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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 →- 論文ヒューマンロボットインタラクションロボティクス
可変自律型ヒューマンロボットシステムにおける学習効果：訓練はどれだけ必要か
探索救助シナリオで人間主導型と混合主導型の遠隔操作ロボット実験を行い、訓練による学習効果とタスク成績への影響を調べ、実験設計と訓練方法の指針を示した。
原題: Learning effects in variable autonomy human-robot systems: how much training is enough? ／ Manolis Chiou, Mohammed Talha, Rustam Stolkin
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
カプセル切開用鉗子における術中力覚知覚と信号分離手法
カプセル切開用鉗子にFBGセンサを搭載し、FASTICAを組み合わせた信号分離により3軸力覚を高精度に計測する手法を提案した。
原題: An Intraoperative Force Perception and Signal Decoupling Method on Capsulorhexis Forceps ／ Heng Zhang
日本語で読む → - 論文シーン生成/NeRF画像認識
ASSIST: スケーラブルでリアルな屋内シミュレーションのためのインタラクティブシーンノード
物体ごとのNeRF表現とシーンノード構造を用いて、屋内シーンを対話的に編集・合成し、リアルな新視点画像や深度・セグメンテーションを生成する手法を提案。
原題: ASSIST: Interactive Scene Nodes for Scalable and Realistic Indoor Simulation ／ Zhide Zhong, Jiakai Cao, Songen Gu 他
日本語で読む → - 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POMDP計画AI
確率的保証と実践による連続POMDP計画における複雑な観測モデルの簡略化
高次元連続観測を持つPOMDP計画において、簡略化観測モデルを用いる際の解品質の確率的保証を与え、オンライン計画中に高コストモデルへアクセスせずに形式的保証を達成する手法を提案した。
原題: Simplifying Complex Observation Models in Continuous POMDP Planning with Probabilistic Guarantees and Practice ／ Idan Lev-Yehudi, Moran Barenboim, Vadim Indelman
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
LLMによるサービスモバイルロボットのプログラミング：CodeBotlerとRoboEval
自然言語からサービスモバイルロボットのプログラムを生成するツールCodeBotlerと、その評価ベンチマークRoboEvalを提案し、複数のLLMの性能と失敗傾向を分析した。
原題: Deploying and Evaluating LLMs to Program Service Mobile Robots ／ Zichao Hu, Francesca Lucchetti, Claire Schlesinger 他
日本語で読む → - 論文オンデバイス物体検出画像認識
TinyissimoYOLOによるAI統合スマートグラス上の超効率的なオンデバイス物体検出
小型・低消費電力のスマートグラス向けに、100万パラメータ未満のTinyissimoYOLOネットワーク群とRISC-VプロセッサGAP9を組み合わせ、18FPS・62.9mWで動作する常時オンのオンデバイス物体検出システムを実現した。
原題: Ultra-Efficient On-Device Object Detection on AI-Integrated Smart Glasses with TinyissimoYOLO ／ Julian Moosmann, Pietro Bonazzi, Yawei Li 他
日本語で読む → - 論文群制御制御
複数対戦型殺人運転手リーチ・アボイドゲーム：追跡包囲関数アプローチ
複数の追跡者と侵入者がいるリーチ・アボイド微分ゲームにおいて、追跡包囲関数を導入し、協調戦略とタスク割り当てを提案した論文。
原題: Multiplayer Homicidal Chauffeur Reach-Avoid Games: A Pursuit Enclosure Function Approach ／ Rui Yan, Xiaoming Duan, Rui Zou 他
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
不確実なロボットシステムにおけるスケーラブルなデータ駆動型安全フィルタのための制約誘導オンラインデータ選択
モデルベースの証明関数とガウス過程回帰を組み合わせ、オンラインデータ選択で計算量をデータセットサイズに対して二次から線形に削減するデータ駆動型安全フィルタを提案し、実機カートポールと5リンク二足歩行ロボットのシミュレーションで有効性を示した。
原題: Constraint-Guided Online Data Selection for Scalable Data-Driven Safety Filters in Uncertain Robotic Systems ／ Jason J. Choi, Fernando Castañeda, Wonsuhk Jung 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
中枢運動系に着想を得たロボット制御のための事前学習強化学習
脳の中枢運動系にヒントを得て、外部データに頼らず多様で再利用可能な運動スキルを事前学習する強化学習手法を提案し、複数のロボットの疎報酬タスクで有効性を示した。
原題: A Central Motor System Inspired Pre-training Reinforcement Learning for Robotic Control ／ Pei Zhang, Zhaobo Hua, Jinliang Ding
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
ロボットベースを一度見るだけで実現する学習ベース3Dビジョンによる自動ハンドアイキャリブレーション
外部マーカーや人手を必要とせず、学習ベースの3D検出・位置合わせでロボットベースを認識し、ハンドアイキャリブレーションを自動化する手法を提案した。
原題: Automatic Robot Hand-Eye Calibration Enabled by Learning-Based 3D Vision ／ Leihui Li, Xingyu Yang, Riwei Wang 他
日本語で読む → - 論文行動認識画像認識
SkelVIT：軽量骨格行動認識システムのためのVision Transformerの合意
骨格データを擬似画像に変換し、複数のVision Transformerで分類して結果を統合する軽量な行動認識システムを提案し、その有効性を検証した。
原題: SkelVIT: Consensus of Vision Transformers for a Lightweight Skeleton-Based Action Recognition System ／ Ozge Oztimur Karadag
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
空中把持と着陸のためのモジュール式空気圧ソフトグリッパ設計
空気圧で駆動するモジュール式ソフトグリッパを開発し、ドローンの空中把持と着陸を両立させた。指の配置を切り替え可能で、収納時は軟着陸装置としても機能する。
原題: A Modular Pneumatic Soft Gripper Design for Aerial Grasping and Landing ／ Hiu Ching Cheung, Ching-Wei Chang, Bailun Jiang 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
弾性ヒューマノイド上半身のキャリブレーションと動作計画のための効率的補償
ヒューマノイド上半身の関節・横弾性を考慮した運動学モデルを初めて構築し、Agile Justinでキャリブレーションして位置誤差を21mmから3.1mmに削減。暗黙的モデルを最適化ベースの動作計画に統合する効率的な手法を提案。
原題: Calibration of an Elastic Humanoid Upper Body and Efficient Compensation for Motion Planning ／ Johannes Tenhumberg, Berthold Bäuml
日本語で読む → - 論文LiDAR慣性オドメトリロボティクス
LIO-EKF：拡張カルマンフィルタを用いた高周波LiDAR慣性オドメトリ
点対点レジストレーションと拡張カルマンフィルタを組み合わせ、適応的なデータ対応付けでパラメータ調整を削減したLiDAR慣性オドメトリを提案し、高精度かつ高速な推定を実現した。
原題: LIO-EKF: High Frequency LiDAR-Inertial Odometry using Extended Kalman Filters ／ Yibin Wu, Tiziano Guadagnino, Louis Wiesmann 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
経験に基づく階層型ナビゲーションによる多モーダル四足歩行の鉄筋グリッド横断
鉄筋グリッド上を四足ロボットが素早く移動するため、経験を蓄積する高レベル接触計画と動力学を考慮した低レベル軌道最適化を組み合わせた階層型フレームワークを提案し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: Hierarchical Experience-informed Navigation for Multi-modal Quadrupedal Rebar Grid Traversal ／ Max Asselmeier, Jane Ivanova, Ziyi Zhou 他
日本語で読む → - 論文3D再構成画像認識
NeRFによる植物の高忠実度3D再構成
農業環境で撮影した実植物画像の新データセットを構築し、Instant-NGPとInstant-NSRを用いて新視点画像生成と3D再構成の性能を評価した。
原題: High-fidelity 3D Reconstruction of Plants using Neural Radiance Field ／ Kewei Hu, Ying Wei, Yaoqiang Pan 他
日本語で読む → - 論文対話システム自然言語
音声アシスタントにおける対話修復の分析
GoogleアシスタントとSiriが人間同士の会話で使われる「は？」などの聞き返しによる対話修復をどのように扱うかを分析し、英語とスペイン語のユーザー調査から選好の違いを明らかにした。
原題: An Analysis of Dialogue Repair in Voice Assistants ／ Matthew Galbraith
日本語で読む → - 論文モデリングmath.NA
SymPyによる転がり円板のモデル化
摩擦のない平面上を転がる円板の運動方程式をラグランジュ法で導出し、SymPyによる数式処理で簡略化する手法を提案した。
原題: Modelisation of a rolling disk with Sympy ／ Luc Jaulin
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習ロボティクス
DRNet：深層強化学習による自動運転の車線変更意思決定手法
深層強化学習を用いて、周囲車両の運転スタイルを考慮しつつ安全な車線変更を学習するDRNetを提案し、DDQNなどのベースラインを上回る性能を示した。
原題: DRNet: A Decision-Making Method for Autonomous Lane Changingwith Deep Reinforcement Learning ／ Kunpeng Xu, Lifei Chen, Shengrui Wang
日本語で読む → - 論文自動運転プランニングロボティクス
IR-STP: 時空間プランニングにおけるインタラクション推論による自動運転の強化
自動運転の時空間プランニングにインタラクション推論を組み込み、予測結果を一様に扱う従来手法より安全で効率的な軌道を生成する枠組みを提案した。
原題: IR-STP: Enhancing Autonomous Driving with Interaction Reasoning in Spatio-Temporal Planning ／ Yingbing Chen, Jie Cheng, Lu Gan 他
日本語で読む → - 論文VLA画像認識
GPT-4Vがハンドルを握る：歩行者行動予測における可能性と課題
自動運転向けの歩行者行動予測に視覚言語モデルGPT-4Vをゼロショットで適用し、公開データセットで定量・定性評価した初の研究。
原題: GPT-4V Takes the Wheel: Promises and Challenges for Pedestrian Behavior Prediction ／ Jia Huang, Peng Jiang, Alvika Gautam 他
日本語で読む → - 論文最適制御math.OC
Transformerによるタイト制約予測を用いた動力降下誘導の計算効率改善
Transformerニューラルネットワークで最適解のタイト制約を予測し、宇宙機の動力降下誘導の計算時間を1-8秒から500ミリ秒未満に短縮した。
原題: Improving Computational Efficiency for Powered Descent Guidance via Transformer-based Tight Constraint Prediction ／ Julia Briden, Trey Gurga, Breanna Johnson 他
日本語で読む → - 論文UAVリモートセンシング画像認識
UAV画像リモートセンシングによる窓の自動検出と計数
UAVの搭載カメラとセンサデータを用いた2段階のコンピュータビジョン手法により、建物の窓を自動検出・計数するシステムを提案した。
原題: Automated Detection and Counting of Windows using UAV Imagery based Remote Sensing ／ Dhruv Patel, Shivani Chepuri, Sarvesh Thakur 他
日本語で読む → - 論文生成モデル機械学習
ガイド付きフローによる生成モデリングと意思決定
Flow Matchingに分類器なしガイダンスを統合したGuided Flowsを提案し、条件付き画像生成や音声合成、オフライン強化学習の計画生成で高性能と高速化を実現した。
原題: Guided Flows for Generative Modeling and Decision Making ／ Qinqing Zheng, Matt Le, Neta Shaul 他
日本語で読む → - 論文形状センシングロボティクス
摺動抵抗式フレックスセンサによる連続体マニピュレータのデータ駆動型形状センシング
ケーブル駆動連続体マニピュレータに摺動可能な抵抗式フレックスセンサを内蔵し、ResNetでキャリブレーションすることで、低コストかつリアルタイム（約1.16ms）で高精度（平均誤差0.968mm）な形状推定を実現した。
原題: Data-Driven Shape Sensing in Continuum Manipulators via Sliding Resistive Flex Sensors ／ Chenhan Zhang, Shaopeng Jiang, Heyun Wang 他
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