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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
ALPHA: 高構造領域における注意機構ベースの長期的経路探索
各エージェントが局所情報と大域的な曖昧情報を組み合わせ、他エージェントの経路意図を短期予測することで、視野制限による近視眼的判断を克服するGraph Transformerベースのマルチエージェント経路探索フレームワークを提案。
原題: ALPHA: Attention-based Long-horizon Pathfinding in Highly-structured Areas ／ Chengyang He, Tianze Yang, Tanishq Duhan 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
オンラインアドミタンス残差学習による接触の多いマニピュレーションスキルの効率的なSim-to-real転移
シミュレーションで強化学習により動作とコンプライアンス制御パラメータを獲得し、実機では力センサを用いて制御パラメータの残差をオンライン学習することで、接触の多い組立・回転・ねじ締めタスクを効率的に実世界へ転移する手法を提案。
原題: Efficient Sim-to-real Transfer of Contact-Rich Manipulation Skills with Online Admittance Residual Learning ／ Xiang Zhang, Changhao Wang, Lingfeng Sun 他
日本語で読む → - 論文自動運転/行動計画ロボティクス
自動運転の行動計画のためのモンテカルロ木探索
安全性・快適性・通過性を考慮したコスト関数を組み込んだMCTSにより、交差点や割り込みなど複雑な交通状況でもリアルタイムに行動計画を行う手法を提案した。
原題: Monte-Carlo Tree Search for Behavior Planning in Autonomous Driving ／ Qianfeng Wen, Zhongyi Gong, Lifeng Zhou 他
日本語で読む → - 論文マルチロボットシステムロボティクス
バイアスと通信制約下におけるマルチロボットシステムのためのIMUプリインテグレーション
受動的UWBトランシーバを用いたマルチロボット相対姿勢推定において、IMUバイアスをプロセスモデルの微分シルベスター方程式形式を維持しつつ組み込む方法を示した補足資料。
原題: IMU Preintegration for Multi-Robot Systems in the Presence of Bias and Communication Constraints ／ Mohammed Ayman Shalaby, Charles Champagne Cossette, Jerome Le Ny 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
Open X-Embodiment: ロボット学習データセットとRT-Xモデル
21機関・22種のロボットからなる大規模データセットを構築し、異なるロボットやタスクに適応できる汎用ロボット方策RT-Xを学習した研究。
原題: Open X-Embodiment: Robotic Learning Datasets and RT-X Models ／ Embodiment Collaboration, Abby O'Neill, Abdul Rehman 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
強化学習による地形認識型四足歩行
固有感覚と外界感覚を統合し、軌道生成器のパラメータを調整するDNN方策を強化学習で訓練することで、四足ロボットが階段や飛び石などの不整地を任意方向に安全かつ省エネで歩行できるようにした。
原題: Terrain-Aware Quadrupedal Locomotion via Reinforcement Learning ／ Haojie Shi, Qingxu Zhu, Lei Han 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
集中型マルチエージェント迷路探索のための高速アルゴリズム
熱方程式駆動エリアカバレッジ(HEDAC)法を拡張し、未知の迷路を複数の移動ロボットで協調探索して静止目標を特定する高速アルゴリズムを提案した。
原題: Fast algorithm for centralized multi-agent maze exploration ／ Bojan Crnković, Stefan Ivić, Mila Zovko
日本語で読む → - 論文ヒューマンロボット協調ロボティクス
視覚言語トランスフォーマーによる先読み型ヒューマンロボット協調
視覚情報・言語指示・物体間の相互作用知識を統合したマルチモーダルトランスフォーマーViLing-MMTを提案し、人間の意図する最終目標を先読みして中間タスクを提案する協調手法を実現した。
原題: Proactive Human-Robot Interaction using Visuo-Lingual Transformers ／ Pranay Mathur
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
データ駆動型モード形状選択とモデルベース振動抑制：柔軟駆動リンクを持つ3-RRRパラレルマニピュレータ
柔軟な駆動リンクを持つ3-RRRパラレルマニピュレータについて、DMDとSINDyを組み合わせてモード形状関数をデータ駆動で同定し、ニューラルネットワークによる状態オブザーバとモデルベース制御則で振動を抑制する手法を提案した。
原題: Data-driven mode shape selection and model-based vibration suppression of 3-RRR parallel manipulator with flexible actuation links ／ Dingxu Guo, Jian Xu, Shu Zhang
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 → - 論文触覚ロボティクス
生体模倣触覚フィードバックによる滑り検出と表面予測
生体模倣触覚センサTacTipを用いて、柔らかい・硬い・乾燥・滑りやすい表面を識別し、表面テクスチャを分類する手法を検討した。
原題: Slip Detection and Surface Prediction Through Bio-Inspired Tactile Feedback ／ Dexter R. Shepherd, Phil Husbands, Andy Philippides 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
複数慣性センサによるクアッドロータのデッドレコニング
クアッドロータのデッドレコニング精度を向上させるため、複数の慣性計測ユニット(MIMU)を深層学習フレームワークで活用する手法を提案し、実地実験で有効性を検証した。
原題: Quadrotor Dead Reckoning with Multiple Inertial Sensors ／ Dror Hurwitz, Itzik Klein
日本語で読む → - 論文セキュリティロボティクス
自動運転車の知覚を守る異常行動分析フレームワーク
自動運転車の知覚センサーへの攻撃を検知するため、物理ベースの行動モデルから抽出した時間的特徴と機械学習を組み合わせた異常行動分析フレームワークを提案し、実車テストベッドでの深度カメラ攻撃実験で有効性を検証した。
原題: An Anomaly Behavior Analysis Framework for Securing Autonomous Vehicle Perception ／ Murad Mehrab Abrar, Salim Hariri
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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
未知物体に対する多指動的把握
視覚サーボ制御を用いた五指ハンドで、コンベア上の物体や人からの受け渡しなど動的な環境下で未知物体を把持するフレームワークを実機で実現した。
原題: Multi-fingered Dynamic Grasping for Unknown Objects ／ Yannick Burkhardt, Qian Feng, Jianxiang Feng 他
日本語で読む → - 論文空中マニピュレーションロボティクス
非構造環境での物理的インタラクションのための吊り下げ型空中マニピュレーションアバター
ヘキサコプターにヒューマノイド上半身を搭載し、テザーで吊り下げることでペイロードとバッテリー寿命を向上させた空中マニピュレーションシステムを提案し、遠隔操作による物理的インタラクションを実現した。
原題: A Suspended Aerial Manipulation Avatar for Physical Interaction in Unstructured Environments ／ Fanyi Kong, Grazia Zambella, Simone Monteleone 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 → - 論文自己位置推定ロボティクス
ナノUAVにおける間取り図を用いたセマンティックセンサフュージョンによる完全オンボード低電力自己位置推定
ナノUAVが間取り図とセマンティック情報を融合し、オンボードで低電力に自己位置推定を行う手法を提案し、実オフィス環境で90%の成功率を達成した。
原題: Fully Onboard Low-Power Localization with Semantic Sensor Fusion on a Nano-UAV using Floor Plans ／ Nicky Zimmerman, Hanna Müller, Michele Magno 他
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 → - 論文因果推論ロボティクス
観察型HRI研究のための因果推論入門
家庭用ロボットなどから得られる観察データで因果関係を推定するため、因果推論の手法をHRI研究者向けにチュートリアル形式で解説した論文。
原題: An Introduction to Causal Inference Methods for Observational Human-Robot Interaction Research ／ Jaron J. R. Lee, Gopika Ajaykumar, Ilya Shpitser 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ドローン配送サービスのための没入型3Dシミュレータ
ドローン配送サービスのアルゴリズム検証やデータ収集を目的とした、エネルギー消費モデルを備えた3Dシミュレータを提案した。編集モードと実行モードの2つの動作モードを備え、実機なしで配送環境を可視化・検証できる。
原題: Immersive 3D Simulator for Drone-as-a-Service ／ Jiamin Lin, Balsam Alkouz, Athman Bouguettaya 他
日本語で読む → - 論文3D物体検出ロボティクス
自動運転における3D物体検出に対するカメラ・LiDAR配置の影響
カメラとLiDARの配置が学習ベースの3D物体検出性能に与える影響を情報理論的な代理指標で評価し、nuScenesデータセットでの実験により最大30%の精度差が生じることを示した。
原題: Influence of Camera-LiDAR Configuration on 3D Object Detection for Autonomous Driving ／ Ye Li, Hanjiang Hu, Zuxin Liu 他
日本語で読む → - 論文4D知覚画像認識
LiDARを用いた4D占有補完と予測
自動運転向けに、LiDARの占有情報を補完し将来予測する新タスクOCFを提案し、大規模データセットOCFBenchとベースラインを構築した論文。
原題: LiDAR-based 4D Occupancy Completion and Forecasting ／ Xinhao Liu, Moonjun Gong, Qi Fang 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
オブジェクトベースSLAMの課題：幾何特徴との比較と展望
SLAMにおける幾何特徴とオブジェクト特徴を比較し、オブジェクト特徴の活用方法と課題を整理したサーベイ論文。
原題: Higher or Lower: Challenges in Object based SLAM ／ Zhihe Zhang, Hao Wei, Hongtao Nie
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/マニピュレーションロボティクス
直接3Dプリント可能な空気圧駆動マルチマテリアルロボットハンド
組み立て不要で直接3Dプリントできる15自由度の空気圧駆動ソフトロボットハンドを開発し、低コストな遠隔操作システムで動作を検証した。
原題: Directly 3D Printed, Pneumatically Actuated Multi-Material Robotic Hand ／ Hanna Matusik, Chao Liu, Daniela Rus
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