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 →- 論文マニピュレーション機械学習
H-InDex: 人間の手に着想を得た視覚表現による巧みな操作のための強化学習
人間の手の姿勢推定で視覚表現を事前学習し、自己教師ありキーポイント検出と強化学習で微調整することで、12の難易度の高い巧みな操作タスクを達成した研究。
原題: H-InDex: Visual Reinforcement Learning with Hand-Informed Representations for Dexterous Manipulation ／ Yanjie Ze, Yuyao Liu, Ruizhe Shi 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
SYNLOCO: 中枢パターン生成器と強化学習を統合した四足歩行
CPGのリズム歩行生成と強化学習の適応性を組み合わせ、二段階学習で安定かつ自然な四足歩行制御器を実現した。
原題: SYNLOCO: Synthesizing Central Pattern Generator and Reinforcement Learning for Quadruped Locomotion ／ Xinyu Zhang, Zhiyuan Xiao, Qingrui Zhang 他
日本語で読む → - 論文SLAM最適化ロボティクス
ポーズグラフ最適化のための効率的な段階的非凸化
凸関数の性質を利用して非凸化スケジュールの冗長な最適化ステップを削減し、SLAMバックエンドのロバストポーズグラフ最適化を高速かつ高精度化する手法を提案した。
原題: Efficient Graduated Non-Convexity for Pose Graph Optimization ／ Wonseok Kang, Jaehyun Kim, Jiseong Chung 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
片手で複数物体を把持する
多指ロボットハンドで卓上から複数物体を同時に把持する二段階手法MultiGraspを提案し、二物体把持で44.13%の成功率を達成した。
原題: Grasp Multiple Objects with One Hand ／ Yuyang Li, Bo Liu, Yiran Geng 他
日本語で読む → - 論文人工筋肉/制御ロボティクス
機械学習による熱駆動人工筋肉の精密位置制御と温度調整
ナイロン人工筋肉の位置を外部センサーなしで制御するため、機械学習を用いた定電力開ループ制御器を構築した。物理ベースのノイズ除去データで学習し、ヒステリシスの有無に関わらず多様な熱駆動人工筋肉に適用可能である。
原題: Machine Learning-Enabled Precision Position Control and Thermal Regulation in Advanced Thermal Actuators ／ Seyed Mo Mirvakili, Ehsan Haghighat, Douglas Sim
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 → - 論文強化学習ロボティクス
Eureka: コーディングLLMによる人間レベルの報酬設計
GPT-4などのLLMを活用して報酬関数を自動生成・進化させ、強化学習で複雑なロボット操作タスクを人間専門家を超える性能で学習させる手法を提案。
原題: Eureka: Human-Level Reward Design via Coding Large Language Models ／ Yecheng Jason Ma, William Liang, Guanzhi Wang 他
日本語で読む → - 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 → - 論文経路計画ロボティクス
柔軟なインフォームドツリー（FIT*）：インフォームドサンプリングベース経路計画における適応的バッチサイズアプローチ
サンプリングベース経路計画において、バッチサイズを構成空間の次元と超楕円体の超体積に基づいて動的に調整するFIT*を提案し、初期解の収束速度と品質を向上させた。
原題: Flexible Informed Trees (FIT*): Adaptive Batch-Size Approach in Informed Sampling-Based Path Planning ／ Liding Zhang, Zhenshan Bing, Kejia Chen 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
画像編集拡散モデルによるゼロショットロボットマニピュレーション
画像編集拡散モデルを高レベルプランナーとして使い、言語指示から中間サブゴール画像を生成し、低レベル方策がそれを達成することで、未知の物体や状況にも汎化するロボット操作手法を提案。
原題: Zero-Shot Robotic Manipulation with Pretrained Image-Editing Diffusion Models ／ Kevin Black, Mitsuhiko Nakamoto, Pranav Atreya 他
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
AutoTrans: 自律UAVによる吊り下げペイロード輸送のための計画・制御フレームワーク
吊り下げ型ペイロードを搭載したUAVの完全自律輸送を実現するため、全身の安全性と動的実現可能性を考慮したリアルタイム軌道計画法と、階層的擾乱補償を備えた適応NMPCを提案した。
原題: AutoTrans: A Complete Planning and Control Framework for Autonomous UAV Payload Transportation ／ Haojia Li, Haokun Wang, Chen Feng 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
ニューラル状態空間モデルに対するモデル予測推論制御による自動運転の運動計画
ニューラル状態空間モデルで車両ダイナミクスを表現する際のMPCをベイズ状態推定問題に変換し、暗黙的粒子フィルタ/スムーザで効率的に解く手法を提案した。
原題: Model Predictive Inferential Control of Neural State-Space Models for Autonomous Vehicle Motion Planning ／ Iman Askari, Ali Vaziri, Xuemin Tu 他
日本語で読む → - 論文LLM評価自然言語
BioPlanner: 生物学における実験プロトコル計画のためのLLM自動評価
生物学の実験プロトコルを擬似コードに変換し、LLMが高レベル記述から再構成できるかを自動評価する枠組みとデータセットBioProtを提案し、GPT-3/4で検証した。
原題: BioPlanner: Automatic Evaluation of LLMs on Protocol Planning in Biology ／ Odhran O'Donoghue, Aleksandar Shtedritski, John Ginger 他
日本語で読む → - 論文自動運転ナビゲーションロボティクス
言語拡張トポメトリック地図による自動運転ナビゲーション
高精度LiDAR地図を使わず、道路網情報とクラウドソースの言語ランドマークのみを用いて、視覚言語モデルとベイズ推定を組み合わせて自動運転車を目的地まで誘導するシステムを開発した。
原題: ALT-Pilot: Autonomous navigation with Language augmented Topometric maps ／ Mohammad Omama, Pranav Inani, Pranjal Paul 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
STOPNet: 生産ライン上の透明物体に対するマルチビューベース6自由度吸着検出
RGB画像のみからマルチビューステレオで生産ラインの3Dシーンを再構成し、透明物体を含む6自由度の吸着姿勢をリアルタイムに検出するフレームワークを提案した。
原題: STOPNet: Multiview-based 6-DoF Suction Detection for Transparent Objects on Production Lines ／ Yuxuan Kuang, Qin Han, Danshi Li 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 → - 論文タスクプランニングロボティクス
CoPAL: 大規模言語モデルによるロボット行動の修正計画
LLMを使ったロボットのタスク・動作計画において、物理的・論理的・意味的な誤りを検出して再計画するフィードバック機構を提案し、ブロック操作やバーマン、ピザ作りで有効性を示した。
原題: CoPAL: Corrective Planning of Robot Actions with Large Language Models ／ Frank Joublin, Antonello Ceravola, Pavel Smirnov 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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
拡散モデルによる6自由度安定姿勢場
拡散モデルを用いて、乱雑な環境中で物体を安定に配置できる6自由度姿勢を生成する手法を提案し、新規物体の配置やスタッキング、姿勢推定精度の向上を実現した。
原題: 6-DoF Stability Field via Diffusion Models ／ Takuma Yoneda, Tianchong Jiang, Gregory Shakhnarovich 他
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 → - 論文群制御ロボティクス
速度制約付きロボット群の仮想チューブ通過における速度・密度計画
仮想チューブ内を進む速度制約付きロボット群に対し、大域情報に基づいて平均前進速度と密度を計画し、狭所通過の安全性と効率を高める手法を提案した。
原題: Speed and Density Planning for a Speed-Constrained Robot Swarm Through a Virtual Tube ／ Wenqi Song, Yan Gao, Quan Quan
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
人間からロボットへの受け渡しにおける動作の丁寧さの表出と推論
人間がカップをロボットに手渡す際の動作の丁寧さをオンラインで分類し、カップの中身に応じてロボットの動きを変える「表出的」制御を提案・検証した研究。
原題: Expressing and Inferring Action Carefulness in Human-to-Robot Handovers ／ Linda Lastrico, Nuno Ferreira Duarte, Alessandro Carfì 他
日本語で読む → - 論文農業ロボティクスロボティクス
TreeScope: 森林・果樹園におけるLiDARベース樹木マッピングのための農業ロボティクスデータセット
森林や果樹園でLiDARを用いて樹木を検出・計測するためのロボティクスデータセットを構築し、樹木のセマンティックセグメンテーションと直径推定のベースライン結果を報告した。
原題: TreeScope: An Agricultural Robotics Dataset for LiDAR-Based Mapping of Trees in Forests and Orchards ／ Derek Cheng, Fernando Cladera Ojeda, Ankit Prabhu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
物理属性と背景がロボット操作のビデオTransformerに与える影響：平面押し操作のケーススタディ
物体の色・摩擦・形状や背景の複雑さがビデオTransformerによる平面押し軌道予測にどう影響するかを、46万本の実世界データセットと新フレームワークVOTで実証的に分析した。
原題: How Physics and Background Attributes Impact Video Transformers in Robotic Manipulation: A Case Study on Planar Pushing ／ Shutong Jin, Ruiyu Wang, Muhammad Zahid 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
ギャップ付きロードマップと学習コントローラによる動的環境下の効率的運動計画
学習済みコントローラを活用し、動的制約のある移動ロボットの運動計画を効率化する「ギャップ付きロードマップ」を構築。オンラインではロードマップに基づく木探索で目標へ誘導し、到達不能時はランダム探索で完全性を保証する。
原題: Roadmaps with Gaps over Controllers: Achieving Efficiency in Planning under Dynamics ／ Aravind Sivaramakrishnan, Sumanth Tangirala, Edgar Granados 他
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 → - 論文軌道計画ロボティクス
ベーシススプラインを用いた高速道路シナリオにおける時間最適軌道計画
ベーシススプラインの制御点とブレークポイントを最適化変数に含め、時間連続的な実行可能性を保証しつつ終端多様体へ収束させる非線形最適化手法を提案し、追い越しシナリオで評価した。
原題: Time-Optimal Trajectory Planning in Highway Scenarios using Basis-Spline Parameterization ／ Philip Dorpmüller, Thomas Schmitz, Naveen Bejagam 他
日本語で読む → - 論文人間-ロボット相互作用ロボティクス
フォーカスグループインタビューによる人間-ロボット相互作用におけるバイアス経験の検討
公共空間でのソーシャルロボット導入に対する市民のバイアスや多様性を、フォーカスグループインタビューで調査した手法と測定に焦点を当てた研究。
原題: Using Focus Group Interviews to Examine Biased Experiences in Human-Robot-Interaction ／ Lukas Erle, Lara Timm, Carolin Straßmann 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
cuRobo: 並列化された衝突回避・最小ジャークロボット動作生成
衝突回避動作生成を大域的最適化問題として定式化し、GPU上で並列に解くことで平均50msで解を得るライブラリcuRoboを開発した。
原題: cuRobo: Parallelized Collision-Free Minimum-Jerk Robot Motion Generation ／ Balakumar Sundaralingam, Siva Kumar Sastry Hari, Adam Fishman 他
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