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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 →- 論文ソフトロボティクスロボティクス
果樹園作業向け低コスト・高速応答ソフトグローイングマニピュレータの設計・モデリング・制御
果樹園での収穫や剪定作業を想定し、最大1.2m伸長・0.27m/sで動作し1.4kgのペイロードを運べる低コストなソフトグローイングロボットアームを開発し、運動学モデルと位置制御を実験的に検証した。
原題: Design, Modeling, and Control of a Low-Cost and Rapid Response Soft-Growing Manipulator for Orchard Operations ／ Ryan Dorosh, Justin Allen, Zixuan He 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
Quatro++: LiDAR SLAMのループ閉じ込みのための地面セグメンテーションを活用したロバストなグローバル位置合わせ
LiDAR SLAMのループ閉じ込みにおいて、地面セグメンテーションを利用して点群の疎性と退化の問題を克服し、ロバストなグローバル位置合わせを実現するフレームワークを提案した。
原題: Quatro++: Robust Global Registration Exploiting Ground Segmentation for Loop Closing in LiDAR SLAM ／ Hyungtae Lim, Beomsoo Kim, Daebeom Kim 他
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
CADSim: 実世界データからのロバストでスケーラブルな3D再構成による制御可能なセンサシミュレーション
少数のCADモデルを活用した部品認識型の物体クラス事前分布と微分可能レンダリングを組み合わせ、実世界の疎でノイズの多いセンサデータから車両の形状（関節のある車輪を含む）と高品質な外観を自動再構成する手法を提案。
原題: CADSim: Robust and Scalable in-the-wild 3D Reconstruction for Controllable Sensor Simulation ／ Jingkang Wang, Sivabalan Manivasagam, Yun Chen 他
日本語で読む → - 論文パラレルマニピュレータロボティクス
次元均一な制約埋め込みヤコビ行列による1T2Rパラレルマニピュレータの作業空間最適化
1T2Rパラレルマニピュレータの混合自由度に起因する次元不一致を解決するため、次元均一な制約埋め込みヤコビ行列を提案し、作業空間最適化を効率化した。
原題: Workspace optimization of 1T2R parallel manipulators with a dimensionally homogeneous constraint-embedded Jacobian ／ Hassen Nigatu, Doik Kim
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
手持ちグリッパと人間操作における形態的ギャップの実証
人間が手持ち式のパラレルグリッパと頭部カメラを装着して操作デモを収集する手法を提案し、ロボットと人間の形態差が学習に与える影響を分析した。
原題: On Hand-Held Grippers and the Morphological Gap in Human Manipulation Demonstration ／ Kiran Doshi, Yijiang Huang, Stelian Coros
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
HASHI: 産業環境での操作に向けた高適応性シーフードハンドリング器具
箸のような2本の棒を相対回転させて把持・ハンド内操作を行う新型ロボットエンドエフェクタHASHIを提案し、運動学モデルと力覚センサを検証、多様な食品での把持試験で汎用性を評価した。
原題: HASHI: Highly Adaptable Seafood Handling Instrument for Manipulation in Industrial Settings ／ Austin Allison, Nathaniel Hanson, Sebastian Wicke 他
日本語で読む → - 論文制御/ゲーム理論ロボティクス
状態制約付き二人一般和微分ゲームのための価値近似
状態制約により価値関数が不連続になる二人微分ゲームにおいて、PINNの弱点を克服する3つの手法（ハイブリッド学習、価値硬化、エピグラフ法）を比較し、ハイブリッド学習が安全性と汎化で優れることを示した。
原題: Value Approximation for Two-Player General-Sum Differential Games with State Constraints ／ Lei Zhang, Mukesh Ghimire, Wenlong Zhang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
知識表現・推論・計画と強化学習を組み合わせた柔軟で適応的な製造
スキルベースのロボット制御プラットフォームSkiROS2に強化学習を統合し、多品種少量生産におけるタスク計画と適応的なマニピュレーションを実現する手法を提案した論文。
原題: Flexible and Adaptive Manufacturing by Complementing Knowledge Representation, Reasoning and Planning with Reinforcement Learning ／ Matthias Mayr, Faseeh Ahmad, Volker Krueger
日本語で読む → - 論文変形可能物体操作ロボティクス
対話的知覚と補助ツールによる変形可能物体操作の性能向上
変形可能物体の操作において、操作中の最適な視点を能動的に探す対話的知覚と、折り畳み板のような補助ツールの利用という2つの手法を提案し、操作性能の向上を目指す研究。
原題: Enhancing Deformable Object Manipulation By Using Interactive Perception and Assistive Tools ／ Peng Zhou
日本語で読む → - 論文跳躍ロボットロボティクス
バネ駆動跳躍ロボットにおける弾性エネルギー貯蔵
菱形リンク機構とバネを組み合わせた跳躍ロボットのエネルギー貯蔵を解析し、理想的な定力バネの設計指針を提示した。
原題: Elastic energy storage of spring-driven jumping robots ／ John Lo, Ben Parslew
日本語で読む → - 論文セマンティック3Dマッピング画像認識
セマンティック3Dマッピングにおける過信問題
複数視点の深度とセグメンテーションを統合するセマンティック3Dマッピングで、従来手法が誤りにも高い確信度を割り当てる「融合過信問題」を指摘し、学習ベースの融合・校正パイプラインGLFSを提案した論文。
原題: On the Overconfidence Problem in Semantic 3D Mapping ／ Joao Marcos Correia Marques, Albert Zhai, Shenlong Wang 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ワークスペース誘導を活用したハイパーグラフによるスケーラブルなマルチロボット動作計画
ワークスペースのトポロジー情報を利用してDaSHフレームワークを拡張し、狭い通路のある混雑環境で最大128台の移動ロボットの動作計画を効率的に行う手法を提案した。
原題: Scalable Multi-Robot Motion Planning Using Workspace Guidance-Informed Hypergraphs ／ Courtney McBeth, James Motes, Isaac Ngui 他
日本語で読む → - 論文LiDARオドメトリロボティクス
LiLO: 球面距離画像フィルタリングに基づく軽量・低バイアスLiDARオドメトリ
非構造化屋外環境向けに、点群を球面距離画像に変換して特徴をフィルタリングし、計算コストを抑えた軽量LiDARオドメトリ手法を提案した。
原題: LiLO: Lightweight and low-bias LiDAR Odometry method based on spherical range image filtering ／ Edison P. Velasco-Sánchez, Miguel Ángel Muñoz-Bañón, Francisco A. Candelas 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/生成モデルロボティクス
DiffuseBot: 物理拡張拡散モデルによるソフトロボットの創成
物理シミュレーションを組み込んだ拡散モデルでソフトロボットの形状を生成し、微分可能シミュレーションによる制御との共同設計で多様なタスクをこなせるロボットを自動生成する手法を提案。
原題: DiffuseBot: Breeding Soft Robots With Physics-Augmented Generative Diffusion Models ／ Tsun-Hsuan Wang, Juntian Zheng, Pingchuan Ma 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
不確実環境下でのドローン群に対する安全なマルチエージェント運動計画：フィルタ付き強化学習によるアプローチ
強化学習で各ドローンの運動計画を学習し、凸最適化とチャンス制約による安全フィルタで衝突回避を保証する、リアルタイム実行可能なマルチエージェント運動計画手法を提案した。
原題: Safe multi-agent motion planning under uncertainty for drones using filtered reinforcement learning ／ Sleiman Safaoui, Abraham P. Vinod, Ankush Chakrabarty 他
日本語で読む → - 論文形式検証制御
線形システムにおける安全違反の完全特徴付けのためのBDD
線形システムの安全検証で得られる反例を、二分決定図（BDD）を用いて完全に特徴付け、動的に同型ノードを判定してBDDを縮小する手法を提案した。
原題: BDD for Complete Characterization of a Safety Violation in Linear Systems with Inputs ／ Manish Goyal, David Bergman, Parasara Sridhar Duggirala
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
マルチロボットシステムのための安全制御の学習：手法・検証・未解決課題
複数ロボットの安全な制御を学習ベースで実現する手法を、安全性の概念からシールディング、制御バリア関数学習、安全考慮型マルチエージェント強化学習、検証ツールまで体系的にサーベイし、今後の課題を整理した。
原題: Learning Safe Control for Multi-Robot Systems: Methods, Verification, and Open Challenges ／ Kunal Garg, Songyuan Zhang, Oswin So 他
日本語で読む → - 論文視覚オドメトリロボティクス
遺伝的アルゴリズムを用いた高密度視覚オドメトリ
RGB-D画像列からカメラの動きを推定する視覚オドメトリ問題を遺伝的アルゴリズムで解き、従来手法より高精度に推定できることを示した研究。
原題: Dense Visual Odometry Using Genetic Algorithm ／ Slimane Djema, Zoubir Abdeslem Benselama, Ramdane Hedjar 他
日本語で読む → - 論文群制御AI
模倣学習に基づく代替マルチエージェントPPOによる整形式群れの追跡回避
集中型MAPPOで群れのフォーメーション制御を学習し、模倣学習で分散化して通信量を削減、代替訓練で性能を補償する手法を提案した。
原題: Imitation Learning based Alternative Multi-Agent Proximal Policy Optimization for Well-Formed Swarm-Oriented Pursuit Avoidance ／ Sizhao Li, Yuming Xiang, Rongpeng Li 他
日本語で読む → - 論文セマンティックセグメンテーション画像認識
屋内シーンのための既存知覚モデル融合によるラベリング
SAM・Detic・MaskFormerを組み合わせ、屋内環境の疑似ラベルを低コストで生成する手法を提案し、多視点融合で不整合を補正する。
原題: Labeling Indoor Scenes with Fusion of Out-of-the-Box Perception Models ／ Yimeng Li, Navid Rajabi, Sulabh Shrestha 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
人間の意図を利用した協調マニピュレーションのための先読みロボット制御
人間との力のやり取りから意図をリアルタイムに認識し、階層型制御で協調動作を実現するロボット制御フレームワークを提案し、UR10eでの実験で有効性を示した。
原題: Proactive Robot Control for Collaborative Manipulation Using Human Intent ／ Zhanibek Rysbek, Siyu Li, Afagh Mehri Shervedani 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
拡散モデルによる視覚触覚センサのSim2Real二段階適応と物体表面分類
拡散モデルで実画像とシミュレーション画像のドメインギャップを埋め、視覚触覚センサによる物体表面分類の精度を34.7%から81.9%へ大幅に向上させた研究。
原題: Sim2Real Bilevel Adaptation for Object Surface Classification using Vision-Based Tactile Sensors ／ Gabriele M. Caddeo, Andrea Maracani, Paolo D. Alfano 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
ロボット座標系とハンドアイ系の同時キャリブレーション
ロボットのワールド座標系からベース座標系への変換とハンド座標系からカメラ座標系への変換を同時に求める問題に対し、四元数を用いた閉形式解法と非線形制約付き最小化による解法を提案し、感度解析で既存手法と比較した。
原題: Simultaneous Robot-World and Hand-Eye Calibration ／ Fadi Dornaika, Radu Horaud
日本語で読む → - 論文タスクオフロードロボティクス
マルチエッジ基盤における動的タスクオフロードのためのユーティリティAI
マルチロボット環境で遅延に敏感なタスクを効率的に処理するため、計算・通信・実行負荷を考慮したユーティリティ最大化に基づく動的タスクオフロード戦略を提案し、従来手法よりリソース利用と遅延を改善した。
原題: Utility AI for Dynamic Task Offloading in the Multi-Edge Infrastructure ／ Nazish Tahir, Ramviyas Parasuraman
日本語で読む → - 論文制御ロボティクス
UAVにおける幾何学的制御とフィードバック線形化のレビュー
UAVの制御手法として幾何学的制御とフィードバック線形化に焦点を当て、理論的基盤・実応用・課題・研究動向を包括的にレビューした論文。
原題: Geometric and Feedback Linearization on UAV: Review ／ Hans Oersted, Yudong Ma
日本語で読む → - 論文制御学習ロボティクス
データ駆動型反復線形二次レギュレータによる不確実性下の制御学習
プロセスとセンシングの不確実性がある動的システムに対し、データに基づくiLQRの有効性を解析し、完全観測では大域的最適に収束するが部分観測ではバイアスが生じることを示し、複数ロールアウトの平均化で真の最適解が得られることをロボット例で検証した。
原題: Learning to Control under Uncertainty with Data-Based Iterative Linear Quadratic Regulator ／ Ran Wang, Raman Goyal, Suman Chakravorty
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
自律製造のための大規模マルチロボット組立計画
CAD仕様から数千部品の組立手順を自動生成し、ロボット群の配置・タスク割当・協調搬送・衝突回避制御までを一貫して計画するアルゴリズム群を提案。
原題: Large-Scale Multi-Robot Assembly Planning for Autonomous Manufacturing ／ Kyle Brown, Dylan M. Asmar, Mac Schwager 他
日本語で読む → - 論文ビジュアルサーボ/ aerial manipulationロボティクス
UAVによる太陽光発電アレイ検査のためのビジュアルサーボNMPC
RGB-D画像とカルマンフィルタで太陽光パネル列のエッジを推定し、非線形モデル予測制御(NMPC)によるビジュアルサーボでUAVを低高度で正確に追従させ、詳細画像を取得する手法を提案・実機検証した。
原題: Visual Servoing NMPC Applied to UAVs for Photovoltaic Array Inspection ／ Edison P. Velasco-Sánchez, Luis F. Recalde, Bryan S. Guevara 他
日本語で読む → - 論文制御/安定性解析ロボティクス
チルトロータUAVのための高度フィードバック線形化制御：歩容計画、制御器設計、安定性解析
チルトロータUAVのフィードバック線形化制御における過剰制御信号・特異行列・飽和の問題に対し、歩容計画と許容姿勢曲線の概念を導入し、飽和を伴うフィードバック線形化の安定性を初めて証明した。
原題: Advanced Feedback Linearization Control for Tiltrotor UAVs: Gait Plan, Controller Design, and Stability Analysis ／ Zhe Shen
日本語で読む → - 論文模倣学習画像認識
MAAIP: 物理ベースキャラクターの格闘デモンストレーション模倣のためのマルチエージェント敵対的相互作用事前分布
単一アクターの動作データと少数の相互作用データから、物理ベースの複数キャラクターが格闘スタイルを保ちつつ相互作用を模倣する制御方策を、マルチエージェント敵対的模倣学習で訓練する手法を提案。
原題: MAAIP: Multi-Agent Adversarial Interaction Priors for imitation from fighting demonstrations for physics-based characters ／ Mohamed Younes, Ewa Kijak, Richard Kulpa 他
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