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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
📖 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ロボティクス
ORLA*: 遅延A*探索による移動マニピュレータでの物体再配置
移動マニピュレータが物体を効率的に再配置するため、遅延評価を取り入れたA*探索でピック&プレイス順序を計画する手法ORLA*を提案し、シミュレーションで有効性を確認した。
原題: ORLA*: Mobile Manipulator-Based Object Rearrangement with Lazy A Star ／ Kai Gao, Zhaxizhuoma, Yan Ding 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
GelSight Svelte Hand：器用な操作のための3本指2自由度触覚リッチ低コストロボットハンド
各指にカメラを内蔵し、人間の指全体に近い広範囲の触覚を取得できる3本指2自由度の低コストロボットハンドを開発した。
原題: GelSight Svelte Hand: A Three-finger, Two-DoF, Tactile-rich, Low-cost Robot Hand for Dexterous Manipulation ／ Jialiang Zhao, Edward H. Adelson
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
異種ロボットチームによる捜索救助のためのマルチロボットタスク割り当てフレームワーク
偵察・タスク割り当て・経路計画を統合し、ロボットの能力や要救助者の要件、過去の実績を考慮してタスクを最適配分する枠組みを提案し、既存手法より97%の性能向上を達成した。
原題: A Multi-Robot Task Assignment Framework for Search and Rescue with Heterogeneous Teams ／ Hamid Osooli, Paul Robinette, Kshitij Jerath 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
データ駆動型手法によるロボットマニピュレータの段階的モデル再構築
収集データをK-meansで活性度ごとに分類し、SINDyで段階的に動力学モデルを再構築することで、多自由度マニピュレータのモデルベース制御を実現した研究。
原題: Stepwise Model Reconstruction of Robotic Manipulator Based on Data-Driven Method ／ Dingxu Guo, Jian xu, Shu Zhang
日本語で読む → - 論文変形物体操作ロボティクス
GenDOM: パラメータ認識方策による汎化可能なワンショット変形物体操作
変形物体のパラメータを推定し、それを条件にした方策を学習することで、1回の実演だけで様々なロープや布を操作できるフレームワークを提案。
原題: GenDOM: Generalizable One-shot Deformable Object Manipulation with Parameter-Aware Policy ／ So Kuroki, Jiaxian Guo, Tatsuya Matsushima 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
解析的逆運動学を用いた拘束付き両腕プランニング
両手で物体を保持する両腕ロボットの動作計画において、逆運動学の解析解で配置空間を低次元化し、サンプリングベースや軌道最適化などの既存手法を適用可能にした。
原題: Constrained Bimanual Planning with Analytic Inverse Kinematics ／ Thomas Cohn, Seiji Shaw, Max Simchowitz 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
慣性航法システムのための同変対称性
慣性航法システムのフィルタ設計を対称性の観点から整理し、既存の拡張カルマンフィルタ変種が同変フィルタ設計法で解釈できることを示した論文。
原題: Equivariant Symmetries for Inertial Navigation Systems ／ Alessandro Fornasier, Yixiao Ge, Pieter van Goor 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
DeRi-IGP: 変形可能物体を用いた剛体操作のための反復把持引張学習
ロープなどの変形可能な線状物体を介して剛体を目標位置まで運ぶため、反復把持引張プリミティブと視覚ベースのニューラルポリシーを提案し、シミュレーションと実機で有効性を示した。
原題: DeRi-IGP: Learning to Manipulate Rigid Objects Using Deformable Objects via Iterative Grasp-Pull ／ Zixing Wang, Ahmed H. Qureshi
日本語で読む → - 論文軌道セグメンテーションロボティクス
スクリュー理論に基づく剛体運動の軌道形状表現による軌道セグメンテーションの改善
剛体運動の並進と回転を同時に扱う新しい軌道表現を提案し、自己教師ありセグメンテーションで従来法より安定した動作分割を実現した。
原題: Enhancing motion trajectory segmentation of rigid bodies using a novel screw-based trajectory-shape representation ／ Arno Verduyn, Maxim Vochten, Joris De Schutter
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
GraspGF: 人間支援のためのスコアベース把持プリミティブ学習
人間の代わりにロボットハンドで物体を把持する際、ユーザの意図に適応するため、把持勾配場(GraspGF)と履歴条件付き残差ポリシーを組み合わせた手法を提案。
原題: GraspGF: Learning Score-based Grasping Primitive for Human-assisting Dexterous Grasping ／ Tianhao Wu, Mingdong Wu, Jiyao Zhang 他
日本語で読む → - 論文ロボットモデリングロボティクス
Exp[licit]: 指数写像に基づくロボットモデリングソフトウェア
ロボットの運動方程式導出に指数写像（微分幾何学的手法）を用いることで、座標系の設定を2つに削減するオープンソースソフトウェアExp[licit]を提案し、従来のDenavit-Hartenberg法との比較や使用例を示した。
原題: Exp[licit]-A Robot modeling Software based on Exponential Maps ／ Johannes Lachner, Moses C. Nah, Stefano Stramigioli 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
CasIL：認知と行動の二重アーキテクチャによるスキル模倣
人間の認知事前知識を取り入れ、高レベルの認知と低レベルの行動を分けた二重アーキテクチャで、ロボットが視覚デモから長期的タスクのスキルを効果的に模倣する枠組みを提案。
原題: CasIL: Cognizing and Imitating Skills via a Dual Cognition-Action Architecture ／ Zixuan Chen, Ze Ji, Shuyang Liu 他
日本語で読む → - 論文制御/最適化ロボティクス
MPCGPU: GPU上の前処理付き共役勾配法によるリアルタイム非線形モデル予測制御
GPUで加速した前処理付き共役勾配法を核に、非線形モデル予測制御をリアルタイムで解くソルバを提案し、Kuka IIWAの追従タスクで512ノット点・キロヘルツ制御を実現した。
原題: MPCGPU: Real-Time Nonlinear Model Predictive Control through Preconditioned Conjugate Gradient on the GPU ／ Emre Adabag, Miloni Atal, William Gerard 他
日本語で読む → - 論文タスクプランニングロボティクス
大規模言語モデルを用いた適合的時相論理プランニング
自然言語で与えられた複数のサブタスクを時相論理式で表現し、記号プランナとLLMを適合予測で統合してロボットの行動計画を生成する手法を提案。
原題: Conformal Temporal Logic Planning using Large Language Models ／ Jun Wang, Jiaming Tong, Kaiyuan Tan 他
日本語で読む → - 論文水中ナビゲーションロボティクス
UIVNav：模倣学習による水中情報駆動型視覚ナビゲーション
人間のダイバーのナビゲーション戦略に着想を得て、自己位置推定に頼らず、対象物（カキや岩礁）を調査しながら障害物を回避する水中ロボットのための模倣学習ベースのエンドツーエンドナビゲーション手法を提案。
原題: UIVNAV: Underwater Information-driven Vision-based Navigation via Imitation Learning ／ Xiaomin Lin, Nare Karapetyan, Kaustubh Joshi 他
日本語で読む → - 論文農業ロボティクス/物体検出画像認識
CitDet: 柑橘果実検出のためのベンチマークデータセット
HLB感染地域の柑橘樹を撮影した高解像度画像579枚に3万2千以上の果実バウンディングボックスを付与したデータセットを構築し、複数の物体検出アルゴリズムのベースライン性能を示した。
原題: CitDet: A Benchmark Dataset for Citrus Fruit Detection ／ Jordan A. James, Heather K. Manching, Matthew R. Mattia 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
RGBカメラを用いた枝の近接再構成のためのリアルタイム・ハードウェア非依存フレームワーク
RGBカメラをロボットアームに搭載し、樹木の主枝に沿って走査しながら二次枝を検出して3D形状を再構成する手法を提案。主枝4-5mm、二次枝15度の精度を実現し、10cm/sでリアルタイム動作する。
原題: A real-time, hardware agnostic framework for close-up branch reconstruction using RGB data ／ Alexander You, Aarushi Mehta, Luke Strohbehn 他
日本語で読む → - 論文シーン理解ロボティクス
PAg-NeRF: 農業ロボティクス向けの高速で効率的なエンドツーエンドパノプティック3D表現
ノイズの多いロボットのオドメトリとフレーム間でIDが不整合なパノプティック予測を用いて学習し、一貫したインスタンスIDを持つ3Dパノプティック表現を出力するNeRFベースのシステムを提案。園芸シナリオで評価し、ベースラインより高精度かつ高速・省メモリを実現。
原題: PAg-NeRF: Towards fast and efficient end-to-end panoptic 3D representations for agricultural robotics ／ Claus Smitt, Michael Halstead, Patrick Zimmer 他
日本語で読む → - 論文探索ロボティクス
地下環境におけるキーフレーム寄与を考慮した分割マップによるトポロジカル探索
LiDARの見通し特性を活かして3D密マップから分割探索領域とトポロジカルマップを生成し、大規模地下環境での探索効率を向上させる手法を提案した。
原題: Topological Exploration using Segmented Map with Keyframe Contribution in Subterranean Environments ／ Boseong Kim, Hyunki Seong, D. Hyunchul Shim
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
双腕ロボット操作のためのマーカーレス変形線状物体の準静的3Dモデル学習
変形線状物体(DLO)の双腕操作に向け、Transformerベースの3Dモデルとスケーリング手法・データ拡張を提案し、異なる長さのDLOでも高精度に変形を予測できるようにした。
原題: Learning Quasi-Static 3D Models of Markerless Deformable Linear Objects for Bimanual Robotic Manipulation ／ Piotr Kicki, Michał Bidziński, Krzysztof Walas
日本語で読む → - 論文人間ロボット協調ロボティクス
音声認識と動的手ジェスチャーを用いたツール配送における人間の運動適応
手ジェスチャー・動き・音声を組み合わせて作業者の意図を認識し、UR5eロボットが工具を配送するマルチモーダル協調システムを提案。はんだ付け作業で高い認識精度と効率向上を実証した。
原題: Dynamic Hand Gesture-Featured Human Motor Adaptation in Tool Delivery using Voice Recognition ／ Haolin Fei, Stefano Tedeschi, Yanpei Huang 他
日本語で読む → - 論文強化学習/スキル発見機械学習
ComSD: 教師なしスキル発見における行動品質と多様性のバランス
教師なし強化学習で多様かつ探索的なスキルを獲得するため、粒子ベースの探索報酬と対照的多様性報酬を動的に重み付けする新手法ComSDを提案した論文。
原題: ComSD: Balancing Behavioral Quality and Diversity in Unsupervised Skill Discovery ／ Xin Liu, Yaran Chen, Dongbin Zhao
日本語で読む → - 論文位置推定ロボティクス
Outram: 三角測量シーングラフと大域的外れ値除去によるワンショット全局位置推定
3Dシーングラフの部分構造を活用し、局所的な対応探索と大域的な外れ値除去を階層的に組み合わせることで、単一のLiDAR点群からロボットの姿勢を高精度に推定する手法を提案した。
原題: Outram: One-shot Global Localization via Triangulated Scene Graph and Global Outlier Pruning ／ Pengyu Yin, Haozhi Cao, Thien-Minh Nguyen 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ロボット群による頑健なソース探索
未知のスカラー場の最大値（ソース）を、群ロボットが密度ベースの上昇方向推定で高精度に探索する手法を提案し、個体欠損やノイズに強いことを示した。
原題: Resilient source seeking with robot swarms ／ Antonio Acuaviva, Jesus Bautista, Weijia Yao 他
日本語で読む → - 論文故障検出ロボティクス
動的対称性を利用したLSTMによるクアッドロータの故障検出と同定
クアッドロータの動的対称性を利用し、1つのモータの故障データのみで学習したLSTMベースのモデルフリー故障検出・同定手法を提案し、90%以上の精度を達成した。
原題: Neural Network-based Fault Detection and Identification for Quadrotors using Dynamic Symmetry ／ Kunal Garg, Chuchu Fan
日本語で読む → - 論文人体姿勢推定画像認識
GloPro: 実環境における大域的整合性と不確かさを考慮した3D人体姿勢推定・追跡
視覚情報と学習済み運動モデルを融合し、形状・姿勢・ルート姿勢を含む3Dボディメッシュの不確かさ分布をリアルタイムで予測するフレームワークを提案。遮蔽があっても世界座標系での軌跡精度で既存手法を大きく上回る。
原題: GloPro: Globally-Consistent Uncertainty-Aware 3D Human Pose Estimation & Tracking in the Wild ／ Simon Schaefer, Dorian F. Henning, Stefan Leutenegger
日本語で読む → - 論文自動運転シナリオ生成ロボティクス
DriveSceneGen：ゼロから多様でリアルな運転シナリオを生成
実世界の運転データセットから学習し、静的な地図要素と動的な交通参加者の両方を含む新しい運転シナリオをゼロから生成する手法を提案。
原題: DriveSceneGen: Generating Diverse and Realistic Driving Scenarios from Scratch ／ Shuo Sun, Zekai Gu, Tianchen Sun 他
日本語で読む → - 論文BEV知覚ロボティクス
自動運転のためのマルチカメラBEV知覚
複数カメラ画像からBird's Eye View(BEV)表現を得る手法を、従来のIPMから深層学習ベースの最新手法まで概説したサーベイ。
原題: Multi-camera Bird's Eye View Perception for Autonomous Driving ／ David Unger, Nikhil Gosala, Varun Ravi Kumar 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
制約付き二段階最適化による状態推定のための共分散学習
ロボット状態推定の誤差共分散行列を、因子グラフ上の制約付き二段階最適化として勾配ベースで学習する手法を提案し、未見軌道での追従精度向上を示した。
原題: Learning Covariances for Estimation with Constrained Bilevel Optimization ／ Mohamad Qadri, Zachary Manchester, Michael Kaess
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
協調ロボティクスにおける分散最適化のチュートリアル：設定・アルゴリズムからツールボックス・研究動向まで
複数ロボットの協調問題を分散最適化として定式化し、制約結合型と集約型の2つの枠組みのアルゴリズム・収束性・実装ツールボックスを解説したチュートリアル論文。
原題: A Tutorial on Distributed Optimization for Cooperative Robotics: from Setups and Algorithms to Toolboxes and Research Directions ／ Andrea Testa, Guido Carnevale, Giuseppe Notarstefano
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