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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 →- 論文物理的HRCロボティクス
物理的人間-ロボット協調における神経適応
脳波から認知葛藤を推定し、強化学習でロボットの協調戦略を閉ループ適応させることで、協調の円滑さと直感性を高める枠組みを実証した。
原題: Neuroadaptation in Physical Human-Robot Collaboration ／ Avinash Singh, Dikai Liu, Chin-Teng Lin
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
知覚障害に強い脚式ロボットの局所ナビゲーション：劣化した知覚からのEnd-to-End学習
知覚失敗を不可視の障害物や穴としてモデル化し、固有感覚と外界感覚を統合した強化学習方策で脚式ロボットの局所ナビゲーションをEnd-to-Endで学習させ、知覚障害時でも成功率を30%以上向上させた。
原題: Resilient Legged Local Navigation: Learning to Traverse with Compromised Perception End-to-End ／ Jin Jin, Chong Zhang, Jonas Frey 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
主に運動学的なシステムのための適応的歩容モデリングと最適化
データ駆動モデリングと幾何力学を組み合わせた適応的同定手法で、主に運動学的な移動ロボットの歩容を効率的に最適化し、地形変化にも対応できることを示した。
原題: Adaptive Gait Modeling and Optimization for Principally Kinematic Systems ／ Siming Deng, Noah J. Cowan, Brian A. Bittner
日本語で読む → - 論文ヒューマンロボットインタラクションHCI
ダンス動作による描画マシンとの暗黙的な協働
参加者がダンスで動き、隠れた操作者がAxiDrawロボットを制御して一緒にポストカードを描くWizard-of-Ozデモを通じ、創造的な機械との暗黙的な協働の可能性を探る。
原題: Implicit collaboration with a drawing machine through dance movements ／ Itay Grinberg, Alexandra Bremers, Louisa Pancoast 他
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 → - 論文触覚ロボティクス
FEMを用いたソフトバブル視触覚センサの3次元力・接触推定
ソフトバブル触覚センサの内部RGBDカメラと気圧センサから、有限要素モデルに基づいて密な接触力（法線・せん断）を再構成する手法を提案し、従来法より高精度に推定できることを示した。
原題: 3D Force and Contact Estimation for a Soft-Bubble Visuotactile Sensor Using FEM ／ Jing-Chen Peng, Shaoxiong Yao, Kris Hauser
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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
形状補完と把持予測を組み合わせた多指ハンドによる高速で汎用的な把持
単一視点の深度画像から物体形状を補完し、その形状に基づいて多指ハンドの把持姿勢を高速に予測する深層学習パイプラインを提案し、実機で多様な家庭用品の把持に成功した。
原題: Combining Shape Completion and Grasp Prediction for Fast and Versatile Grasping with a Multi-Fingered Hand ／ Matthias Humt, Dominik Winkelbauer, Ulrich Hillenbrand 他
日本語で読む → - 論文手術自動化ロボティクス
組織境界に沿った自動剥離のためのフレームワーク
AI画像処理と視覚ベースのロボット制御により、胆嚢と肝臓の境界を認識して自動で剥離する手術支援フレームワークを提案し、鶏・豚肝臓での評価を行った。
原題: A Framework For Automated Dissection Along Tissue Boundary ／ Ki-Hwan Oh, Leonardo Borgioli, Miloš Žefran 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
超冗長ロボットアームのための人間動作補償フレームワーク
人間の全身動作が超冗長ロボットアームの手先軌道に与える影響を補償するフレームワークを提案し、IMUを用いた動作計測とヤコビ行列の再構成により、従来のヌルスペース法と比較して性能を評価した。
原題: A Human Motion Compensation Framework for a Supernumerary Robotic Arm ／ Xin Zhang, Pietro Balatti, Mattia Leonori 他
日本語で読む → - 論文ロボット魚/仿生推進ロボティクス
仿生可变形背びれが自由遊泳するマグロ型ロボットの遊泳性能に与える影響
磁気着脱式の仿生可変背びれを備えた3次元自律遊泳マグロ型ロボットを開発し、背びれの起立が速度・輸送コスト・ヨー角に与える影響を自由遊泳条件下で調べた。起立背びれはヨー安定性を向上させるが、速度と輸送コストへの影響は小さかった。
原題: How Biomimetic Morphing Dorsal Fin Affects the Swimming Performance of a Free-swimming Tuna Robot ／ Hongbing Huang, Zhonglu Lin, Wei Zheng 他
日本語で読む → - 論文衝突距離推定/グラフニューラルネットワークロボティクス
確率的グラフ再配線を備えたグラフベース3D衝突距離推定ネットワーク
3D形状間の最小衝突距離を推定するグラフニューラルネットワークGDN-Rを提案し、Gumbel-top-K緩和による層ごとの確率的グラフ再配線で精度・汎化性・計算効率を改善した。
原題: Graph-based 3D Collision-distance Estimation Network with Probabilistic Graph Rewiring ／ Minjae Song, Yeseung Kim, Min Jun Kim 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
大規模軌道モデル：スケーラブルな運動予測と計画
観測・状態・行動を統一的な系列モデリングとして扱うState Transformerを提案し、スケーリング則に従って運動予測と計画の性能が向上することを示した。
原題: Large Trajectory Models are Scalable Motion Predictors and Planners ／ Qiao Sun, Shiduo Zhang, Danjiao Ma 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
安全な回廊上のグラフ理論的ベジェ曲線最適化による安全で滑らかな動作計画
ベジェ曲線の最適化目的を制御点間の合意距離としてグラフ理論的に統一的に捉え、標準的な物理目的に加え幾何・統計的目的を導入し、安全回廊上での動作計画で比較した。
原題: Graph-Theoretic B\'ezier Curve Optimization over Safe Corridors for Safe and Smooth Motion Planning ／ Soufyan Zayou, Ömür Arslan
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 → - 論文自動運転データセットロボティクス
TWICEデータセット：制御環境におけるテストシナリオのデジタルツイン
悪天候下の実車テストと、そのデジタルツインを用いた実験室でのハードウェアインザループシミュレーションの両方から、カメラ・レーダー・LiDAR・IMU・GPSデータを収録した大規模データセットを構築した。
原題: TWICE Dataset: Digital Twin of Test Scenarios in a Controlled Environment ／ Leonardo Novicki Neto, Fabio Reway, Yuri Poledna 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
転倒時の守護者：安全な転倒のための能動的モード遷移
四足歩行ロボットが転倒する際に、能動的に転がって安定な姿勢へ遷移し回復することで、衝撃を大幅に低減する枠組みを提案した。
原題: Guardians as You Fall: Active Mode Transition for Safe Falling ／ Yikai Wang, Mengdi Xu, Guanya Shi 他
日本語で読む → - 論文オプティカルフロー/ステレオ深度画像認識
UFD-PRiME: 画素レベルの剛体運動推定によるオプティカルフローとステレオ深度の教師なし同時学習
オプティカルフローとステレオ深度を教師なしで同時に学習し、画素ごとの3D剛体運動推定を組み合わせることで、動物体の動きも考慮した高精度なフロー推定を実現した。
原題: UFD-PRiME: Unsupervised Joint Learning of Optical Flow and Stereo Depth through Pixel-Level Rigid Motion Estimation ／ Shuai Yuan, Carlo Tomasi
日本語で読む → - 論文自己モデリング画像認識
高自由度動的ニューラルフィールドによるロボット自己モデリングと動作計画
2D画像のみからロボットの運動学的自己モデルをニューラルフィールドで学習し、7自由度ロボットで動作計画に応用した研究。
原題: High-Degrees-of-Freedom Dynamic Neural Fields for Robot Self-Modeling and Motion Planning ／ Lennart Schulze, Hod Lipson
日本語で読む → - 論文基盤モデルロボティクス
GRID: 汎用ロボット知能開発プラットフォーム
ロボットが物理世界を理解する基盤モデルを活用し、スキルを学習・組み合わせ・適応できる拡張性の高い開発プラットフォームGRIDを提案し、空中ロボットのシナリオで有効性を示した。
原題: GRID: A Platform for General Robot Intelligence Development ／ Sai Vemprala, Shuhang Chen, Abhinav Shukla 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
f-方策勾配：f-ダイバージェンスを用いた目標条件付き強化学習の一般フレームワーク
目標条件付き強化学習において、エージェントの状態訪問分布と目標との間のf-ダイバージェンスを最小化することで探索を促進する新しい手法f-PGを提案し、スパース報酬環境での性能向上を示した。
原題: $f$-Policy Gradients: A General Framework for Goal Conditioned RL using $f$-Divergences ／ Siddhant Agarwal, Ishan Durugkar, Peter Stone 他
日本語で読む → - 論文協調測位ロボティクス
平面制約を活用した因子グラフ最適化による車車間協調測位
車車間測距が途絶えても、協調車両の位置情報から道路平面を構築し、その平面制約を因子グラフ最適化に組み込むことで協調測位の性能低下を抑える手法を提案した。
原題: Plane Constraints Aided Multi-Vehicle Cooperative Positioning Using Factor Graph Optimization ／ Chen Zhuang, Hongbo Zhao
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
張力を感じて：治具環境下での力情報を用いた柔軟線状物体の操作
張力を保つ簡略化モデルとオンライン推定により、視覚に頼らず力覚だけでケーブルなどの柔軟線状物体を操作する手法を提案し、双腕YuMiでのワイヤハーネス生産タスクで実証した。
原題: Feel the Tension: Manipulation of Deformable Linear Objects in Environments with Fixtures using Force Information ／ Finn Süberkrüb, Rita Laezza, Yiannis Karayiannidis
日本語で読む → - 論文子どもとロボットの相互作用ロボティクス
年齢に適したロボット設計：実環境での子どもとロボットの相互作用における粘り強さのスタイルとロボットの予期しない行動の研究
美術館と学校での読み聞かせワークショップで、ロボットの予期しない行動が6〜12歳の子どもの反応にどう影響するかを観察し、年齢に応じた社会性ロボット設計の指針を提案した。
原題: Age-Appropriate Robot Design: In-The-Wild Child-Robot Interaction Studies of Perseverance Styles and Robot's Unexpected Behavior ／ Alicja Wróbel, Karolina Źróbek, Marie-Monique Schaper 他
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
TAIL: 大規模事前学習モデルを用いた模倣学習のためのタスク特化型アダプタ
大規模事前学習モデルを新しいロボット制御タスクに効率的に適応させるため、LoRAなどのパラメータ効率の良いファインチューニング手法を比較し、TAILフレームワークを提案した論文。
原題: TAIL: Task-specific Adapters for Imitation Learning with Large Pretrained Models ／ Zuxin Liu, Jesse Zhang, Kavosh Asadi 他
日本語で読む → - 論文屋内測位/レーダーロボティクス
屋内測位のためのアクティブレーダーとパッシブ反射板：概念と初期結果
屋内環境にパッシブ反射板を配置し、車両のアクティブレーダーで反射特性を観測することで高精度かつ低コストな測位を実現する新手法を提案し、シミュレーションで実現可能性を示した。
原題: Indoor Positioning based on Active Radar Sensing and Passive Reflectors: Concepts & Initial Results ／ Pascal Schlachter, Zhibin Yu, Naveed Iqbal 他
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
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