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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: 2023/9/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集

• 論文物理的ヒューマンロボットインタラクションロボティクス2023/9/1

  物理的インタラクションからタスクスキルと目標を同時に学習する

  人とロボットの物理的なやり取りから、操作スキルと長期的なタスク目標を同時に学習する枠組みを提案し、人間の意図に沿った行動を実現できることを示した。

  原題: Learning Task Skills and Goals Simultaneously from Physical Interaction ／ Haonan Chen, Ye-Ji Mun, Zhe Huang 他

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• 論文食事支援ロボティクスロボティクス2023/9/1

  ロボットによる食事支援のための逐次獲得方策の学習

  食事支援ロボットが長期的な食事獲得を計画するため、シミュレーションで学習した潜在的な皿のダイナミクスを活用し、視覚的にパラメータ化されたプリミティブに実行を委任するVAPORSを提案。

  原題: Learning Sequential Acquisition Policies for Robot-Assisted Feeding ／ Priya Sundaresan, Jiajun Wu, Dorsa Sadigh

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• 論文経路計画ロボティクス2023/9/1

  道を外れて：局所障害物回避のための横方向重み付き動作計画

  曲線座標系の計画空間と横方向のずれを抑える新たなエッジコストを導入し、参照経路の地形知識を活かしつつ障害物を回避する滑らかな経路を生成する手法を提案。MPCと組み合わせ、5kmの実地試験で従来の直接追従型MPCと比較した。

  原題: Off the Beaten Track: Laterally Weighted Motion Planning for Local Obstacle Avoidance ／ Jordy Sehn, Timothy D. Barfoot, Jack Collier

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• 論文被覆計画ロボティクス2023/9/1

  FC-Planner: 骨格誘導による複雑3Dシーンの高速空中被覆計画フレームワーク

  複雑な3Dシーンを骨格ベースで分割し、並列計画によってUAVの被覆経路を前処理なしで高速に生成する手法を提案した。

  原題: FC-Planner: A Skeleton-guided Planning Framework for Fast Aerial Coverage of Complex 3D Scenes ／ Chen Feng, Haojia Li, Mingjie Zhang 他

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• 論文自動運転/意思決定AI2023/9/1

  強制合流シーンにおける社会心理要因を活用した自動運転車のインタラクション認識型意思決定

  他車の社会的行動と個人的目的を組み込んだ行動モデルを構築し、ベイズフィルタで意図を推定しながら予測を統合する再ceding-horizon制御ベースの意思決定手法を提案した。

  原題: Interaction-Aware Decision-Making for Autonomous Vehicles in Forced Merging Scenario Leveraging Social Psychology Factors ／ Xiao Li, Kaiwen Liu, H. Eric Tseng 他

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• 論文群制御ロボティクス2023/9/1

  終端間深層強化学習によるクアッドロータ群の衝突回避とナビゲーション

  障害物のある環境でクアッドロータ群を制御する終端間深層強化学習手法を提案し、カリキュラム学習と注意機構を用いて実機にゼロショット転移できることを示した。

  原題: Collision Avoidance and Navigation for a Quadrotor Swarm Using End-to-end Deep Reinforcement Learning ／ Zhehui Huang, Zhaojing Yang, Rahul Krupani 他

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• 論文ロボット-地形相互作用ロボティクス2023/9/1

  MonoForce：物理に基づくモデルによるロボットと地形の相互作用予測の自己教師あり学習

  カメラ画像からロボットと地形の相互作用力を予測し、物理法則に基づいて軌道を生成する微分可能なモデルを提案。剛体地形では従来手法と同等、非剛体地形（草や茂み）で優れた精度を示す。

  原題: MonoForce: Self-supervised Learning of Physics-informed Model for Predicting Robot-terrain Interaction ／ Ruslan Agishev, Karel Zimmermann, Vladimír Kubelka 他

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• 論文マニピュレーションロボティクス2023/9/1

  見えなくても心に残る：ビデオ追跡対応メモリモデルによる未観測物体の推論と計画

  部分視点の点群と物体追跡を用いて、遮蔽された物体の履歴をTransformerで記憶し、多物体操作の推論・計画を行う手法DOOM/LOOMを提案。

  原題: Out of Sight, Still in Mind: Reasoning and Planning about Unobserved Objects with Video Tracking Enabled Memory Models ／ Yixuan Huang, Jialin Yuan, Chanho Kim 他

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• 論文経路計画ロボティクス2023/9/1

  勾配降下法による最適化を可能にする微分可能な往復経路計画

  凸多角形内の往復経路計画を微分可能に表現し、勾配降下法による最適化を試みた。従来の離散表現のスコアを高精度に再現できる一方、探索空間の非凸性が高く最適化は失敗することを示した。

  原題: Differentiable Boustrophedon Paths That Enable Optimization Via Gradient Descent ／ Thomas Manzini, Robin Murphy

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• 論文軌道計画制御2023/9/1

  モデル予測計画法：低機動性航空機のための障害物密集環境における軌道計画

  低機動性の固定翼機が障害物の多い環境を飛行するため、複数の候補経路をレイトレーシングで線形制約化し、凸二次計画で実行可能な軌道を効率的に探索するMPPを提案した。

  原題: Model Predictive Planning: Trajectory Planning in Obstruction-Dense Environments for Low-Agility Aircraft ／ Matthew T. Wallace, Brett Streetman, Laurent Lessard

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• 論文群制御ロボティクス2023/9/1

  モジュラーロボットによる捕食者-被食者シナリオがもたらすオープンエンド進化

  モジュラーロボットの捕食者-被食者系で、タグ付けシステムを導入し、行動の複雑化とオープンエンド進化の創発を調べた。適応戦略の出現は、繁殖を明示的な行動基準に条件付けることに依存した。

  原題: Open-endedness induced through a predator-prey scenario using modular robots ／ Dimitri Kachler, Karine Miras

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• 論文End-to-End自動運転画像認識2023/9/1

  模倣学習によるEnd-to-End自動運転の交通ルール遵守を高める要因

  赤信号・一時停止標識・曲率速度の3つのペナルティを模倣学習に導入し、異なる入力モダリティを整合させるセンサ融合手法と組み合わせることで、End-to-End自動運転の走行性能と交通ルール遵守、敵対的攻撃への頑健性を向上させた。

  原題: What Matters to Enhance Traffic Rule Compliance of Imitation Learning for End-to-End Autonomous Driving ／ Hongkuan Zhou, Wei Cao, Aifen Sui 他

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• 論文3D占有予測ロボティクス2023/9/1

  OccupancyDETR: DETRを用いた密疎混合3D占有予測

  DETR風の物体検出と密疎混合3D占有デコーダを組み合わせ、前景と背景を分けて処理することで、効率的かつ高精度な3Dセマンティック占有予測を実現した。

  原題: OccupancyDETR: Using DETR for Mixed Dense-sparse 3D Occupancy Prediction ／ Yupeng Jia, Jie He, Runze Chen 他

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• 論文経路計画ロボティクス2023/9/1

  給油制約付き経路探索のためのヒューリスティック探索

  限られた燃料タンクと給油回数の中で最小コスト経路を求めるガソリンスタンド問題に対し、支配規則を用いたヒューリスティック探索RF-A*を提案し、大規模地図で既存手法より2〜8倍高速に最適解を求める。

  原題: Heuristic Search for Path Finding with Refuelling ／ Shizhe Zhao, Anushtup Nandy, Howie Choset 他

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• 論文軌道最適化ロボティクス2023/9/1

  クアッドロータレースのためのユークリッドおよび非ユークリッド軌道最適化アプローチ

  クアッドロータのレースライン最適化において、ユークリッド幾何と非ユークリッド幾何を用いた2つの手法を提案し、高忠実度ダイナミクスでゲートをウェイポイント近似せずに計算。シミュレーションで従来法より100倍高速かつ収束性向上を実証し、非ユークリッド手法を多数の静的障害物がある場合に拡張。

  原題: Euclidean and non-Euclidean Trajectory Optimization Approaches for Quadrotor Racing ／ Thomas Fork, Francesco Borrelli

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• 論文sim2realロボティクス2023/9/1

  ドメイン知識を組み込んだガウス過程状態空間モデルによる分布外検出

  シミュレーションやノミナルモデルから得たドメイン知識をガウス過程のカーネルに埋め込み、予測に基づくオンライン分布外検出モニタを構築。実機四足歩行ロボットの未知地形分類で有効性を示した。

  原題: Out of Distribution Detection via Domain-Informed Gaussian Process State Space Models ／ Alonso Marco, Elias Morley, Claire J. Tomlin

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• 論文SLAM評価ロボティクス2023/9/1

  ロボティックトータルステーションによる地上真値軌跡のベンチマーク

  移動ロボットのSLAM評価用に、ロボティックトータルステーション(RTS)とGNSSの精度・再現性を比較し、RTSがより高精度で再現性の高い地上真値を生成できることを示した。

  原題: Benchmarking ground truth trajectories with robotic total stations ／ Effie Daum, Maxime Vaidis, François Pomerleau

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• 論文近傍探索ロボティクス2023/9/1

  i-Octree: 近傍探索のための高速・軽量・動的な八分木

  動的に成長する地図に対応するため、点の挿入・削除・ダウンサンプリングをリアルタイムで行える軽量な八分木データ構造を提案し、近傍探索を高速化した。

  原題: i-Octree: A Fast, Lightweight, and Dynamic Octree for Proximity Search ／ Jun Zhu, Hongyi Li, Zhepeng Wang 他

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• 論文sim2realロボティクス2023/9/1

  視覚ベースの俊敏飛行におけるロバストなシーン転移を実現する対照学習

  適応的なマルチペア対照学習で視覚表現を学習し、未見環境でもファインチューニングなしにドローンの俊敏飛行を可能にした研究。

  原題: Contrastive Learning for Enhancing Robust Scene Transfer in Vision-based Agile Flight ／ Jiaxu Xing, Leonard Bauersfeld, Yunlong Song 他

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• 論文歩行ロボティクス2023/9/1

  論理で歩く：信号時相論理ガイド型モデル予測制御による外乱に頑健な二足歩行

  信号時相論理（STL）をモデル予測制御に組み込み、外乱を受けた二足歩行ロボットがタスク仕様を満たしつつロバスト性を最大化する復帰軌道を生成する枠組みを提案した。

  原題: Walking-by-Logic: Signal Temporal Logic-Guided Model Predictive Control for Bipedal Locomotion Resilient to External Perturbations ／ Zhaoyuan Gu, Rongming Guo, William Yates 他

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• 論文階層強化学習機械学習2023/9/1

  到達可能性解析による階層強化学習の目標空間抽象化

  環境状態をタスク上の役割が似たグループに抽象化する表現を自律的に獲得し、方策と同時に学習する階層強化学習アルゴリズムを提案。ナビゲーションタスクで解釈性とデータ効率を実証した。

  原題: Goal Space Abstraction in Hierarchical Reinforcement Learning via Reachability Analysis ／ Mehdi Zadem, Sergio Mover, Sao Mai Nguyen

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• 論文模倣学習ロボティクス2023/9/1

  ロボットによるLEGO組み立てのためのシミュレーション支援型模倣学習

  人間のLEGO組み立て作業をロボットが観察して学習し、シミュレーションで検証しながら自動で組み立て計画を生成・実行するフレームワークを提案した論文。

  原題: Simulation-aided Learning from Demonstration for Robotic LEGO Construction ／ Ruixuan Liu, Alan Chen, Xusheng Luo 他

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• 論文触覚physics.med-ph2023/9/1

  大腸がんポリープ早期診断のための新型軟質膨張式触覚センシングバルーン

  大腸内視鏡に組み込める膨張式の視覚ベース触覚センサバルーンを開発し、大腸がんポリープの触感・形状を高解像度でマッピングできることをファントム実験で示した。

  原題: Design and Development of a Novel Soft and Inflatable Tactile Sensing Balloon for Early Diagnosis of Colorectal Cancer Polyps ／ Ozdemir Can Kara, Han Soul Kim, Jiaqi Xue 他

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• 論文マルチモーダル3D物体検出画像認識2023/9/1

  相互情報量で校正する共形特徴融合：エッジでの不確実性を考慮したマルチモーダル3D物体検出

  RGBカメラとLiDARの特徴をVAEの潜在変数の多変量ガウス積で融合し、正規化相互情報量で共形推論の不確実性境界を校正する軽量な3D物体検出手法を提案した。

  原題: Mutual Information-calibrated Conformal Feature Fusion for Uncertainty-Aware Multimodal 3D Object Detection at the Edge ／ Alex C. Stutts, Danilo Erricolo, Sathya Ravi 他

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• 論文宇宙機ナビゲーションロボティクス2023/9/1

  適応カルマンフィルタを用いた近接運用中の宇宙機搭載視覚のオンライン教師あり学習

  非協力宇宙機への近接運用中に、適応アンセンテッドカルマンフィルタが生成する擬似ラベルで姿勢推定ニューラルネットをオンライン学習し、実機画像での性能を向上させる手法を提案。

  原題: Online Supervised Training of Spaceborne Vision during Proximity Operations using Adaptive Kalman Filtering ／ Tae Ha Park, Simone D'Amico

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• 論文マイクロロボットロボティクス2023/9/1

  マイクロロボティクス向け新型1mg高速ユニモルフSMAアクチュエータ

  薄い形状記憶合金ワイヤで駆動する超軽量ユニモルフアクチュエータを開発し、8mgのクローラロボットと56mgの水面歩行ロボットを試作して動作を実証した。

  原題: A New 1-mg Fast Unimorph SMA-Based Actuator for Microrobotics ／ Conor K. Trygstad, Xuan-Truc Nguyen, Nestor O. Perez-Arancibia

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• 論文ナビゲーションロボティクス2023/9/1

  MTG: 走行可能領域を網羅する地図なし屋外ナビゲーションの軌道生成

  地図のない屋外環境で、限られた機載センサのみを用いて走行可能な方向を網羅しつつ衝突のない経路を生成するCVAEベースの学習手法を提案し、HuskyとSpotで検証した。

  原題: MTG: Mapless Trajectory Generator with Traversability Coverage for Outdoor Navigation ／ Jing Liang, Peng Gao, Xuesu Xiao 他

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• 論文生成モデル画像認識2023/9/1

  拡散確率モデルによるLiDARデータ生成

  距離画像と反射強度画像を表現として用い、DDPMで多様かつ高忠実な3D LiDAR点群を生成するR2DMを提案し、LiDAR補完にも応用した。

  原題: LiDAR Data Synthesis with Denoising Diffusion Probabilistic Models ／ Kazuto Nakashima, Ryo Kurazume

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• 論文ナビゲーションロボティクス2023/9/1

  欲しいものを探せ：要求条件付き物体属性空間の学習による要求駆動型ナビゲーション

  ユーザーの要求を指示として、その要求を満たす物体をシーン内から探し出す要求駆動型ナビゲーション（DDN）を提案し、大規模言語モデルから得たテキスト属性特徴を視覚属性特徴と対比学習で整合させる手法を開発した。

  原題: Find What You Want: Learning Demand-conditioned Object Attribute Space for Demand-driven Navigation ／ Hongcheng Wang, Andy Guan Hong Chen, Xiaoqi Li 他

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• 論文マニピュレーションロボティクス2023/9/1

  把持アフォーダンス駆動型次善視点計画

  遮蔽された物体の把持アフォーダンスを新視点から予測し、把持品質が最大となる視点を選んで把持を実現する手法を提案。

  原題: Affordance-Driven Next-Best-View Planning for Robotic Grasping ／ Xuechao Zhang, Dong Wang, Sun Han 他

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