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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: 2023/10/1 ／ 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 →- 論文群制御ロボティクス
大規模マルチロボットシステムはエッジで動かせるか？システム規模スケーリングにおける二相性能のさらなる証拠
マルチロボットシステムが臨界規模を超えると性能が「ほぼ最適」と「最小」の二相に分離することをシミュレーションで示し、待ち行列理論と個体群モデルで説明を試みた研究。
原題: Do We Run Large-scale Multi-Robot Systems on the Edge? More Evidence for Two-Phase Performance in System Size Scaling ／ Jonas Kuckling, Robin Luckey, Viktor Avrutin 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
DiffPrompter: 悪条件下でのセマンティックセグメンテーションのための微分可能な暗黙的視覚プロンプト
悪天候下でのセマンティックセグメンテーション精度を向上させるため、視覚プロンプトと潜在プロンプトを組み合わせた微分可能なプロンプティング機構を提案し、分布外シナリオでの性能向上を実証した。
原題: DiffPrompter: Differentiable Implicit Visual Prompts for Semantic-Segmentation in Adverse Conditions ／ Sanket Kalwar, Mihir Ungarala, Shruti Jain 他
日本語で読む → - 論文水中航法/センサ融合ロボティクス
FGO-ILNS：自律型水中ロボット向け因子グラフ最適化に基づく密結合マルチセンサ統合航法システム
因子グラフ最適化を用いてSINSとLBLを密結合し、DVLやGNSSなど多様なセンサを柔軟に統合できるAUV向け航法システムを提案した論文。
原題: FGO-ILNS: Tightly Coupled Multi-Sensor Integrated Navigation System Based on Factor Graph Optimization for Autonomous Underwater Vehicle ／ Jiangbo Song, Wanqing Li, Ruofan Liu 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
相互作用する物体の物性推定：Sum-GP-UCBによるベイズ最適化
複数の物体が相互作用するシーンから、各物体の物性パラメータをベイズ最適化で推定する手法を提案。報酬をシーンごとに分解し、部分評価で効率化した。
原題: Estimating Material Properties of Interacting Objects Using Sum-GP-UCB ／ M. Yunus Seker, Oliver Kroemer
日本語で読む → - 論文自動運転/経路計画ロボティクス
実環境の自動駐車に向けたRRTアルゴリズムの改良
駐車枠内の幾何学的プランナとRRTベースの経路計画を組み合わせ、複雑な実環境での自動駐車を実現。従来手法より経路コストを21%、計算時間を79.5%削減し、実車実験で有効性を確認した。
原題: Improving Rapidly-exploring Random Trees algorithm for Automated Parking in Real-world Scenarios ／ Jiri Vlasak, Michal Sojka, Zdeněk Hanzálek
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
想像上のポテンシャルゲームによる分散マルチエージェント相互作用生成
各エージェントが他者の行動を推定しながら想像上の協力ゲームを解く分散型ポテンシャルゲームの枠組みを提案し、衝突回避と協調を両立する人間らしい相互作用を生成できることを示した。
原題: Distributed Multi-agent Interaction Generation with Imagined Potential Games ／ Lingfeng Sun, Pin-Yun Hung, Changhao Wang 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
宇宙機の衝突回避のための自律的意思決定計画：強化学習アプローチ
強化学習を用いて宇宙機の衝突回避の自律的意思決定を実現する手法を提案し、不確実性を考慮したPOMDPフレームワークでAIを訓練する。
原題: Spacecraft Autonomous Decision-Planning for Collision Avoidance: a Reinforcement Learning Approach ／ Nicolas Bourriez, Adrien Loizeau, Adam F. Abdin
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
RUSOpt: ベイズ最適化によるロボット超音波プローブの法線方向調整
ベイズ最適化を用いて超音波プローブを接触面に対して垂直に自動調整し、画質を向上させる手法を提案。ファントムと3D人体モデルで平均角度誤差約2度を達成した。
原題: RUSOpt: Robotic UltraSound Probe Normalization with Bayesian Optimization for In-plane and Out-plane Scanning ／ Deepak Raina, Abhishek Mathur, Richard M. Voyles 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
群ロボティクスのための複合現実環境と高次元連続化制御
実ロボットと仮想エージェントを混在させた複合現実プラットフォームを構築し、群ロボティクスの連続化制御手法を高次元に拡張して実験的に検証した。
原題: Mixed Reality Environment and High-Dimensional Continuification Control for Swarm Robotics ／ Gian Carlo Maffettone, Lorenzo Liguori, Eduardo Palermo 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
LANCAR: 言語を活用した非構造環境における文脈認識型ロボット移動
人間の観察者からの言語による文脈情報を大規模言語モデルで解釈し、強化学習エージェントと組み合わせることで、非構造地形でのロボット移動を文脈認識型に改善した研究。
原題: LANCAR: Leveraging Language for Context-Aware Robot Locomotion in Unstructured Environments ／ Chak Lam Shek, Xiyang Wu, Wesley A. Suttle 他
日本語で読む → - 論文VLAAI
マルチモーダル大規模言語モデルによるエンドツーエンド身体性意思決定への挑戦：GPT4-Visionとその先の探求
身体性意思決定を評価するベンチマークPCA-EVALを提案し、GPT4-Visionがエンドツーエンドで高い意思決定能力を示すことを明らかにした。
原題: Towards End-to-End Embodied Decision Making via Multi-modal Large Language Model: Explorations with GPT4-Vision and Beyond ／ Liang Chen, Yichi Zhang, Shuhuai Ren 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーション画像認識
LangNav: ナビゲーションの知覚表現としての言語
視覚情報を自然言語のキャプションに変換し、言語モデルでナビゲーション行動を選択する手法を提案。少ない専門家軌跡でも視覚特徴ベースの手法より高性能を示した。
原題: LangNav: Language as a Perceptual Representation for Navigation ／ Bowen Pan, Rameswar Panda, SouYoung Jin 他
日本語で読む → - 論文自動運転計画ロボティクス
自動運転車のためのインタラクティブ統合計画
MPCと学習ベース予測モデルを組み合わせ、自車と周囲エージェントの行動を統合最適化する計画手法を提案。
原題: Interactive Joint Planning for Autonomous Vehicles ／ Yuxiao Chen, Sushant Veer, Peter Karkus 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
動的なマルチモーダル移動：ハードウェアと制御の概観
スラスタを備えた二足歩行ロボットHarpyのハードウェア設計・シミュレーション・ファームウェア開発を通じ、不整地や転倒からの復帰を可能にする推力支援歩行を検討した論文。
原題: Dynamic Multimodal Locomotion: A Quick Overview of Hardware and Control ／ Shreyansh Pitroda
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
RETRO: 動的環境におけるリアルタイムロボット動作計画のための反応的軌道最適化
動的に変化する目的と確率的な運動ダイナミクスに対応するため、空間と時間の両次元で適応的に最適化する軌道最適化フレームワークRETROを提案し、計算複雑性を大幅に改善した。
原題: RETRO: Reactive Trajectory Optimization for Real-Time Robot Motion Planning in Dynamic Environments ／ Apan Dastider, Hao Fang, Mingjie Lin
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
ワンショット模倣学習：姿勢推定の観点から
単一の実演のみで、追加データ収集や事前知識なしに模倣学習を行うため、軌道転移と未知物体の姿勢推定を組み合わせる手法を検討し、実世界10タスクで姿勢推定器の性能や誤差要因を分析した。
原題: One-Shot Imitation Learning: A Pose Estimation Perspective ／ Pietro Vitiello, Kamil Dreczkowski, Edward Johns
日本語で読む → - 論文自律エージェントcs.MA
信頼性の高い自律エージェントとロボットに関する第3回ワークショップ論文集
自律エージェントとロボティクスの融合をテーマに、実世界での物理的相互作用や検証・検証手法の課題を議論したワークショップ(AREA 2023)の論文集。
原題: Proceedings of the Third Workshop on Agents and Robots for reliable Engineered Autonomy ／ Angelo Ferrando, Rafael Cardoso
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
自動運転車の人間選好経路計画のための曲線軌道モデル
人間ドライバーの経路選択の好みを反映したノード点を算出する線形ドライバーモデルを提案し、オイラー曲線ベースの曲線フィッティングに適用して、人間の平均的な曲線経路選択を再現できることを示した。
原題: Curve Trajectory Model for Human Preferred Path Planning of Automated Vehicles ／ Gergo Igneczi, Erno Horvath, Roland Toth 他
日本語で読む → - 論文感情認識画像認識
MoEmo Vision Transformer：3D姿勢推定とクロスアテンションによるHRI感情検出
全身の3D姿勢から得た動作ベクトルと環境コンテキストをクロスアテンションで統合し、ロボットとのインタラクションにおける人間の感情を検出する手法を提案。
原題: MoEmo Vision Transformer: Integrating Cross-Attention and Movement Vectors in 3D Pose Estimation for HRI Emotion Detection ／ David C. Jeong, Tianma Shen, Hongji Liu 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
強化学習適応ファジィ制御による照明システム：航空機キャビンへの応用
ファジィ推論とQ学習を組み合わせ、ユーザーのフィードバックを報酬として照明設定をオンラインで個人の好みに適応させるアルゴリズムを開発し、航空機キャビンのモックアップでユーザー研究により有効性を検証した。
原題: Reinforcement learning adaptive fuzzy controller for lighting systems: application to aircraft cabin ／ Kritika Vashishtha, Anas Saad, Reza Faieghi 他
日本語で読む → - 論文ロボット学習ロボティクス
単一接空間の誤謬を解き明かす：ロボット学習におけるリーマン幾何学適用の分析と明確化
ロボット学習でリーマン幾何学を用いる際、データを単一の接空間に射影する「単一接空間の誤謬」が広く見られることを指摘し、その理論的問題点と実験的欠点を明らかにして、正しい適用方法を提案した論文。
原題: Unraveling the Single Tangent Space Fallacy: An Analysis and Clarification for Applying Riemannian Geometry in Robot Learning ／ Noémie Jaquier, Leonel Rozo, Tamim Asfour
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
適応的時空間ボクセルに基づく高速道路交通流における自動運転の軌道計画
動的環境に適応する時空間ボクセルで走行可能領域を構築し、二次計画法の枠組みを保ちながら軌道計画を最適化する手法を提案し、複雑な交通流での安全性を実証した。
原題: Adaptive Spatio-Temporal Voxels Based Trajectory Planning for Autonomous Driving in Highway Traffic Flow ／ Zhiqiang Jian, Songyi Zhang, Lingfeng Sun 他
日本語で読む → - 論文世界モデル機械学習
実世界でのオフライン世界モデルのファインチューニング
実機で収集したオフラインデータで世界モデルを事前学習し、モデルベース計画で得たオンラインデータでファインチューニングする手法を提案。計画時に不確実性を考慮することで外挿誤差を抑え、限られたデータでも新規タスクへ少ない試行で適応できることを示した。
原題: Finetuning Offline World Models in the Real World ／ Yunhai Feng, Nicklas Hansen, Ziyan Xiong 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
布マニピュレーションにおけるsim-to-realギャップのベンチマーク
布の操作タスクを対象に、4つの物理シミュレータ(MuJoCo, Bullet, Flex, SOFA)と実世界データのギャップを評価するベンチマークデータセットを構築し、再現性・計算時間・安定性を比較した。
原題: Benchmarking the Sim-to-Real Gap in Cloth Manipulation ／ David Blanco-Mulero, Oriol Barbany, Gokhan Alcan 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
UNav-Sim: 視覚的にリアルな水中ロボティクスシミュレータと合成データ生成フレームワーク
Unreal Engine 5による高精細レンダリングを採用した初のオープンソース水中ロボットシミュレータで、ROS対応の視覚ベース自律航行スタックと合成データ生成機能を備える。
原題: UNav-Sim: A Visually Realistic Underwater Robotics Simulator and Synthetic Data-generation Framework ／ Abdelhakim Amer, Olaya Álvarez-Tuñón, Halil Ibrahim Ugurlu 他
日本語で読む → - 論文能動的知覚/NeRFロボティクス
NeRFを用いた能動的知覚
NeRFに基づくシーン表現を使い、予測情報量を最大化する視点・軌道を計画することで、雑然とした屋内環境を探索する能動的知覚手法を提案し、シミュレーションで検証した。
原題: Active Perception using Neural Radiance Fields ／ Siming He, Christopher D. Hsu, Dexter Ong 他
日本語で読む → - 論文時相論理cs.LO
Python向け柔軟で効率的な時相論理ツール：PyTeLo
MTL・STL・wSTLを扱うPythonライブラリPyTeLoを提案し、仕様文字列からANTLRでASTを生成してMILPに変換・求解する機能を実装した。
原題: A Flexible and Efficient Temporal Logic Tool for Python: PyTeLo ／ Gustavo A. Cardona, Kevin Leahy, Makai Mann 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ImageManip: アフォーダンス誘導による次視点選択を用いた画像ベースのロボットマニピュレーション
RGBカメラで対象物を複数視点から撮影し、深度推定とアフォーダンスマップを融合して、3D点群を使わずに把持・操作を可能にする画像ベースのマニピュレーション手法を提案した。
原題: ImageManip: Image-based Robotic Manipulation with Affordance-guided Next View Selection ／ Xiaoqi Li, Yanzi Wang, Yan Shen 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
FingerTac：人間とロボットの指先に装着可能な交換式触覚センサ
人間とロボットの指先に共通して装着できるウェアラブルな3軸触覚センサを開発し、設計・製造・校正手法を示すとともに、力の測定精度を検証した。
原題: FingerTac -- An Interchangeable and Wearable Tactile Sensor for the Fingertips of Human and Robot Hands ／ Prathamesh Sathe, Alexander Schmitz, Satoshi Funabashi 他
日本語で読む → - 論文モバイルマニピュレーションロボティクス
モバイルマニピュレーションのための能動的知覚に基づく動作生成
移動マニピュレータが未知の散らかった環境で把持を行うため、視覚情報獲得と把持到達性を両立させる経路を生成する能動的知覚手法を提案し、シミュレーションと実機で有効性を示した。
原題: Active-Perceptive Motion Generation for Mobile Manipulation ／ Snehal Jauhri, Sophie Lueth, Georgia Chalvatzaki
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