論文
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 →- 論文キャリブレーションロボティクス
Structure-from-Motionを用いたロボットのハンドアイキャリブレーション
Structure-from-Motionと既知のロボット運動を組み合わせ、ハンドアイパラメータとスケール因子を線形に解く柔軟なキャリブレーション手法を提案し、様々な運動で検証した。
原題: Robot Hand-Eye Calibration using Structure-from-Motion ／ Nicolas Andreff, Radu Horaud, Bernard Espiau
日本語で読む → - 論文姿勢推定画像認識
HandyPriors: 微分可能な事前分布による物理的に整合した手と物体のインタラクション知覚
微分可能な物理とレンダリングを活用し、手と物体の姿勢推定を統一的に行うパイプラインを提案。最適化ベースとフィルタリングベースの2手法を実現し、接触情報の予測やロボットハンド操作への応用も示した。
原題: HandyPriors: Physically Consistent Perception of Hand-Object Interactions with Differentiable Priors ／ Shutong Zhang, Yi-Ling Qiao, Guanglei Zhu 他
日本語で読む → - 論文自動運転/sim2realロボティクス
地下駐車場シミュレーションにおける自動バレーパーキングアルゴリズム訓練の評価手法の検討
2Dの地下駐車場図面から難易度の異なる3Dシミュレーションシーンを自動生成し、自動バレーパーキング(AVP)アルゴリズムの訓練・評価を効率化する手法を提案した。
原題: Exploration of the Assessment for AVP Algorithm Training in Underground Parking Garages Simulation Scenario ／ Wenjin Li
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
仮想フェロモンによる実時間分散型インフラ不要の探索と目標追跡
仮想フェロモンを用いた分散制御と目標選択を組み合わせ、インフラのない未知環境で複数エージェントが協調して探索・追跡する手法を提案し、軽航空機マルチロボットシステムで実装した。
原題: Real-Time Distributed Infrastructure-free Searching and Target Tracking via Virtual Pheromones ／ Joseph Prince Mathew, Cameron Nowzari
日本語で読む → - 論文点群位置合わせ/時空間マッピング画像認識
静止するものはない：大規模な幾何学的・時間的変化下での3D点群位置合わせの時空間ベンチマーク
建設・改修中の大規模屋内環境を繰り返し計測した3D点群データセットを構築し、大きな時空間変化を伴うシーン断片の位置合わせを評価するベンチマークNSSを提案した。
原題: Nothing Stands Still: A Spatiotemporal Benchmark on 3D Point Cloud Registration Under Large Geometric and Temporal Change ／ Tao Sun, Yan Hao, Shengyu Huang 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SLAMロボティクス
石油化学産業ロボットのためのマッピングパイプラインと同時自己位置推定
石油化学プラントの配管検査を想定し、差動駆動ロボットをGazebo/ROSでシミュレーションし、SLAMと経路計画を実装した。実機でも迷路環境でセンサデータを収集し、ホイールエンコーダなしでもKinectとIMUのセンサフュージョンにより妥当な地図が得られることを示した。
原題: Mapping Pipelines and Simultaneous Localization for Petrochemical Industry Robots ／ Mahta Akhyani
日本語で読む → - 論文運動計画制御
深層強化学習グラフ：ニューラリアプノフ検証によるフィードバック運動計画
強化学習コントローラをノードとして接続し、ニューラリアプノフ関数で検証された吸引領域を保証することで、初期状態から目標状態まで誘導するフィードバック運動計画アルゴリズムを提案した。
原題: Deep Reinforcement Learning Graphs: Feedback Motion Planning via Neural Lyapunov Verification ／ Armin Ghanbarzadeh, Esmaeil Najafi
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットによる樹木操作に向けて：グラフ表現の活用
樹木のような作物の接触による変形をグラフニューラルネットワークで学習し、変形予測モデルと操作方策を構築した研究。
原題: Towards Robotic Tree Manipulation: Leveraging Graph Representations ／ Chung Hee Kim, Moonyoung Lee, Oliver Kroemer 他
日本語で読む → - 論文空中マニピュレーションロボティクス
空中把持の統合アプローチ：双安定グリッパと適応制御の融合
双安定バンド式の受動グリッパと不確かさの事前知識を必要としない適応制御を組み合わせ、位置ずれに強いロバストな空中把持を実現した研究。
原題: An Integrated Approach to Aerial Grasping: Combining a Bistable Gripper with Adaptive Control ／ Rishabh Dev Yadav, Brycen Jones, Saksham Gupta 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
秒速で飛ばす：ドローン制御のための高速強化学習
非対称アクター・クリティックとカリキュラム学習を組み合わせ、民生用ノートPCで18秒の訓練によりクアッドロータの直接RPM制御をSim2Real転移し、実機で競争力のある軌道追従を実現した。
原題: Learning to Fly in Seconds ／ Jonas Eschmann, Dario Albani, Giuseppe Loianno
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
混雑環境におけるマルチロボットシステムの通過制御に関するサーベイ
混雑した環境で複数のロボットが通過するための制御手法を、リーダー追従型編隊制御・軌道計画・制御ベース手法・仮想チューブ計画制御の4種類に分類して比較・整理したサーベイ論文。
原題: A Survey on Passing-through Control of Multi-Robot Systems in Cluttered Environments ／ Yan Gao, Chenggang Bai, Quan Quan
日本語で読む → - 論文医用ロボティクスロボティクス
ロボット超音波における呼吸補償ボリューム再構成のための暗黙的ニューラル表現
ロボット超音波システムで取得した腹部3D超音波画像に対し、暗黙的ニューラル表現を用いて呼吸運動を補償し、アーチファクトを抑えた滑らかなボリューム再構成を実現する手法を提案した。
原題: Implicit Neural Representations for Breathing-compensated Volume Reconstruction in Robotic Ultrasound ／ Yordanka Velikova, Mohammad Farid Azampour, Walter Simson 他
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 → - 論文動作計画ロボティクス
深層学習による最適化ベース動作計画の高速化
3D環境をコンパクトに符号化するbasis point setと学習により、最適化ベース動作計画の初期解を予測して高速化し、19自由度ヒューマノイドで200msの経路生成と実機実験を実現した。
原題: Speeding Up Optimization-based Motion Planning through Deep Learning ／ Johannes Tenhumberg, Darius Burschka, Berthold Bäuml
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
PIAug：物理情報に基づくデータ拡張によるオフロード走行の車両ダイナミクス学習
低速データしかない状況で、物理モデルを用いて中・高速域のデータを生成し、物理に基づく損失関数と組み合わせてニューラルネットワークを学習させることで、オフロード車両の高速・アグレッシブな挙動予測精度を向上させた研究。
原題: PIAug -- Physics Informed Augmentation for Learning Vehicle Dynamics for Off-Road Navigation ／ Parv Maheshwari, Wenshan Wang, Samuel Triest 他
日本語で読む → - 論文知覚・位置推定ロボティクス
ロボット収穫のための高精度果実位置推定を実現するアクティブレーザーカメラスキャン：システム設計とキャリブレーション
赤色ラインレーザー・RGBカメラ・直動スライドを組み合わせたアクティブスキャン方式により、果樹園環境でもミリメートル精度で果実の位置を推定するシステムを設計し、RANSACベースのキャリブレーション手法で高精度化を実現した。
原題: Active Laser-Camera Scanning for High-Precision Fruit Localization in Robotic Harvesting: System Design and Calibration ／ Kaixiang Zhang, Pengyu Chu, Kyle Lammers 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
ECMD: SLAM向けイベント中心マルチセンサ運転データセット
イベントカメラを含む多様なセンサを搭載した車両で200km超を走行し、SLAM研究用の大規模データセットを構築して既存手法を評価した。
原題: ECMD: An Event-Centric Multisensory Driving Dataset for SLAM ／ Peiyu Chen, Weipeng Guan, Feng Huang 他
日本語で読む → - 論文モデル予測制御ロボティクス
ReLU-QP: モデル予測制御のためのGPU加速二次計画法ソルバ
二次計画法のADMMアルゴリズムをReLU活性化付きの重み共有ニューラルネットワークとして再定式化し、GPU上でリアルタイムに解けるようにしたソルバを提案した。
原題: ReLU-QP: A GPU-Accelerated Quadratic Programming Solver for Model-Predictive Control ／ Arun L. Bishop, John Z. Zhang, Swaminathan Gurumurthy 他
日本語で読む → - 論文走行制御/MPCロボティクス
不整地におけるアグレッシブ走行のためのモデル予測制御
不整地での高速走行において、横転や溝越えの失敗を防ぐ物理ベースの走行可能性制約を導出し、並列化可能なMPCに組み込むことで、事前情報なしに安全かつアグレッシブな自律走行を実現した。
原題: Model Predictive Control for Aggressive Driving Over Uneven Terrain ／ Tyler Han, Alex Liu, Anqi Li 他
日本語で読む → - 論文触覚/マニピュレーションロボティクス
推定器結合強化学習による堅牢な純触覚ハンド内操作
触覚のみを用いたハンド内での物体回転操作において、制御方策と状態推定器を訓練時から結合することで推定精度と操作性能を向上させ、実機転移を実現した研究。
原題: Estimator-Coupled Reinforcement Learning for Robust Purely Tactile In-Hand Manipulation ／ Lennart Röstel, Johannes Pitz, Leon Sievers 他
日本語で読む → - 論文世界モデル機械学習
LanGWM: 言語に基づく世界モデル
画像内の物体をマスクしテキストで記述を与えることで、言語に基づく視覚特徴を学習し、強化学習の世界モデルの分布外汎化性能を向上させた研究。
原題: LanGWM: Language Grounded World Model ／ Rudra P. K. Poudel, Harit Pandya, Chao Zhang 他
日本語で読む → - 論文拡張目標追跡画像認識
非パラメトリック時空間結合確率データ関連付けフィルタによる干渉拡張目標追跡
拡張目標追跡において複数目標が干渉する問題に対し、空間と時間の測定依存性をカーネル関数で学習する非パラメトリック時空間結合確率データ関連付けフィルタを提案した。
原題: Nonparametric Spatio-Temporal Joint Probabilistic Data Association Coupled Filter and Interfering Extended Target Tracking ／ Behzad Akbari, Haibin Zhu, Ya-Jun Pan 他
日本語で読む → - 論文AR/ヒューマンロボットインタラクションロボティクス
拡張現実を用いた移動マニピュレータの表面補修計画の評価と修正
産業施設の腐食補修を行う移動マニピュレータの計画を、ARで非専門家が確認・修正・承認できるシステムを開発した。
原題: Using Augmented Reality to Assess and Modify Mobile Manipulator Surface Repair Plans ／ Frank Regal, Steven Swanbeck, Fabian Parra 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
誘導ベクトル場による自発的順序形成型マルチロボット隊列経路追従
各ロボットに経路パラメータを仮想座標として付加する分散誘導ベクトル場アルゴリズムを提案し、任意の初期位置から共通の閉・自己交差経路に沿って自発的に順序が決まる隊列を形成して移動できることを、USV実験と3Dシミュレーションで示した。
原題: Spontaneous-Ordering Platoon Control for Multirobot Path Navigation Using Guiding Vector Fields ／ Bin-Bin Hu, Hai-Tao Zhang, Weijia Yao 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
火星溶岩チューブ探査のための跳躍脚式ロボットの設計と実験的検証
火星の低重力環境での跳躍に最適化した脚式ロボットを設計し、二足・四足両対応の脚機構で地球重力下での跳躍実験と火星重力下のシミュレーションにより性能を検証した。
原題: Design and Experimental Verification of a Jumping Legged Robot for Martian Lava Tube Exploration ／ Jørgen Anker Olsen, Kostas Alexis
日本語で読む → - 論文故障診断ロボティクス
生成的モデルを用いたデータ駆動型ロボット故障検出と診断：改良SFDDアルゴリズム
制限ボルツマンマシンなどの生成的モデルを用いてセンサ間の相関をモデル化し、残差に基づく故障検出・診断を行う改良SFDDアルゴリズムを提案し、移動ロジスティクスロボットの車輪切断認識で有効性を実証した。
原題: Data-Driven Robot Fault Detection and Diagnosis Using Generative Models: A Modified SFDD Algorithm ／ Alex Mitrevski, Paul G. Plöger
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 → - 論文人間ロボット協働ロボティクス
人間とロボットの協働のためのデジタルツイン：将来展望
人間とロボットの協働（HRC）におけるデジタルツインの最新動向をレビューし、その将来像と統合の利点・課題を展望した論文。
原題: Digital Twins for Human-Robot Collaboration: A Future Perspective ／ Mohamad Shaaban, Alessandro Carfì, Fulvio Mastrogiovanni
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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