
自動運転向けLiDAR-カメラ融合におけるマッピング誤差への効率的確率的解法
LiDARとカメラの融合で生じるマッピング誤差を、KLダイバージェンスによる形状類似度とRANSAC回帰ベースの軌道平滑化で低減する低コストな確率的手法を提案した。
原題: An Efficient Probabilistic Solution to Mapping Errors in LiDAR-Camera Fusion for Autonomous Vehicles ／ Dan Shen, Zhengming Zhang, Renran Tian 他
日本語で読む → - 論文跳躍/脚ロボットロボティクス
RAMIEL: 高く連続的な跳躍を実現するパラレルワイヤ駆動単脚ロボット
6本のワイヤで駆動するパラレルワイヤ式の脚構造を提案し、単脚ロボットRAMIELを開発して最大1.6mの跳躍と最大7回の連続跳躍を実現した。
原題: RAMIEL: A Parallel-Wire Driven Monopedal Robot for High and Continuous Jumping ／ Temma Suzuki, Yasunori Toshimitsu, Yuya Nagamatsu 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
FRAC-Q学習：社会的ロボットのための退屈回避プロセスを備えた強化学習
社会的ロボットがユーザーを退屈させないように、忘却・ランダム化・カテゴリ化を取り入れた新しい強化学習手法FRAC-Q学習を提案し、従来のQ学習より興味を引きやすく退屈しにくいことを示した。
原題: FRAC-Q-Learning: A Reinforcement Learning with Boredom Avoidance Processes for Social Robots ／ Akinari Onishi
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
エッジで動作するRoboSense：遠隔操作向けロボットハンドにおける滑り・しわ・物体形状の検出
ロボットハンドの力・トルクと関節角度から、把持物体の滑り・しわ・形状を機械学習で検出し、遠隔操作の遅延を低減する手法を提案した。
原題: RoboSense At Edge: Detecting Slip, Crumple and Shape of the Object in Robotic Hand for Teleoprations ／ Sudev Kumar Padhi, Mohit Kumar, Debanka Giri 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
SeRO: 分布外状況からの回復のための自己教師あり強化学習
強化学習エージェントが分布外状態に陥った際に、自己教師ありで元の状態分布へ戻る方法を学習し、元タスクの性能を回復させる手法を提案した。
原題: SeRO: Self-Supervised Reinforcement Learning for Recovery from Out-of-Distribution Situations ／ Chan Kim, Jaekyung Cho, Christophe Bobda 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
実ロボットによる視覚意味ナビゲーション
視覚意味ナビゲーション（VSN）モデルを実ロボットに統合する新しい手法を提案し、ROSベースのフレームワークROS4VSNを公開。2種類のロボットで実験を行い、実環境とシミュレーション環境での性能差を確認した。
原題: Visual Semantic Navigation with Real Robots ／ Carlos Gutiérrez-Álvarez, Pablo Ríos-Navarro, Rafael Flor-Rodríguez 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
時相論理仕様に基づく見まね学習の改善
時相論理で記述されたタスク目標をグラフに符号化し、実演者と学習エージェントの振る舞いを評価する指標を導入することで、必要な実演数を大幅に削減しつつ制御方策を学習する手法を提案した。
原題: Signal Temporal Logic-Guided Apprenticeship Learning ／ Aniruddh G. Puranic, Jyotirmoy V. Deshmukh, Stefanos Nikolaidis
日本語で読む → - 論文手術ロボットロボティクス
強化学習と模倣学習による術者中心の眼科手術ロボットアシスタントの実現に向けて
白内障手術の切開工程を対象に、術者の手技を模倣・強化学習で取り込み、術者ごとの好みや技量に適応する画像誘導型の自律ロボットエージェントをシミュレーションで訓練・評価した。
原題: Toward a Surgeon-in-the-Loop Ophthalmic Robotic Apprentice using Reinforcement and Imitation Learning ／ Amr Gomaa, Bilal Mahdy, Niko Kleer 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
許容衝突下における2台の移動ロボットの運動制御
衝突しても損傷しない「許容衝突」を前提に、2台の移動ロボットの運動制御をハイブリッドモデル化し、インパルス制御でタスク達成を保証する手法を提案した論文。
原題: Motion Control of Two Mobile Robots under Allowable Collisions ／ Li Tan, Wei Ren, Xi-Ming Sun 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
固有受容感覚に基づく不変ロボット状態推定
IMUと関節キネマティクスのみを用いた不変カルマンフィルタによるデッドレコニング状態推定フレームワークDRIFTを開発し、脚・車輪・車両・船舶ロボットで実証した。
原題: Proprioceptive Invariant Robot State Estimation ／ Tzu-Yuan Lin, Tingjun Li, Wenzhe Tong 他
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
時間最適なクアッドコプター飛行のためのエンドツーエンド強化学習
クアッドコプターの高速飛行制御において、モーター指令を直接出力するエンドツーエンド強化学習を提案し、残差モデルと適応手法でsim-to-realギャップを埋め、シミュレーションと実機で従来手法を上回る性能を示した。
原題: End-to-end Reinforcement Learning for Time-Optimal Quadcopter Flight ／ Robin Ferede, Christophe De Wagter, Dario Izzo 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
家庭用ロボットの実現に向けて：Dobb-Eと汎用マニピュレーション学習
安価なデモ収集ツール「The Stick」と家庭環境で事前学習した表現を用い、5分の実演と15分の適応で新しい家事タスクを学習できる汎用ロボットシステムDobb-Eを提案し、実家庭で81%の成功率を達成した。
原題: On Bringing Robots Home ／ Nur Muhammad Mahi Shafiullah, Anant Rai, Haritheja Etukuru 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
HMAS: ドローン・四足歩行ロボット・人間オペレータの効率的な空間認識によるシームレスな協調
異種ロボット（ドローン、四足歩行ロボットなど）と人間オペレータが協調するためのROS 2ベースのソフトウェアアーキテクチャを提案し、実環境での有効性を実証した。
原題: HMAS: enabling seamless collaboration between drones, quadruped robots, and human operators with efficient spatial awareness ／ Amaury Saint-Jore, Ye-Qiong Song, Laurent Ciarletta
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
InteRACT: ロボット行動に条件付けられた人間意図予測のためのトランスフォーマーモデル
人間とロボットの協調作業において、ロボットの行動に条件付けられた人間の意図予測モデルを、大規模な人間同士のインタラクションデータで事前学習し、小規模な人間-ロボットデータで微調整する手法を提案。実世界の協調マニピュレーションタスクで有効性を示し、データセットも公開した。
原題: InteRACT: Transformer Models for Human Intent Prediction Conditioned on Robot Actions ／ Kushal Kedia, Atiksh Bhardwaj, Prithwish Dan 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
意見ダイナミクスと多目的行動最適化を用いたマルチエージェント自律性モデル
意見ダイナミクスと多目的最適化を組み合わせた階層的アーキテクチャで、群ロボットの集団的意思決定と個々の行動を分散的にモデル化し、無人艇8隻による実証実験で有効性を示した。
原題: A Model for Multi-Agent Autonomy That Uses Opinion Dynamics and Multi-Objective Behavior Optimization ／ Tyler M. Paine, Michael R. Benjamin
日本語で読む → - 論文対話/知識グラフロボティクス
対話状態グラフをテキスト化する知識接地型ヒューマンロボット対話生成
ロボットの対話状態を知識グラフで表現し、それをテキストに変換して大規模言語モデルのプロンプトに組み込むことで、状況に即した応答を生成する手法を提案し、実機ユーザ研究で評価した。
原題: A Graph-to-Text Approach to Knowledge-Grounded Response Generation in Human-Robot Interaction ／ Nicholas Thomas Walker, Stefan Ultes, Pierre Lison
日本語で読む → - 論文被覆計画ロボティクス
部分的に未知な環境におけるロボット被覆経路の随時再計画
未知の障害物がある環境で、時間予算内に被覆経路をほぼ最適に再計画する手法OARP-Replanを提案し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: Anytime Replanning of Robot Coverage Paths for Partially Unknown Environments ／ Megnath Ramesh, Frank Imeson, Baris Fidan 他
日本語で読む → - 論文人間ロボット協調ロボティクス
人間とロボットのチーム作業における中断コストの探究
ロボットが情報収集のために人間の作業を中断する際のコストを、タイミング・内容・距離を変えて実験し、主観的な迷惑感と客観的な作業低下の関係を調べた。
原題: Exploring the Cost of Interruptions in Human-Robot Teaming ／ Swathi Mannem, William Macke, Peter Stone 他
日本語で読む → - 論文自動運転/行動計画制御
ゲーム理論と分岐モデル予測制御による自動車線合流
車線合流問題を対象に、ギャップ選択をゲーム理論でモデル化し、周囲車両の不確実な均衡戦略を考慮する分岐モデル予測制御を組み合わせた行動・運動計画フレームワークを提案し、実交通データで有効性を検証した。
原題: Automated Lane Merging via Game Theory and Branch Model Predictive Control ／ Luyao Zhang, Shaohang Han, Sergio Grammatico
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
実世界データからの物体再構成によるリアルなセンサシミュレーション
LiDARとカメラの疎な実世界データからニューラルSDFと物理ベース反射モデルで物体の形状と見た目を再構成し、自動運転知覚モデル評価用のマルチセンサシミュレーションを実現した。
原題: Reconstructing Objects in-the-wild for Realistic Sensor Simulation ／ Ze Yang, Sivabalan Manivasagam, Yun Chen 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
制約付き文脈条件付き拡散モデルによる模倣学習
注視点予測でタスク関連領域に集中する拡散モデル方策を提案し、5回のデモから6自由度マニピュレーションを頑健に学習できることを示した。
原題: C3DM: Constrained-Context Conditional Diffusion Models for Imitation Learning ／ Vaibhav Saxena, Yotto Koga, Danfei Xu
日本語で読む → - 論文水中ドッキングロボティクス
機械学習とリアルなシミュレーションを用いた水中ドッキングの効率的な検出・制御システム：包括的アプローチ
水中ドッキングのための深層学習モデルを比較し、知識蒸留で軽量化してリアルタイム化。GANと水中画像形成モデルでシミュレーションと現実のギャップを埋め、ドッキング成功率を評価した。
原題: An Efficient Detection and Control System for Underwater Docking using Machine Learning and Realistic Simulation: A Comprehensive Approach ／ Jalil Chavez-Galaviz, Jianwen Li, Matthew Bergman 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定画像認識
3Dイベント表現によるイベントベース人体姿勢推定の探求
イベントカメラの非同期性を活かすため、2つの3Dイベント表現（RasEPCとDEV）を提案し、屋外シーン向けの合成データセットEV-3DPWを構築して、イベントベース人体姿勢推定の精度を向上させた。
原題: Exploring Event-based Human Pose Estimation with 3D Event Representations ／ Xiaoting Yin, Hao Shi, Jiaan Chen 他
日本語で読む → - 論文障害物回避ロボティクス
二段階動的障害物回避
RNNで障害物の衝突リスクを推定し、その推定値を強化学習エージェントの観測に組み込む二段階構成により、動的障害物回避の性能を向上させる手法を提案した論文。
原題: Two-step dynamic obstacle avoidance ／ Fabian Hart, Martin Waltz, Ostap Okhrin
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
TWIST: 教師-生徒ワールドモデル蒸留による効率的なSim-to-Real転移
シミュレータの状態情報で教師ワールドモデルを学習し、画像入力の生徒モデルへ蒸留することで、視覚ベースのモデルベースRLを効率的に実機へ転移する手法を提案。
原題: TWIST: Teacher-Student World Model Distillation for Efficient Sim-to-Real Transfer ／ Jun Yamada, Marc Rigter, Jack Collins 他
日本語で読む → - 論文自動運転シミュレーションロボティクス
シミュレータ選びは慎重に：自動運転向けオープンソースシミュレータのレビュー
自動運転用オープンソースシミュレータの進化と機能を分析し、タスク別の分類・選定基準・課題と解決策を整理したレビュー論文。
原題: Choose Your Simulator Wisely: A Review on Open-source Simulators for Autonomous Driving ／ Yueyuan Li, Wei Yuan, Songan Zhang 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
GPT-4Vを用いたロボティクス：人間の実演からのマルチモーダルタスクプランニング
人間の作業動画をGPT-4Vで解析し、把持位置や姿勢などのアフォーダンス情報を含む実行可能なロボットプログラムをワンショットで生成するパイプラインを提案した。
原題: GPT-4V(ision) for Robotics: Multimodal Task Planning from Human Demonstration ／ Naoki Wake, Atsushi Kanehira, Kazuhiro Sasabuchi 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
NGEL-SLAM: ニューラル暗黙表現に基づくグローバル一貫性と低遅延を両立したSLAMシステム
複数のニューラル暗黙場とオクツリー表現、ループ閉じ込み対応の特徴量追跡を組み合わせ、グローバル一貫性と低遅延を実現したSLAMシステムを提案。
原題: NGEL-SLAM: Neural Implicit Representation-based Global Consistent Low-Latency SLAM System ／ Yunxuan Mao, Xuan Yu, Kai Wang 他
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