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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

• 論文自動運転ロボティクス2023/9/1

  ニューロシンボリック・メタ強化学習による非定常環境での安全な自動運転

  記号制約を先読みするオンラインメタ強化学習アルゴリズムNUMERLAを提案し、非定常な都市交通環境で自動運転エージェントが安全性を保ちながらリアルタイム適応できることを示した。

  原題: Neurosymbolic Meta-Reinforcement Lookahead Learning Achieves Safe Self-Driving in Non-Stationary Environments ／ Haozhe Lei, Quanyan Zhu

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• 論文HRI安全ロボティクス2023/9/1

  人間とロボットの相互作用における安全性の簡潔な概観

  人間とロボットの協働における安全性を、物理的・認知的な多層アーキテクチャとして整理し、様々な場面で安全認証を可能にする枠組みを提案した論文。

  原題: A Concise Overview of Safety Aspects in Human-Robot Interaction ／ Mazin Hamad, Simone Nertinger, Robin J. Kirschner 他

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• 論文sim2realロボティクス2023/9/1

  動作シミュレーションに基づく家庭用サービスロボットのデジタルツインシステム

  家庭用サービスロボットの作業能力向上のため、運動学モデルと改良粒子群最適化による逆運動学解法、および家庭内物体の機能的属性記述を用いて、物理空間からデジタル空間への幾何・物理・機能の3次元マッピングを実現するデジタルツインシステムを構築した。

  原題: Digital Twin System for Home Service Robot Based on Motion Simulation ／ Zhengsong Jiang, Guohui Tian, Yongcheng Cui 他

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• 論文LiDARオドメトリロボティクス2023/9/1

  Traj-LO: 連続時間軌道を用いたLiDAR単独オドメトリの有効性

  LiDARの点群を連続時間の軌道として捉え、幾何情報と運動学的制約を密に組み合わせることで、IMUを使わずにLiDARのみで高精度なオドメトリを実現した研究。

  原題: Traj-LO: In Defense of LiDAR-Only Odometry Using an Effective Continuous-Time Trajectory ／ Xin Zheng, Jianke Zhu

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• 論文SLAMロボティクス2023/9/1

  LONER: LiDARのみでリアルタイムSLAMを実現するニューラル表現

  LiDARデータからMLPで密な地図をリアルタイムに学習しつつ、センサ軌跡も同時推定する初のLiDAR専用ニューラル暗黙SLAMを提案。情報理論的損失関数により高速収束と高精度な形状再構成を実現した。

  原題: LONER: LiDAR Only Neural Representations for Real-Time SLAM ／ Seth Isaacson, Pou-Chun Kung, Mani Ramanagopal 他

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• 論文モデル予測制御ロボティクス2023/9/1

  学習した近似制御不変集合を用いた後退制約モデル予測制御

  非線形システムの安全保証のため、学習した近似安全集合をホライズンに沿って後退させて制約に用いるモデル予測制御を提案し、シミュレーションで制約違反を低減できることを示した。

  原題: Receding-Constraint Model Predictive Control using a Learned Approximate Control-Invariant Set ／ Gianni Lunardi, Asia La Rocca, Matteo Saveriano 他

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• 論文自律探索ロボティクス2023/9/1

  CARE: ベイズカーネル推論と最適化による信頼度リッチな自律ロボット探索

  未知環境でのロボット探索を効率化するため、ガウス過程とベイズ最適化を組み合わせた手法を提案し、さらに軽量なベイズカーネル推論・最適化(BKIO)で対数オーダーの計算量を実現した。

  原題: CARE: Confidence-rich Autonomous Robot Exploration using Bayesian Kernel Inference and Optimization ／ Yang Xu, Ronghao Zheng, Senlin Zhang 他

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• 論文動作予測ロボティクス2023/9/1

  ゆったりした衣服を用いた人体動作予測

  衣服に取り付けたセンサーが体に直接付けたセンサーよりも人体動作予測の精度が高く、過去の軌跡も短くて済むことをシミュレーションと実人実験で示した。

  原題: Human Movement Forecasting with Loose Clothing ／ Tianchen Shen, Irene Di Giulio, Matthew Howard

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• 論文群制御ロボティクス2023/9/1

  RoSSO: JAXを用いたロボット巡回戦略最適化のための高性能Pythonパッケージ

  マルコフ連鎖最適化問題を解くことで、単一または複数ロボットチームの効果的なランダム巡回ルートを計算するPythonパッケージRoSSOを提案。自動微分と制約パラメータ化を活用し、ゲーム理論的定式化に貪欲法とマルチロボット拡張を追加。

  原題: RoSSO: A High-Performance Python Package for Robotic Surveillance Strategy Optimization Using JAX ／ Yohan John, Connor Hughes, Gilberto Diaz-Garcia 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

  MyoDex：巧みな操作のための汎化可能な事前知識

  人間の筋骨格モデルを用いたマルチタスク学習により、多様な巧みな操作タスクに転移可能な汎用事前知識を獲得し、少数の試行で新しい操作行動を学習できることを示した。

  原題: MyoDex: A Generalizable Prior for Dexterous Manipulation ／ Vittorio Caggiano, Sudeep Dasari, Vikash Kumar

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• 論文医療ロボティクスphysics.med-ph2023/9/1

  実組織における光ファイバ針形状センシング：単一コア対マルチコア手法の比較

  ファントムと摘出組織に刺入した針で単一コアとマルチコアの光ファイバ形状センサを比較し、実組織では単一コアが有意に優れることを示した。

  原題: Optical Fiber-Based Needle Shape Sensing in Real Tissue: Single Core vs. Multicore Approaches ／ Dimitri A. Lezcano, Yernar Zhetpissov, Alexandra Cheng 他

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• 論文歩行ロボティクス2023/9/1

  四足ロボットの跳躍のための進化的オンライン動作計画フレームワーク

  差分進化とラテン超方格サンプリング、構成空間を組み合わせ、四足ロボットの跳躍動作をオンラインで高速に計画する手法を提案し、実機で検証した。

  原題: Evolutionary-Based Online Motion Planning Framework for Quadruped Robot Jumping ／ Linzhu Yue, Zhitao Song, Hongbo Zhang 他

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• 論文UAV測位ロボティクス2023/9/1

  屋内UAV測位のためのタグベース視覚オドメトリ推定

  GNSSが使えない屋内環境でUAVを測位するため、密集したタグ地図を活用した視覚オドメトリ手法を提案し、階層的タグ選択や外れ値除去、マルチタグ推定融合により高精度な位置・姿勢推定を実現した。

  原題: Tag-based Visual Odometry Estimation for Indoor UAVs Localization ／ Massimiliano Bertoni, Simone Montecchio, Giulia Michieletto 他

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• 論文歩行ロボティクス2023/9/1

  データ駆動型潜在空間表現による堅牢な二足歩行学習

  オートエンコーダで歩行データから低次元の潜在空間を学習し、それを状態として強化学習の歩行方策を訓練することで、テンプレートモデル不要で堅牢な二足歩行を実現した研究。

  原題: Data-Driven Latent Space Representation for Robust Bipedal Locomotion Learning ／ Guillermo A. Castillo, Bowen Weng, Wei Zhang 他

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• 論文モジュラーロボット設計ロボティクス2023/9/1

  モジュラーロボット構成の最適化：辞書式遺伝的アルゴリズムによるアプローチ

  遺伝的アルゴリズムと辞書式評価を組み合わせ、産業タスクに適したモジュラーロボットの構成を効率的に探索する手法を提案し、従来手法を上回る性能を示した。

  原題: Optimizing Modular Robot Composition: A Lexicographic Genetic Algorithm Approach ／ Jonathan Külz, Matthias Althoff

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• 論文オフライン強化学習ロボティクス2023/9/1

  Q-Transformer：自己回帰的Q関数によるスケーラブルなオフライン強化学習

  TransformerでQ関数を自己回帰的に表現し、大規模オフラインデータからマルチタスク方策を学習する手法を提案。実世界の多様なロボット操作タスクで既存手法を上回る性能を示した。

  原題: Q-Transformer: Scalable Offline Reinforcement Learning via Autoregressive Q-Functions ／ Yevgen Chebotar, Quan Vuong, Alex Irpan 他

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• 論文イベントカメラ/キャリブレーションロボティクス2023/9/1

  広基線ステレオイベントカメラの同期とキャリブレーションの同時推定

  複数のイベントカメラ間の時刻ずれを、共有視野内の物体運動を利用してミリ秒精度で同期しつつ、外部パラメータも同時に推定する手法を提案した。

  原題: Simultaneous Synchronization and Calibration for Wide-baseline Stereo Event Cameras ／ Wanli Xing, Shijie Lin, Guangze Zheng 他

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• 論文マッピングロボティクス2023/9/1

  自己組織化ガウス混合モデルによる逐次マルチモーダル表面マッピング

  空間ハッシュマップと点群の重要度判定を組み合わせ、逐次的なガウス混合モデルによる表面マッピングを高速化し、精度と地図サイズのトレードオフを改善した研究。

  原題: Incremental Multimodal Surface Mapping via Self-Organizing Gaussian Mixture Models ／ Kshitij Goel, Wennie Tabib

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• 論文シンボル発見ロボティクス2023/9/1

  記号的注意層による予測的な関係物体シンボルの発見

  卓上環境でロボットアームが物体と相互作用し、物体とその関係を表すシンボルを自己教師ありで発見する深層学習アーキテクチャを提案。関係シンボルを用いた効果予測で既存手法を上回る。

  原題: Discovering Predictive Relational Object Symbols with Symbolic Attentive Layers ／ Alper Ahmetoglu, Batuhan Celik, Erhan Oztop 他

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• 論文視覚オドメトリロボティクス2023/9/1

  雨天時の自動運転における視覚オドメトリ手法の評価

  雨天を含む悪天候下での視覚オドメトリ手法の精度を複数のデータセットで評価し、単眼ではDF-VO、ステレオではDROID-SLAMベースの手法が比較的良好だが、センサフュージョンの必要性を示した。

  原題: Evaluating Visual Odometry Methods for Autonomous Driving in Rain ／ Yu Xiang Tan, Marcel Bartholomeus Prasetyo, Mohammad Alif Daffa 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

  AirExo：低コスト外骨格による実環境での腕全体マニピュレーション学習

  低コストで可搬な双腕外骨格AirExoを開発し、遠隔操作と実環境での大規模デモ収集を可能にした。3分の遠隔操作デモと実環境データの併用で、20分以上の遠隔操作デモに匹敵する汎化性能の高い方策を学習できることを示した。

  原題: AirExo: Low-Cost Exoskeletons for Learning Whole-Arm Manipulation in the Wild ／ Hongjie Fang, Hao-Shu Fang, Yiming Wang 他

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• 論文自動運転/閉ループ学習機械学習2023/9/1

  自動運転の継続的方策改善のためのシュタッケルベルク・ドライバーモデル

  自動運転車をリーダー、周囲車両をフォロワーとするシュタッケルベルクゲームで階層的な相互作用をモデル化し、閉ループで難易度の高いシナリオを生成しながら方策を継続的に改善する手法を提案した。

  原題: Stackelberg Driver Model for Continual Policy Improvement in Scenario-Based Closed-Loop Autonomous Driving ／ Haoyi Niu, Qimao Chen, Yingyue Li 他

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• 論文飛行ロボットロボティクス2023/9/1

  太陽電池駆動で空中形状変化する折り紙マイクロフライヤー

  太陽電池と低電力アクチュエータで空中で折り畳み・展開を切り替え、風に乗る距離を制御できる414mgの電池不要マイクロフライヤーを開発した。

  原題: Solar-powered shape-changing origami microfliers ／ Kyle Johnson, Vicente Arroyos, Amélie Ferran 他

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• 論文SLAMロボティクス2023/9/1

  LiDAR SLAMのための高速・高精度な深層ループ閉じ込みと再定位

  LiDARスキャン間の類似度と6DoF姿勢を推定するマルチヘッドネットワークLCR-Netを提案し、ループ閉じ込みと再定位を統合したSLAMシステムで高精度なオンライン動作を実現した。

  原題: Fast and Accurate Deep Loop Closing and Relocalization for Reliable LiDAR SLAM ／ Chenghao Shi, Xieyuanli Chen, Junhao Xiao 他

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• 論文農業ロボティクス/ナビゲーションロボティクス2023/9/1

  ラベンダー畑におけるエッジでのセマンティックセグメンテーションを用いた自律ナビゲーション

  セマンティックセグメンテーションを活用し、GPSが使えない環境でもラベンダー畑の列間を自律走行するナビゲーション手法をシミュレーションと実環境で検証した。

  原題: Lavender Autonomous Navigation with Semantic Segmentation at the Edge ／ Alessandro Navone, Fabrizio Romanelli, Marco Ambrosio 他

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• 論文sim2real画像認識2023/9/1

  スタイル変換による漸進的データ拡張で未知環境の視覚認識を強化

  変分プロトタイピングエンコーダで未知入力を検出し、ニューラルスタイル変換で不足データを漸進的に拡張することで、未知環境での視覚認識性能を向上させる手法を提案。

  原題: Enhancing Visual Perception in Novel Environments via Incremental Data Augmentation Based on Style Transfer ／ Abhibha Gupta, Rully Agus Hendrawan, Mansur Arief

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• 論文軌道最適化ロボティクス2023/9/1

  スプラインを用いた自動運転レースのための最小曲率軌道最適化

  Bスプラインの制御点のみを変数とする最小曲率最適化を定式化し、従来手法と同等の最適性を保ちつつ変数次元を90%削減、計算時間を秒からミリ秒に短縮した。

  原題: Spline-Based Minimum-Curvature Trajectory Optimization for Autonomous Racing ／ Haoru Xue, Tianwei Yue, John M. Dolan

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• 論文3D検出/敵対的攻撃画像認識2023/9/1

  SHIFT3D: 3D検出器を欺く困難な入力の合成

  署名距離関数で物体形状を表現し、勾配信号を用いて3D物体検出器を混乱させる構造的に妥当な3D形状を生成する微分可能パイプラインを提案。

  原題: SHIFT3D: Synthesizing Hard Inputs For Tricking 3D Detectors ／ Hongge Chen, Zhao Chen, Gregory P. Meyer 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

  状態変化する変形物体操作のためのマルチモーダル注意学習

  加熱により状態が変化する卵を調理する際に、センサ情報の重要度を注意機構で重み付けし、リアルタイムに知覚と動作生成を行う予測リカレントニューラルネットワークを提案した。

  原題: Learning Multimodal Attention for Manipulating Deformable Objects with Changing States ／ Namiko Saito, Mayu Tatsumi, Ayuna Kubo 他

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• 論文UAV操作インターフェースHCI2023/9/1

  UAV操作のための直感的HMIに向けて

  ドローンの操作において、従来のジョイスティック操作と人間の姿勢推定を用いた腕の動きによる操作を比較し、迷路走行実験とNASA-TLXで主観的負荷を評価した。

  原題: Towards Intuitive HMI for UAV Control ／ Filip Zoric, Goran Vasiljevic, Matko Orsag 他

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