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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 →- 論文変形物体操作ロボティクス
SculptBot: 事前学習済みモデルによる3次元変形物体操作
点群を状態表現とし、事前学習済み点群再構成Transformerで潜在ダイナミクスモデルを学習して、把持動作による粘土の変形を予測するロボット彫刻システムを提案した。
原題: SculptBot: Pre-Trained Models for 3D Deformable Object Manipulation ／ Alison Bartsch, Charlotte Avra, Amir Barati Farimani
日本語で読む → - 論文6D姿勢推定ロボティクス
自動車社内物流におけるロボットマニピュレーションのための6D姿勢推定の産業応用
自動車部品の6D姿勢推定パイプラインを構築し、合成データ生成から姿勢推定器まで評価した結果、精度は十分だが不確実性の信頼性が産業要件を満たさないことを明らかにした。
原題: Industrial Application of 6D Pose Estimation for Robotic Manipulation in Automotive Internal Logistics ／ Philipp Quentin, Dino Knoll, Daniel Goehring
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
分離確保とマルチエージェント航法のためのRemote ID活用
ドローンのRemote ID情報に位置推定精度や機体サイズを追加し、衝突回避アルゴリズムRVOと統合することで、位置誤差があっても衝突を避けつつ飛行時間を半減できる手法を提案した。
原題: Remote ID for separation provision and multi-agent navigation ／ Evgenii Vinogradov, A. V. S. Sai Bhargav Kumar, Franco Minucci 他
日本語で読む → - 論文安全制御制御
制御アフィン系の安全な非確率制御：オンライン凸最適化によるアプローチ
有界な非確率的ノイズに乱される非線形制御アフィン系を、時変凸制約（衝突回避や制御努力制約）の下で安全に制御するアルゴリズムを提案し、動的後悔を有界に抑えることを示した。倒立振子やクアッドロータのシミュレーションで検証。
原題: Safe Non-Stochastic Control of Control-Affine Systems: An Online Convex Optimization Approach ／ Hongyu Zhou, Yichen Song, Vasileios Tzoumas
日本語で読む → - 論文3Dマッピングロボティクス
ボリュメトリックな意味的一貫性を持つ3Dパノプティックマッピング
Voxel-TSDF表現を用い、意味予測の信頼度を統合して意味的・インスタンス的に一貫した3D領域を生成するオンライン2D-to-3Dマッピング手法を提案し、大規模データセットで高精度を達成した。
原題: Volumetric Semantically Consistent 3D Panoptic Mapping ／ Yang Miao, Iro Armeni, Marc Pollefeys 他
日本語で読む → - 論文感情表現ロボティクス
アンドロイド頭部とそのデジタルツインにおける感情の動的表現の比較
アンドロイド頭部とそのデジタルレプリカで感情表現を比較し、驚き以外は同等の認識性能を持つことを示した研究。
原題: Comparing an android head with its digital twin regarding the dynamic expression of emotions ／ Amelie Kassner, Christian Becker-Asano
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
Jade: 非貫通摩擦接触を扱う関節剛体向け微分可能物理エンジン
接触をLCPとしてモデル化し、連続衝突検出とバックトラッキングで非貫通を保証しつつ、複数摩擦接触でも安定な解が得られる微分可能物理エンジンを提案した論文。
原題: Jade: A Differentiable Physics Engine for Articulated Rigid Bodies with Intersection-Free Frictional Contact ／ Gang Yang, Siyuan Luo, Lin Shao
日本語で読む → - 論文軌道計画制御
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
日本語で読む → - 論文マルチロボット計画ロボティクス
マルチロボットのタスク・動作計画における非同期タスク計画洗練
複数ロボットが近接して物体を操作するタスク・動作計画において、計画洗練をハイブリッド制約充足問題として定式化し、非同期に解くことでメイクスパンを改善する手法を提案した。
原題: Asynchronous Task Plan Refinement for Multi-Robot Task and Motion Planning ／ Yoonchang Sung, Rahul Shome, Peter Stone
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
惑星探査ローバーのための教師-生徒強化学習による地図なしナビゲーション
シミュレーションで教師方策を学習し、ノイズを含む実データで生徒方策を模倣学習させる2段階の強化学習により、火星・月様地形での地図なしナビゲーションのsim-to-real転移性能を向上させた。
原題: Teacher-Student Reinforcement Learning for Mapless Navigation using a Planetary Space Rover ／ Anton Bjørndahl Mortensen, Emil Tribler Pedersen, Laia Vives Benedicto 他
日本語で読む → - 論文グラフ表現ロボティクス
ローカルとクラウドの計算を活用した環境のグラフ表現強化
ロボット環境のセマンティック表現をグラフベースで構築し、オントロジー階層とクラウドサービスを組み合わせてオンボードで実現するフレームワークを提案。
原題: Enhancing Graph Representation of the Environment through Local and Cloud Computation ／ Francesco Argenziano, Vincenzo Suriani, Daniele Nardi
日本語で読む → - 論文歩行者検知画像認識
走行車両搭載センサによる歩行者の意味的・関節的検知
走行中の車両に搭載したLiDARデータで歩行者の関節まで検知するためのベンチマークの必要性を提唱し、交通安全向上への可能性を示した論文。
原題: Semantic and Articulated Pedestrian Sensing Onboard a Moving Vehicle ／ Maria Priisalu
日本語で読む → - 論文被覆制御ロボティクス
平面上を掃引するラインセンサの被覆度と探索面積の推定
ラインスイープセンサが2次元平面で探索した面積を、被覆度と位相次数の関係を用いて推定し、区間解析で不確実性も扱う手法を提案した。
原題: Estimating the Coverage Measure and the Area Explored by a Line-Sweep Sensor on the Plane ／ Maria Costa Vianna, Eric Goubault, Luc Jaulin 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
PlaceNav: 場所認識によるトポロジカルナビゲーション
トポロジカルナビゲーションを場所認識とベイズフィルタリングで効率化し、屋内・屋外での成功率と計算効率を大幅に改善した。
原題: PlaceNav: Topological Navigation through Place Recognition ／ Lauri Suomela, Jussi Kalliola, Harry Edelman 他
日本語で読む → - 論文制御/強化学習ロボティクス
タスク指向Koopman制御と対照エンコーダによる高次元非線形システムの操作
強化学習と対照エンコーダを組み合わせ、Koopman潜在表現・演算子・線形制御器を同時学習することで、ピクセル入力やLiDAR観測を伴う高次元複雑系のタスク指向制御を実現した。
原題: Task-Oriented Koopman-Based Control with Contrastive Encoder ／ Xubo Lyu, Hanyang Hu, Seth Siriya 他
日本語で読む → - 論文分散自己位置推定ロボティクス
壁検出ソフトウェアを用いたRoombaの分散自己位置推定に関する学部研究
学部研究チームが、壁に沿って移動するソフトウェアを開発し、Roombaが空間内で自分の位置を推定できるようにした。さらに、位置情報を他のRoombaと共有することで、協調動作を可能にした。
原題: Undergraduate Research of Decentralized Localization of Roombas Through Usage of Wall-Finding Software ／ Madeline Corvin, Johnathan McDowell, Timothy Anglea 他
日本語で読む → - 論文タスク計画ロボティクス
大規模言語モデル誘導による最適シーングラフ計画
シーングラフ環境で自然言語タスクをLTLオートマトンに変換し、LLMのヒューリスティックと整合性保証付きLTLヒューリスティックを組み合わせて最適な階層計画を実現する手法を提案。
原題: Optimal Scene Graph Planning with Large Language Model Guidance ／ Zhirui Dai, Arash Asgharivaskasi, Thai Duong 他
日本語で読む → - 論文マルチモーダルマッピングロボティクス
ロボティクスと学習のためのマルチモーダル標高マッピング
ロボット中心の2.5D標高マップに点群や画像などのマルチモーダル情報を統合するフレームワークを提案し、GPU上でリアルタイムに動作させ、線検出や人検出、カラー化などの応用を示した。
原題: MEM: Multi-Modal Elevation Mapping for Robotics and Learning ／ Gian Erni, Jonas Frey, Takahiro Miki 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
LiDAR強度を用いたロボットナビゲーション
反射強度を高さ方向に積層した多次元強度マップを提案し、障害物の透過性や密度を推定して、カーテンや草などの通過可能な物体とガラス壁などの回避すべき物体を区別するナビゲーション手法を実現した。
原題: Using Lidar Intensity for Robot Navigation ／ Adarsh Jagan Sathyamoorthy, Kasun Weerakoon, Mohamed Elnoor 他
日本語で読む → - 論文マルチロボット協調ロボティクス
大規模言語モデルによるスケーラブルなマルチロボット協調：集中型か分散型か？
LLMをマルチロボットのタスクプランナーとして用いる際の4つの通信フレームワーク（集中型・分散型・ハイブリッド2種）を比較し、ハイブリッド型がタスク成功率とエージェント数へのスケーラビリティで優れることを示した。
原題: Scalable Multi-Robot Collaboration with Large Language Models: Centralized or Decentralized Systems? ／ Yongchao Chen, Jacob Arkin, Yang Zhang 他
日本語で読む → - 論文農業ロボティクスロボティクス
柑橘果樹園における自己位置推定・地図構築・作物モニタリングのためのマルチモーダルデータセット
農業分野で運用される車輪型移動ロボットが収集した、ステレオRGB-D、近赤外、熱画像、LiDAR、IMU、RTK-GNSSなどを含むマルチモーダルデータセットを公開。自己位置推定や地図構築、作物モニタリングなどの研究を支援する。
原題: Multimodal Dataset for Localization, Mapping and Crop Monitoring in Citrus Tree Farms ／ Hanzhe Teng, Yipeng Wang, Xiaoao Song 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
行動プリミティブによる物体相互作用予測：収納タスクへの応用
行動プリミティブのパラメータ空間で物体同士の相互作用をGNNで予測し、単一のデモから収納タスクを実行する汎化可能なロボット方策を提案した。シミュレーションのみで学習しながら実環境の多様な棚や物体に適応できる。
原題: Predicting Object Interactions with Behavior Primitives: An Application in Stowing Tasks ／ Haonan Chen, Yilong Niu, Kaiwen Hong 他
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
TOPPQuad：クアッドロータのための動的に実行可能な時間最適経路パラメータ化
クアッドロータの剛体動力学とモータ推力制約を陽に考慮し、衝突のない幾何経路に対する走行時間を最小化する時間最適経路パラメータ化アルゴリズムを提案した。
原題: TOPPQuad: Dynamically-Feasible Time Optimal Path Parametrization for Quadrotors ／ Katherine Mao, Igor Spasojevic, M. Ani Hsieh 他
日本語で読む → - 論文図式教示ロボティクス
軌道安定系の学習による図式教示
ユーザーが与えた1枚の手描きスケッチから、ロボットが表面に接近し周期的な動きをする軌道安定な力学系を学習する枠組みを提案。
原題: Learning Orbitally Stable Systems for Diagrammatically Teaching ／ Weiming Zhi, Tianyi Zhang, Matthew Johnson-Roberson
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
分散スパースガウス過程回帰による省リソース協調オンラインスカラー場マッピング
複数ロボットが通信・計算コストを抑えつつ、分散スパースガウス過程回帰でオンラインにスカラー場地図を構築する手法を提案し、光場マッピング実験で有効性を示した。
原題: Resource-Efficient Cooperative Online Scalar Field Mapping via Distributed Sparse Gaussian Process Regression ／ Tianyi Ding, Ronghao Zheng, Senlin Zhang 他
日本語で読む → - 論文外骨格・適応制御ロボティクス
外骨格ロボットのための効率的かつ個別化されたヒューマン・イン・ザ・ループ適応フレームワーク：多様な装着者とタスクへの対応
下半身外骨格ロボットが異なる装着者や複数タスクに適応できるよう、動的運動プリミティブとベイズ最適化で個別歩行軌道を生成し、ニューラルネットでタスクを一般化するヒューマン・イン・ザ・ループ学習フレームワークを提案。
原題: Learning to Assist Different Wearers in Multitasks: Efficient and Individualized Human-In-the-Loop Adaption Framework for Exoskeleton Robots ／ Yu Chen, Gong Chen, Jing Ye 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
確率的シミュレーションロールアウトを用いたロボットシステム性能の保証
有限個のシミュレーションロールアウトから、制御方策の期待コストやリスク指標、故障確率を高い確率で保証する手法を提案し、sim-to-realの分布シフトへの頑健性や複数方策選択への拡張も示した。
原題: Guarantees on Robot System Performance Using Stochastic Simulation Rollouts ／ Joseph A. Vincent, Aaron O. Feldman, Mac Schwager
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習ロボティクス
安全保証されたロバストマルチエージェント強化学習と階層制御によるコネクテッド・自動運転車両の協調
不完全な観測下の混合交通環境で、最悪ケースQネットワークを用いたロバストMARLとロバストCBF付きMPCの階層制御により、CAVの協調と安全性を両立させる手法を提案した。
原題: Safety Guaranteed Robust Multi-Agent Reinforcement Learning with Hierarchical Control for Connected and Automated Vehicles ／ Zhili Zhang, H M Sabbir Ahmad, Ehsan Sabouni 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
磁場強度計測に基づく電力線導体の把持
交流電流が作る磁場を2つの磁力計で計測し、ロボットアームで長い直線導体の位置を推定して把持する手法を提案し、実験で検証した。
原題: Grabbing power line conductors based on the measurements of the magnetic field strength ／ Goran Vasiljevic, Dean Martinovic, Matko Orsag 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
等角スリット写像に基づく多重連結領域の螺旋完全被覆経路計画
多重連結領域を等角スリット写像で円板や円環に変換し、領域分割なしで滑らかで短い螺旋被覆経路を生成する手法を提案した。
原題: Spiral Complete Coverage Path Planning Based on Conformal Slit Mapping in Multi-connected Domains ／ Changqing Shen, Sihao Mao, Bingzhou Xu 他
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