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: 2023/10/1 ／ 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 →- 論文視覚オドメトリロボティクス
l-dyno: ロボットの動きを利用して一貫した視覚特徴を学習するフレームワーク
ロボットの動き（慣性センサなど）と整合する視覚特徴を注目機構で選択し、ペアワイズ一貫性で学習する表現学習手法を提案。KITTIやEuRoCで画像探索空間を49%削減し、視覚オドメトリの実行時間と再投影誤差を改善。
原題: l-dyno: framework to learn consistent visual features using robot's motion ／ Kartikeya Singh, Charuvaran Adhivarahan, Karthik Dantu
日本語で読む → - 論文制御/自動運転制御
不確かさ伝播ホライズンを導入した確率論的非線形モデル予測制御による自動運転車両の運動制御
不確かさの伝播時間を制限する「不確かさ伝播ホライズン」を導入し、多項式カオス展開を用いた確率論的NMPCで自動運転車両の軌道追従を高次元・高非線形系でリアルタイムに実現した。
原題: A Stochastic Nonlinear Model Predictive Control with an Uncertainty Propagation Horizon for Autonomous Vehicle Motion Control ／ Baha Zarrouki, Chenyang Wang, Johannes Betz
日本語で読む → - 論文強化学習/搬送制御/sim2real機械学習
ガラス搬送ロボットの強化学習によるフロー制御システム設計：物理シミュレーションに基づくアプローチ
ディスプレイ製造のガラス搬送ロボットを対象に、物理シミュレーション環境を構築し、強化学習で搬送スケジューリングを最適化する手法を提案し、実機ロボットで有効性を検証した。
原題: Reinforcement Learning of Display Transfer Robots in Glass Flow Control Systems: A Physical Simulation-Based Approach ／ Hwajong Lee, Chan Kim, Seong-Woo Kim
日本語で読む → - 論文水中ロボット推進ロボティクス
水中フラッピングフィン推進システムの消費電力モデリングに向けた計算手法
実験データから推力と電力を予測する計算モデルを構築し、推進効率の指標を用いてフィン設計や動作を評価・比較した研究。
原題: Computational Approaches for Modeling Power Consumption on an Underwater Flapping Fin Propulsion System ／ Brian Zhou, Jason Geder, Alisha Sharma 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
NoMaD: 目標マスク付き拡散ポリシーによるナビゲーションと探索
単一の拡散ポリシーで目標指向ナビゲーションと目標非依存探索を統合し、未知環境での移動ロボットの性能と衝突率を改善した。
原題: NoMaD: Goal Masked Diffusion Policies for Navigation and Exploration ／ Ajay Sridhar, Dhruv Shah, Catherine Glossop 他
日本語で読む → - 論文物体中心表現/ダイナミクス予測ロボティクス
SlotGNN: 教師なしでのマルチオブジェクト表現と視覚的ダイナミクスの発見
RGB画像から物体表現を教師なしで獲得するSlotTransportと、その表現を用いてロボット行動に条件づけた将来予測を行うグラフベース動力学モデルSlotGNNを提案した。
原題: SlotGNN: Unsupervised Discovery of Multi-Object Representations and Visual Dynamics ／ Alireza Rezazadeh, Athreyi Badithela, Karthik Desingh 他
日本語で読む → - 論文能動学習機械学習
有限ホライズンによる能動的レベルセット推定
空間サンプリングにおいて、移動距離と推定誤差を最適にバランスさせながらレベルセットを推定する有限ホライズン探索法を提案し、1次元では閉形式解を導出、高次元ではガウス過程モデルに適用した。
原題: A Finite-Horizon Approach to Active Level Set Estimation ／ Phillip Kearns, Bruno Jedynak, John Lipor
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
Dobby: GPT-4で駆動する対話型サービスロボット
大規模言語モデルを身体を持つロボットに組み込み、自然な会話とタスク計画を統合したサービスロボットを開発し、案内タスクでの人間との相互作用を評価した。
原題: Dobby: A Conversational Service Robot Driven by GPT-4 ／ Carson Stark, Bohkyung Chun, Casey Charleston 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
群れ同士の二人一般和ゲームを解く
二つのサブスウォーム間の一般和ゲームをコルモゴロフ前方方程式でモデル化し、物理情報ニューラルネットワークでナッシュ均衡方策を学習する手法を提案した。
原題: Solving Two-Player General-Sum Games Between Swarms ／ Mukesh Ghimire, Lei Zhang, Wenlong Zhang 他
日本語で読む → - 論文協調カバレッジ計画ロボティクス
移動充電UGVとエネルギー制約付きUAVの協調カバレッジ計画
エネルギー制約のあるUAVと移動充電が可能なUGVのチームで、両者の担当領域を完全にカバーしつつ時間を最小化するヒューリスティック手法を提案。実機実験で有効性を検証。
原題: AG-CVG: Coverage Planning with a Mobile Recharging UGV and an Energy-Constrained UAV ／ Nare Karapetyan, Ahmad Bilal Asghar, Amisha Bhaskar 他
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
動的な楕円環境における多角形ロボットの安全安定化制御
多角形ロボットと楕円形障害物の距離を解析的に計算し、制御バリア関数（CBF）を用いて動的環境での安全なナビゲーションを実現する手法を提案した。
原題: Safe Stabilizing Control for Polygonal Robots in Dynamic Elliptical Environments ／ Kehan Long, Khoa Tran, Melvin Leok 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
原始行動の学習と再利用によるHindsight Experience Replayのサンプル効率改善
過去に学習した単純タスクの原始的な行動をcriticネットワークで選択的に活用し、複雑なロボット操作タスクの探索をガイドすることで、HERのサンプル効率と計算時間を改善する手法を提案した。
原題: Learning and reusing primitive behaviours to improve Hindsight Experience Replay sample efficiency ／ Francisco Roldan Sanchez, Qiang Wang, David Cordova Bulens 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
平面ソフト成長ロボットマニピュレータの設計最適化
ソフト成長ロボットの設計を多目的最適化問題として定式化し、進化的アルゴリズムとランク分割法で最適な運動連鎖を導出する手法を提案した。
原題: Design Optimizer for Planar Soft-Growing Robot Manipulators ／ Fabio Stroppa
日本語で読む → - 論文ロボットプログラミング/LLMロボティクス
忘れっぽい大規模言語モデル：ロボットプログラミングにおけるLLM活用から得られた教訓
ロボットプログラミングのコード生成にLLMを使うと、プロンプト内の重要情報を忘れて実行時エラーを起こすことを明らかにし、それを減らすプロンプトエンジニアリング手法を提案・検証した。
原題: Forgetful Large Language Models: Lessons Learned from Using LLMs in Robot Programming ／ Juo-Tung Chen, Chien-Ming Huang
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
形態の異なるロボット間のタスク実演による対応関係学習
形態や自由度が異なるロボット同士でも、共通の潜在表現を学習することで、一方のロボットのタスク実演から他方のロボットの動作を生成できるようにする手法を提案した。
原題: Correspondence learning between morphologically different robots via task demonstrations ／ Hakan Aktas, Yukie Nagai, Minoru Asada 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
幾何学的推論を要する組立タスクにおける視覚表現のロバスト性評価
ペグ挿しタスクを題材に、視覚事前学習モデルを視覚エンコーダとして用いる視覚運動政策学習のロバスト性を評価し、事前学習モデルよりスクラッチ学習したエンコーダの方が優れることを示した。
原題: Evaluating Robustness of Visual Representations for Object Assembly Task Requiring Spatio-Geometrical Reasoning ／ Chahyon Ku, Carl Winge, Ryan Diaz 他
日本語で読む → - 論文遠隔手術・アイトラッキングHCI
遠隔ロボット手術におけるアイトラッキング：頭部装着型ソリューションの比較評価
遠隔ロボット手術（da Vinci Research Kit）環境で頭部装着型アイトラッカー2機種（Tobii Pro 3 GlassesとPupil Labs Core）を比較し、瞳孔径と視線安定性を評価した。
原題: Eye Tracking for Tele-robotic Surgery: A Comparative Evaluation of Head-worn Solutions ／ Regine Büter, Roger D. Soberanis-Mukul, Paola Ruiz Puentes 他
日本語で読む → - 論文人間ロボットインタラクションロボティクス
ロボットのナビゲーション性能に対する人間の知覚予測
VRでの人間とロボットのインタラクションから、非言語的手がかりを用いてロボット性能の知覚を予測する手法を提案し、機械学習が人間より優れることを示した。
原題: Predicting Human Perceptions of Robot Performance During Navigation Tasks ／ Qiping Zhang, Nathan Tsoi, Mofeed Nagib 他
日本語で読む → - 論文自動運転/合流/MPPIロボティクス
能動学習と双対モデル予測経路積分制御によるインタラクションを考慮した自動運転高速道路合流
ベイズ推論で周囲の人間ドライバーのモデルパラメータを能動的に学習しながら、モデル予測経路積分制御でインタラクティブな軌道を生成する合流手法を提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Active Learning with Dual Model Predictive Path-Integral Control for Interaction-Aware Autonomous Highway On-ramp Merging ／ Jacob Knaup, Jovin D'sa, Behdad Chalaki 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
観測マッピングと行動クローニングによる少数ショット方策転移フレームワーク
GANとサイクル一貫性損失でドメイン間の観測を対応付け、成功した方策を行動クローニングで転移する少数ショット方策転移手法を提案。
原題: A Framework for Few-Shot Policy Transfer through Observation Mapping and Behavior Cloning ／ Yash Shukla, Bharat Kesari, Shivam Goel 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
LIVE: LiDAR情報を活用した複数ロボットによる複数物体の視覚探索
LiDARで未地図障害物を検出し、その領域を視覚的に確認するようオンラインで計画を修正する、複数ロボット協調探索手法を提案し、実環境実験で検証した。
原題: LIVE: Lidar Informed Visual Search for Multiple Objects with Multiple Robots ／ Ryan Gupta, Minkyu Kim, Juliana T Rodriguez 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
D2M2N: 複数ロボットのための分散型微分可能メモリ活用マッピングとナビゲーション
過去の観測を記憶する微分可能な分散型アーキテクチャを提案し、複数ロボットの複雑なマッピングとナビゲーションで従来手法を大きく上回る性能を示した。
原題: D2M2N: Decentralized Differentiable Memory-Enabled Mapping and Navigation for Multiple Robots ／ Md Ishat-E-Rabban, Pratap Tokekar
日本語で読む → - 論文移動ロボットナビゲーションロボティクス
EAST: 計画と制御の協調設計による環境認識型安全追従
未知環境で動く障害物を避けながら移動計画を安全に追従するため、経路計画の障害物クリアランスコストと制御バリア関数を組み合わせた手法を提案し、実機で検証した。
原題: EAST: Environment Aware Safe Tracking using Planning and Control Co-Design ／ Zhichao Li, Yinzhuang Yi, Zhuolin Niu 他
日本語で読む → - 論文人物追跡画像認識
CARPE-ID: 個人向けロボット支援のための継続的適応型再同定
ロボットが混雑環境で特定の人物を継続的に追跡できるよう、外見変化や遮蔽に対応する継続的視覚適応に基づく人物再同定モジュールを提案し、人物追従タスクで有効性を示した。
原題: CARPE-ID: Continuously Adaptable Re-identification for Personalized Robot Assistance ／ Federico Rollo, Andrea Zunino, Nikolaos Tsagarakis 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
RGBManip: 能動的な物体姿勢推定による単眼画像ベースのロボットマニピュレーション
グリッパに搭載した単眼カメラを動かしながら多視点で物体を観察し、強化学習で把持戦略と能動知覚を同期させて6D姿勢推定精度と作業効率を両立する画像のみのマニピュレーション手法を提案。
原題: RGBManip: Monocular Image-based Robotic Manipulation through Active Object Pose Estimation ／ Boshi An, Yiran Geng, Kai Chen 他
日本語で読む → - 論文多様体学習ロボティクス
多様体上のロボット学習のためのノンパラメトリック回帰
ロボット学習で扱う回転行列やクォータニオンなどの多様体値データに対し、ユークリッド空間への埋め込みや接空間への射影をせず、多様体上で直接ノンパラメトリック回帰を行う「カーネル化尤度推定」を提案し、予測精度を向上させた。
原題: Non-parametric regression for robot learning on manifolds ／ P. C. Lopez-Custodio, K. Bharath, A. Kucukyilmaz 他
日本語で読む → - 論文タスク・動作計画ロボティクス
R-LGP: 到達可能性ガイド付きロジック幾何プログラミングによる移動マニピュレータの最適タスク・動作計画
サンプリングベースの到達可能性グラフをロジック幾何プログラミングに組み込み、高自由度移動マニピュレータの最適なタスク・動作計画を効率的に解くフレームワークを提案し、実機で検証した。
原題: R-LGP: A Reachability-guided Logic-geometric Programming Framework for Optimal Task and Motion Planning on Mobile Manipulators ／ Kim Tien Ly, Valeriy Semenov, Mattia Risiglione 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
未知で混雑した環境におけるロボットナビゲーションのための幾何学的配慮型安全臨界局所反応コントローラ
ロボットの形状を多項式で表現し、安全制約をSOS近似とSDP緩和で解くことで、未知で混雑した環境でもリアルタイムに安全な軌道追従を実現する局所反応コントローラを提案した。
原題: Geometry-Aware Safety-Critical Local Reactive Controller for Robot Navigation in Unknown and Cluttered Environments ／ Yulin Li, Xindong Tang, Kai Chen 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
下肢義足における歩行相検出のためのスマートアルゴリズム評価：包括的レビュー
1999年から2023年までの189件の研究を対象に、下肢義足の歩行相検出に用いられるセンサとアルゴリズムを体系的にレビューし、ウェアラブル・非ウェアラブルセンサの種類や組み合わせ、手法の多様性を整理した。
原題: Assessing Smart Algorithms for Gait Phases Detection in Lower Limb Prosthesis: A Comprehensive Review ／ Barath Kumar JK, Aswadh Khumar G S
日本語で読む → - 論文視覚自己位置推定ロボティクス
倉庫ロボットナビゲーションのための高精度AprilTag地図を用いた分割共分散交差フィルタによる視覚自己位置推定
LiDAR-SLAMで作成したAprilTag地図を多数の視覚自己位置推定システムで共有し、時間相関のあるAprilTag計測を分割共分散交差フィルタで融合して倉庫ロボットの位置推定を行う手法を提案した。
原題: Split Covariance Intersection Filter Based Visual Localization With Accurate AprilTag Map For Warehouse Robot Navigation ／ Susu Fang, Yanhao Li, Hao Li
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