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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
本質的に弾性結合したソフト・リジッドロボットのモデリングと制御
自由度間に弾性結合を持つソフト・リジッドハイブリッドロボットのモデル化と、弾性を補償する安定な制御器を提案し、ハードウェアで力制御を実証した。
原題: Modeling and Control of Intrinsically Elasticity Coupled Soft-Rigid Robots ／ Zach J. Patterson, Cosimo Della Santina, Daniela Rus
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
ロボットスキルの高精度外挿のための制約付き方程式学習ネットワーク
デモンストレーションから学習したロボットスキルを、データ分布外の条件に適応させる際に、軌道の歪みを抑えつつ精度を保つための制約付き回帰フレームワークを提案。
原題: Constrained Equation Learner Networks for Precision-Preserving Extrapolation of Robotic Skills ／ Hector Perez-Villeda, Justus Piater, Matteo Saveriano
日本語で読む → - 論文筋骨格シミュレーションロボティクス
神経筋骨格・外骨格連成系のための包括的動的シミュレーションフレームワーク
実験データに依存せず、最適化ベースで神経筋骨格フィードバック・剛体力学・外骨格との相互作用・接地を統合し、筋活動や関節トルクなどの生体力学的信号を生成するシミュレーションフレームワークを提案した。
原題: A Comprehensive Dynamic Simulation Framework for Coupled Neuromusculoskeletal-Exoskeletal Systems ／ Wei Jin, Jiaqi Liu, Qiwei Zhang 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
3D意味的共視性グラフを用いた意味SLAMにおける高精度ループ閉じ込み検出
意味SLAMシステムに3D意味情報と低レベル特徴を組み合わせたループ閉じ込み検出手法を導入し、ドリフト低減を実現した。
原題: Towards Accurate Loop Closure Detection in Semantic SLAM with 3D Semantic Covisibility Graphs ／ Zhentian Qian, Jie Fu, Jing Xiao
日本語で読む → - 論文移動ロボットロボティクス
立方体反転ロボットCuRobotの設計と軌道追従制御
立方体の各頂点に円錐形ホイールを8個配置し、どの面が接地しても全方向移動できる反転可能なロボットを設計し、モデル予測制御による軌道追従制御を実装した。
原題: Design and trajectory tracking control of CuRobot: A Cubic Reversible Robot ／ Kai Yang, Jiahui Wang, Yuchen Weng 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
エッジ加速ロボットナビゲーション：協調運動計画による実時間衝突回避
計算資源が限られたロボット群が、局所的な安全計画とエッジ上の高速計画を状況に応じて切り替えることで、混雑環境でもリアルタイムに衝突回避しながら効率的に移動できる手法を提案。
原題: Edge Accelerated Robot Navigation With Collaborative Motion Planning ／ Guoliang Li, Ruihua Han, Shuai Wang 他
日本語で読む → - 論文バイオミメティックロボットロボティクス
バイオミメティックワニロボットの構造設計と協調運動解析
ワニの構造と運動特性を模倣し、多自由度と関節式胴体を持つロボットを設計。脊椎と尾の協調が運動性能を向上させることをシミュレーションで示した。
原題: Structure design and coordinated motion analysis of bionic crocodile robot ／ Jun Wang, Jingya Zheng, Yuhang Zhao 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
分布シフト下でのセンサーモーター制御のためのコンフォーマル政策学習
コンフォーマル分位点を入力とするスイッチングポリシーを設計し、分布シフトを統計的保証付きで検出・対応する手法を提案。自動運転シミュレーションと四足歩行ロボットの能動知覚で有効性を実証。
原題: Conformal Policy Learning for Sensorimotor Control Under Distribution Shifts ／ Huang Huang, Satvik Sharma, Antonio Loquercio 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
Mobile-Seed: モバイルロボットのためのセマンティックセグメンテーションと境界検出の同時実行
モバイルロボット向けに、軽量な二重タスクフレームワークMobile-Seedを提案し、セマンティックセグメンテーションと境界検出を同時に高精度で行う。
原題: Mobile-Seed: Joint Semantic Segmentation and Boundary Detection for Mobile Robots ／ Youqi Liao, Shuhao Kang, Jianping Li 他
日本語で読む → - 論文安全制御制御
局所制御バリア関数によるハイブリッドシステムの安全制御合成
各動作モードごとに局所的な制御バリア関数を用意し、モード間の安全な切り替えを保証する大域的なスイッチング制御器を構成する手法を提案した。
原題: Safe Control Synthesis for Hybrid Systems through Local Control Barrier Functions ／ Shuo Yang, Mitchell Black, Georgios Fainekos 他
日本語で読む → - 論文自動運転シミュレーション機械学習
シナリオ拡散：拡散モデルによる制御可能な走行シナリオ生成
拡散モデルと物体検出・軌道回帰を組み合わせ、地図とトークン条件から多様な交通シナリオを制御可能に生成する手法を提案した。
原題: Scenario Diffusion: Controllable Driving Scenario Generation With Diffusion ／ Ethan Pronovost, Meghana Reddy Ganesina, Noureldin Hendy 他
日本語で読む → - 論文模倣学習/歩行機械学習
LocoMuJoCo：移動運動のための包括的模倣学習ベンチマーク
四足・二足・筋骨格モデルを含む多様な環境と実データ・専門家データ・準最適データを備え、模倣学習アルゴリズムを厳密に評価・比較するためのベンチマークを提案した。
原題: LocoMuJoCo: A Comprehensive Imitation Learning Benchmark for Locomotion ／ Firas Al-Hafez, Guoping Zhao, Jan Peters 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
脚式ロボットのためのセンサ付き足裏による地形認識と接触力推定
シリコン製の足裏にカメラとマイクを内蔵し、変形画像から3D接触力を推定、音響信号から地形を分類するオンボードシステムを開発した。
原題: Terrain Recognition and Contact Force Estimation through a Sensorized Paw for Legged Robots ／ Aleksander Vangen, Tejal Barnwal, Jørgen Anker Olsen 他
日本語で読む → - 論文環境適応ロボットロボティクス
GREEMA：環境材料を食べて成長する土砂災害対応ロボットの提案と実験的検証
運搬時は軽量コンパクトで、現場で水や土砂などの環境材料を取り込んで構造とし、移動しながら除去する成長型ロボットGREEMAを提案し、水吸収ポリマーで遊泳するフィン型と土を食べて剛性を高めるアーム型の2種類を開発・実験検証した。
原題: GREEMA: Proposal and Experimental Verification of Growing Robot by Eating Environmental MAterial for Landslide Disaster ／ Yusuke Tsunoda, Yuya Sato, Koichi Osuka
日本語で読む → - 論文衝突回避ロボティクス
時変制御バリア関数による全身動的衝突回避
ロボット中心の符号付き距離場で時変制御バリア関数を構築し、制御リアプノフ関数と組み合わせた二次計画法で全身の動的衝突回避を実現した。
原題: Whole-body Dynamic Collision Avoidance with Time-varying Control Barrier Functions ／ Jihao Huang, Xuemin Chi, Zhitao Liu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
把持トルクを直接制御できる腹腔鏡用鉗子
ハンドル開度を把持トルクに変換する定トルク機構を組み込み、鉗子の把持力を直接操作できるようにした設計を提案した論文。
原題: Forceps with direct torque control ／ Zhuoqi Cheng
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
人間とロボットの相互作用におけるマルチモーダル安全制御
人間の意図が不明で各意図にも不確実性がある状況で、エネルギー関数に基づく安全制御手法MMSSAを提案し、効率を損なわず安全性を向上させた。
原題: Multimodal Safe Control for Human-Robot Interaction ／ Ravi Pandya, Tianhao Wei, Changliu Liu
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
概念から実海域試験へ：高忠実度・実時間超過シミュレータによる複数AUVミッションの加速開発
音響通信や環境データを高忠実度でモデル化し、実時間の100倍超で動作するマルチAUVミッション用シミュレータを開発・検証し、実海域実験に活用した。
原題: From Concept to Field Tests: Accelerated Development of Multi-AUV Missions Using a High-Fidelity Faster-than-Real-Time Simulator ／ Timothy R. Player, Arjo Chakravarty, Mabel M. Zhang 他
日本語で読む → - 論文安全ナビゲーションロボティクス
多角形コーン制御バリア関数による混雑環境での安全ナビゲーション
障害物を多角形コーンとして表現する新しい制御バリア関数を提案し、二次計画問題として解くことで複数ロボットの衝突回避ナビゲーションを実現した。
原題: Polygonal Cone Control Barrier Functions (PolyC2BF) for safe navigation in cluttered environments ／ Manan Tayal, Shishir Kolathaya
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
OpenMORE: ROSにおけるサンプリングベース経路再計画のためのオープンソースツール
ROS上でサンプリングベースの経路再計画アルゴリズムを実行・統合・ベンチマークするためのオープンソースC++ライブラリOpenMOREを提案した。
原題: OpenMORE: an open-source tool for sampling-based path replanning in ROS ／ Cesare Tonola, Manuel Beschi, Marco Faroni 他
日本語で読む → - 論文軌道予測機械学習
局所地図文脈と社会的相互作用を活用した異種グラフベース軌道予測
交通エージェント間の関係を意味的シーングラフでモデル化し、エージェント中心の画像ベース地図特徴とアンカーパスを組み合わせて、マルチモーダルな軌道予測精度を向上させた研究。
原題: Heterogeneous Graph-based Trajectory Prediction using Local Map Context and Social Interactions ／ Daniel Grimm, Maximilian Zipfl, Felix Hertlein 他
日本語で読む → - 論文強化学習/制御ロボティクス
モデル支援強化学習によるクアッドロータ制御
強化学習にモデルベースの保守性を導入し、CrazyFlieクアッドロータの制御において外乱に対する堅牢性と解釈性を向上させる手法を提案した論文。
原題: Model-assisted Reinforcement Learning of a Quadrotor ／ Arshad Javeed
日本語で読む → - 論文オフライン強化学習ロボティクス
安全を考慮した因果表現による信頼できるオフライン強化学習（自動運転向け）
自動運転のオフライン強化学習において、報酬・コスト・状態・行動の因果関係を活用した構造化シナリオ表現FUSIONを提案し、未見環境でも安全性と汎化性能を向上させた。
原題: Safety-aware Causal Representation for Trustworthy Offline Reinforcement Learning in Autonomous Driving ／ Haohong Lin, Wenhao Ding, Zuxin Liu 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
RDE: マルチエージェント経路探索のためのハイブリッド方策フレームワーク
強化学習・距離ヒートマップ・脱出方策を切り替えるハイブリッド手法により、倉庫のような構造化環境でのマルチロボット経路探索のデッドロックを解消し性能を向上させた。
原題: RDE: A Hybrid Policy Framework for Multi-Agent Path Finding Problem ／ Jianqi Gao, Yanjie Li, Xiaoqing Yang 他
日本語で読む → - 論文アシスティブ・外骨格ロボティクス
脊髄損傷者向けテノデシス制御型手指外骨格の試作
脊髄損傷者（C6）の手の機能を補助するため、手首の動きを利用したテノデシス制御で把持力を調整できるロボット外骨格を試作し、把持・解放テストのスコアが1から11に改善した。
原題: Towards Tenodesis-Modulated Control of an Assistive Hand Exoskeleton for SCI ／ Joaquin Palacios, Alexandra Deli-Ivanov, Ava Chen 他
日本語で読む → - 論文制御理論制御
非マッチング不確かさを持つ非線形システムに対する動的適応ゲイン
非マッチング不確かさを持つ非線形システムに対し、個々のパラメータの適応ゲインを動的に調整することで安定性を保証する直接適応制御法を提案した。
原題: Dynamic Adaptation Gains for Nonlinear Systems with Unmatched Uncertainties ／ Brett T. Lopez, Jean-Jacques Slotine
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
社会的配慮を伴うロボットナビゲーションのサーベイ：分類体系と今後の課題
過去10年間の社会的配慮を伴うロボットナビゲーション研究を4つの分類軸で整理し、現在の研究方向と将来の課題を論じたサーベイ論文。
原題: A Survey on Socially Aware Robot Navigation: Taxonomy and Future Challenges ／ Phani Teja Singamaneni, Pilar Bachiller-Burgos, Luis J. Manso 他
日本語で読む → - 論文自動運転/機能安全ロボティクス
セーフティシェル：自動運転における機能的不十分さに対処するアーキテクチャ
自動運転車の機能的不十分さ（FI）に対処するため、既存の冗長チャネルアーキテクチャを基盤としたスケーラブルなマルチチャネル構成「セーフティシェル」を提案し、安全性と自律機能の可用性を両立できることを数値ケーススタディで示した。
原題: The Safety Shell: an Architecture to Handle Functional Insufficiencies in Automated Driving ／ C. A. J. Hanselaar, E. Silvas, A. Terechko 他
日本語で読む → - 論文位置推定ロボティクス
アクティブレーザーカメラスキャンによる高精度果実位置推定：2D-3D変換のためのロバストなレーザーライン抽出
レーザーラインとカメラを用いたアクティブレーザーカメラスキャン（ALACS）を提案し、リンゴの3D位置を高精度に推定する。レーザーライン抽出法により、様々な照明や遮蔽条件下でも平均6.9～11.2mmの精度を達成した。
原題: High-Precision Fruit Localization Using Active Laser-Camera Scanning: Robust Laser Line Extraction for 2D-3D Transformation ／ Pengyu Chu, Zhaojian Li, Kaixiang Zhang 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーション/計画ロボティクス
動的障害物の軌道予測とLLM連携を備えたクアッドロータUAV向け安全な視覚ベース自律計画システム
軽量な物体検出とカルマンフィルタで動的障害物を追跡・予測し、Bスプライン軌道探索で安全な飛行計画を生成する視覚ベース自律計画システムを提案。シミュレーションと実環境でリアルタイムな障害物回避を実証し、LLMとの統合も検討した。
原題: A Safer Vision-based Autonomous Planning System for Quadrotor UAVs with Dynamic Obstacle Trajectory Prediction and Its Application with LLMs ／ Jiageng Zhong, Ming Li, Yinliang Chen 他
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