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 →- 論文経路計画ロボティクス
ハミルトン・ヤコビ到達可能性を用いた安全保証付き自動駐車の高速経路計画
ハミルトン・ヤコビ解析で安全な到達可能集合を計算し、双方向A*探索のヒューリスティックとして使うことで、狭い駐車場でも安全かつ高速に経路計画を行う手法を提案した。
原題: Fast Path Planning for Autonomous Vehicle Parking with Safety-Guarantee using Hamilton-Jacobi Reachability ／ Xuemin Chi, Jun Zeng, Jihao Huang 他
日本語で読む → - 論文LiDAR認識画像認識
特別な仕掛けなしのLiDARパノプティックセグメンテーションと追跡
LiDAR点群のパノプティックセグメンテーションと追跡を、検出中心のシンプルなモジュール型ネットワークで高精度に実現した研究。
原題: Lidar Panoptic Segmentation and Tracking without Bells and Whistles ／ Abhinav Agarwalla, Xuhua Huang, Jason Ziglar 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
不確実でマルチモーダルな予測に基づく自動運転の予測制御
マルチモーダルな予測の不確実性に対処する確率的モデル予測制御（SMPC）を提案し、フィードバック方策とリスク配分を同時最適化することで、実時間での経路計画を可能にした。
原題: Predictive Control for Autonomous Driving with Uncertain, Multi-modal Predictions ／ Siddharth H. Nair, Hotae Lee, Eunhyek Joa 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
mCLARI：側方拘束空間で全方向地形適応移動が可能な形状変形昆虫スケールロボット
体長20mm・0.97gの4脚マイクロロボットmCLARIを開発し、受動的な体の柔軟性を活かして狭い空間を全方向に適応移動できることを示した。
原題: mCLARI: a shape-morphing insect-scale robot capable of omnidirectional terrain-adaptive locomotion in laterally confined spaces ／ Heiko Kabutz, Alexander Hedrick, Parker McDonnell 他
日本語で読む → - 論文アクチュエータ設計ロボティクス
軽量ロボットシステム設計のためのブラシレス電動機モデリング手法
軽量ロボット設計で重要なBLDCモータのモデリングについて、支配方程式を整理し、q軸DC等価表現への変換や巻線損失・トルク・バス電圧推定の誤りを解説したチュートリアル。
原題: How to Model Brushless Electric Motors for the Design of Lightweight Robotic Systems ／ Ung Hee Lee, Tor Shepherd, Sangbae Kim 他
日本語で読む → - 論文UAV探索計画ロボティクス
GO-FEAP: フロンティア見落としを考慮した探索と高度階層型計画によるUAVのグローバル最適プランナ
フロンティアの重要度を多面的に評価する探索手法と高度ごとに空間を分割する計画戦略を組み合わせ、UAVによる効率的で完全な3次元自律探索を実現した。
原題: GO-FEAP: Global Optimal UAV Planner Using Frontier-Omission-Aware Exploration and Altitude-Stratified Planning ／ Weiye Zhang, Wenshuai Yu, Licong Zhuang 他
日本語で読む → - 論文ソフトウェア再構成ロボティクス
ロボティクスにおけるソフトウェア再構成
ロボットソフトウェアの再構成技術について、78件の論文と4つの主要フレームワーク、48の実システムを調査し、研究と実践の乖離を明らかにしたサーベイ。
原題: Software Reconfiguration in Robotics ／ Sven Peldszus, Davide Brugali, Daniel Strüber 他
日本語で読む → - 論文軟体ロボットロボティクス
巻回型誘電体エラストマーアクチュエータを用いた軟体バイオミメティックロボットの水中・水面遊泳
巻回型誘電体エラストマーアクチュエータで駆動するマンタ型軟体ロボットを開発し、水中・水面・垂直上昇の高速移動を実現した。
原題: Underwater and Surface Aquatic Locomotion of Soft Biomimetic Robot Based on Bending Rolled Dielectric Elastomer Actuators ／ Chenyu Zhang, Chen Zhang, Juntian Qu 他
日本語で読む → - 論文手術ロボット/強化学習/sim2realロボティクス
Surgical Gym：手術ロボットの強化学習向けGPUベース高性能プラットフォーム
手術ロボットの強化学習において、物理シミュレーションと学習の両方をGPU上で実行することで、従来の手術学習プラットフォームより100〜5000倍高速な学習を実現するオープンソース基盤を提案した。
原題: Surgical Gym: A high-performance GPU-based platform for reinforcement learning with surgical robots ／ Samuel Schmidgall, Axel Krieger, Jason Eshraghian
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットマニピュレーション制御のための知識グラフによる行動と幾何制約の解釈
行動木と幾何制約を知識グラフで統合し、非校正ビジュアルサーボ制御と組み合わせてロボットマニピュレーションを意味的イベントとして解釈・説明可能にする手法を提案。
原題: Interpreting Behaviors and Geometric Constraints as Knowledge Graphs for Robot Manipulation Control ／ Chen Jiang, Allie Wang, Martin Jagersand
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
鳥瞰図ベースの事前学習済みワールドモデルによる視覚ナビゲーション
シミュレータ内で一人称視点画像から鳥瞰図表現への変換とナビゲーションを学習し、実世界のロボットにゼロショット転移する視覚ナビゲーションシステムを提案した。
原題: Bird's Eye View Based Pretrained World model for Visual Navigation ／ Kiran Lekkala, Chen Liu, Laurent Itti
日本語で読む → - 論文建設ロボティクスロボティクス
織り込まれた膨張チューブによるロボットバリア構築
既存の環境構造物の周りに膨張チューブを織り込むように押し出して軽量バリアを構築する機構と経路計画アルゴリズムを提案し、パイプ周りの二層壁の自律構築を実証した。
原題: Robotic Barrier Construction through Weaved, Inflatable Tubes ／ H. J. Kim, H. Abdel-Raziq, X. Liu 他
日本語で読む → - 論文運動予測ロボティクス
EqDrive: 自動運転向け効率的等変マルチモーダル運動予測
等変粒子予測モデルEqMotionを自動運転の車両運動予測に応用し、マルチモーダル予測機構を組み合わせることで、少ないパラメータと短い学習時間でSOTA性能を達成した研究。
原題: EqDrive: Efficient Equivariant Motion Forecasting with Multi-Modality for Autonomous Driving ／ Yuping Wang, Jier Chen
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
EquivAct: 剛体物体操作を超えたSIM(3)同変視覚運動ポリシー
視覚表現とポリシー構造にSIM(3)同変性を組み込み、物体の位置・回転・スケールが大きく異なっても汎化する操作ポリシーを学習する手法を提案。布や関節物体を含むタスクで実機ゼロショット転移を実証。
原題: EquivAct: SIM(3)-Equivariant Visuomotor Policies beyond Rigid Object Manipulation ／ Jingyun Yang, Congyue Deng, Jimmy Wu 他
日本語で読む → - 論文身体性AIベンチマークAI
Mini-BEHAVIOR: 身体性AIにおける長期的意思決定のための手続き的生成ベンチマーク
家庭内タスクを模した高速なGridworld環境で、手続き的生成により多様なタスクを生成し、身体性AIの長期的な意思決定や計画を評価するベンチマークを提案した。
原題: Mini-BEHAVIOR: A Procedurally Generated Benchmark for Long-horizon Decision-Making in Embodied AI ／ Emily Jin, Jiaheng Hu, Zhuoyi Huang 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
大規模未知環境における切り替え可能なシステムモデルを用いた自動運転車の効率的経路計画
大規模未知環境での経路計画を効率化するため、一定距離で計画を打ち切り、環境変化を検出して再計画する手法を提案し、U-Shiftコンセプト車両の旋回機能を活かした経路計画も実現した。
原題: Efficient Path Planning in Large Unknown Environments with Switchable System Models for Automated Vehicles ／ Oliver Schumann, Michael Buchholz, Klaus Dietmayer
日本語で読む → - 論文モデルベース強化学習機械学習
連続時間モデルベース強化学習における効率的な探索
連続時間ダイナミクスを常微分方程式で表現し、ガウス過程で不確実性を捉えたモデルベース強化学習を提案。測定選択戦略の重要性を示し、適応的な戦略で少ないサンプルで効率的な探索を実現。
原題: Efficient Exploration in Continuous-time Model-based Reinforcement Learning ／ Lenart Treven, Jonas Hübotter, Bhavya Sukhija 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
言語モデルをゼロショット軌道生成器として使う
GPT-4が物体検出とセグメンテーションだけを頼りに、マニピュレーションタスクのエンドエフェクタ軌道を直接予測できるかを30の実世界タスクで検証した。
原題: Language Models as Zero-Shot Trajectory Generators ／ Teyun Kwon, Norman Di Palo, Edward Johns
日本語で読む → - 論文マイクロロボットロボティクス
フェムト秒レーザーで作製したニチノール製リビングヒンジによるミリメートルサイズロボット
フェムト秒レーザー微細加工で任意断面のニチノール製リビングヒンジを作製し、モデル化と試作機構でその有用性を示した。
原題: Femtosecond laser fabricated nitinol living hinges for millimeter-sized robots ／ Alexander Hedrick, Heiko Kabutz, Lawrence Smith 他
日本語で読む → - 論文自動運転計画ロボティクス
DTPP: 自動運転における木構造ポリシー計画のための微分可能な統合予測とコスト評価
自動運転の意思決定において、自車条件付き運動予測とコストモデルを微分可能な形で統合訓練する枠組みを提案し、木構造ポリシー計画の性能を向上させた。
原題: DTPP: Differentiable Joint Conditional Prediction and Cost Evaluation for Tree Policy Planning in Autonomous Driving ／ Zhiyu Huang, Peter Karkus, Boris Ivanovic 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
高曲率・高推力の植物型ロボットによる検査
植物の成長に着想を得た「つる型ロボット」において、方向によって伸びやすさが大きく異なるしわ状フィルムを導入し、狭い曲率への操舵と大きな力の印加を両立させた。
原題: High-curvature, high-force, vine robot for inspection ／ Mijaíl Jaén Mendoza, Nicholas D. Naclerio, Elliot W. Hawkes
日本語で読む → - 論文ロボット学習ロボティクス
RoboHive：ロボット学習のための統合フレームワーク
多様なロボット学習環境を統一インターフェースで提供し、模倣学習や強化学習などの研究を容易にするソフトウェア基盤を構築した。
原題: RoboHive: A Unified Framework for Robot Learning ／ Vikash Kumar, Rutav Shah, Gaoyue Zhou 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
言語訂正による対話型ロボット学習
大規模言語モデルを活用し、ユーザーが言葉でロボットの誤りを訂正すると、そのフィードバックから視覚運動方策を更新して同じ失敗を繰り返さない学習システムOLAFを提案した。
原題: Interactive Robot Learning from Verbal Correction ／ Huihan Liu, Alice Chen, Yuke Zhu 他
日本語で読む → - 論文生体模倣ロボティクスロボティクス
生体模倣最適化による高忠実度ロボット肩の開発と特性評価
人間の肩関節の機械的知能（球関節構造や自己ロック機構）を模倣し、靭帯や腱まで再現した生体模倣型ロボット肩を開発。柔軟性と4kgの可搬能力を両立させた。
原題: Development and Characteristics of a Highly Biomimetic Robotic Shoulder Through Bionics-Inspired Optimization ／ Haosen Yang, Guowu Wei, Lei Ren
日本語で読む → - 論文自動運転/LLM画像認識
DriveGPT4: 大規模言語モデルによる解釈可能なエンドツーエンド自動運転
マルチモーダル大規模言語モデルを自動運転に応用し、動画入力から車両行動の解釈・推論・低レベル制御信号の予測をエンドツーエンドで行うシステムを提案した。
原題: DriveGPT4: Interpretable End-to-end Autonomous Driving via Large Language Model ／ Zhenhua Xu, Yujia Zhang, Enze Xie 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
SparseDFF: スパースビュー特徴蒸留によるワンショット巧みな操作
スパースなRGBD画像から大規模2D視覚モデルを用いて3Dシーンの意味特徴を抽出し、ワンショットで巧みな操作を学習する手法を提案。
原題: SparseDFF: Sparse-View Feature Distillation for One-Shot Dexterous Manipulation ／ Qianxu Wang, Haotong Zhang, Congyue Deng 他
日本語で読む → - 論文モデルベース強化学習/オフロード走行ロボティクス
運転の仕方に注意を払え：オフロード走行のための安全で適応的なモデルベース強化学習
システム同定トランスフォーマと適応的ダイナミクスモデルを組み合わせ、リスクを考慮したMPPI制御により、オフロード走行ロボットの安全性と適応性を両立させるモデルベース強化学習手法を提案した。
原題: Pay Attention to How You Drive: Safe and Adaptive Model-Based Reinforcement Learning for Off-Road Driving ／ Sean J. Wang, Honghao Zhu, Aaron M. Johnson
日本語で読む → - 論文群制御cs.CE
保証付き・予測可能な多項式時間AGV経路計画
任意のグラフ上で任意の位置から任意の要求を満たすAGVの時刻表を、満たしやすい仮定の下で多項式時間で保証付き生成するアルゴリズムとデータ構造を提案し、地理的予約アルゴリズムをO(nm)からO(n)に改善した。
原題: Guaranteed, Predictable, Polynomial AGV Time-Pathing ／ James Forster
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
DATT: クアッドロータ制御のための深層適応軌道追従
強化学習で訓練したフィードフォワード・フィードバック・適応制御構造とL1適応制御による外乱推定を組み合わせ、実世界の大きな外乱下でも任意の軌道を高精度に追従するクアッドロータ制御手法を提案。
原題: DATT: Deep Adaptive Trajectory Tracking for Quadrotor Control ／ Kevin Huang, Rwik Rana, Alexander Spitzer 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
HI-SLAM: ハイブリッド陰的場による単眼リアルタイム高密度マッピング
単眼カメラのみでリアルタイムに動作するニューラル陰的場ベースの高密度SLAMを提案し、学習済み深度事前分布とスケール調整により精度と地図完全性を向上させた。
原題: HI-SLAM: Monocular Real-time Dense Mapping with Hybrid Implicit Fields ／ Wei Zhang, Tiecheng Sun, Sen Wang 他
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