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: 2023/8/1 ／ 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 →- 論文制御ロボティクス
参照ガバナによる視界制約下でのマルチロータ制御
カメラ搭載マルチロータが対象点を視界に収めつつ参照軌道を追従するため、時変参照に対応した新しい参照ガバナを設計し、実機実験で検証した。
原題: Visibility-Constrained Control of Multirotor via Reference Governor ／ Dabin Kim, Matthias Pezzutto, Luca Schenato 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
ロボティクスにおける行列重み付き状態推定問題の半正定値緩和について
行列重み（異方性）を持つ状態推定問題の半正定値緩和のタイト性を解析し、冗長制約によりタイト性を回復できることを示した。
原題: On Semidefinite Relaxations for Matrix-Weighted State-Estimation Problems in Robotics ／ Connor Holmes, Frederike Dümbgen, Timothy D Barfoot
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ピック・アンド・プレイスにおける対称性の活用
平面ロボットのピック・アンド・プレイスに存在する対称性を分析し、同変ニューラルモデルをTransporter Netに組み込むことで、少ないデモンストレーションで効率的に学習できるEquivariant Transporter Netを提案した。
原題: Leveraging Symmetries in Pick and Place ／ Haojie Huang, Dian Wang, Arsh Tangri 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
Mani-GPT：対話型ロボットマニピュレーションのための生成モデル
GPTをベースに、対話から人間の意図を理解し、自然な応答と適切なマニピュレーション計画を生成する対話型ロボット操作モデルを提案した。
原題: Mani-GPT: A Generative Model for Interactive Robotic Manipulation ／ Zhe Zhang, Wei Chai, Jiankun Wang
日本語で読む → - 論文宇宙ロボティクスロボティクス
照明を考慮した強化学習による宇宙機の自律点検
強化学習で訓練したニューラルネット制御器を用い、太陽光による照明を最大化しながら自由飛行する副宇宙機が主宇宙機を点検する手法を提案し、シミュレーションで98.82%の点検達成率を示した。
原題: Deep Reinforcement Learning for Autonomous Spacecraft Inspection using Illumination ／ David van Wijk, Kyle Dunlap, Manoranjan Majji 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
マルチ視覚慣性システム：解析・キャリブレーション・推定
複数のIMUやジャイロスコープとカメラを融合するマルチ視覚慣性システムの状態推定手法を開発し、センサ間の時空間キャリブレーションと観測性解析を行った。
原題: Multi-Visual-Inertial System: Analysis, Calibration and Estimation ／ Yulin Yang, Patrick Geneva, Guoquan Huang
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
単一剛体キャラクタによる多様環境下での適応的追従
全身キャラクタを単一剛体として重心力学モデルで表現し、参照動作を追従する方策を強化学習で効率的に学習。未経験環境や方策遷移にも追加学習なしで適応できることを示した。
原題: Adaptive Tracking of a Single-Rigid-Body Character in Various Environments ／ Taesoo Kwon, Taehong Gu, Jaewon Ahn 他
日本語で読む → - 論文ソフトアクチュエータロボティクス
市販誘電エラストマーアクチュエータのモデリングとシミュレーション
市販の積層型シリコーン誘電エラストマーアクチュエータを対象に、制御指向モデルの構築手法を検討し、静的にはフックの法則、動的には3要素マクスウェルモデルが有効であることを示した。
原題: Modelling and simulation of a commercially available dielectric elastomer actuator ／ Lukas Sohlbach, Hamza Hobbani, Chistopher Blase 他
日本語で読む → - 論文システム同定ロボティクス
無人表面車両の1自由度モデルに対するオンライン推定手法のアンサンブル：応用理論と8台の車両による予備的フィールド結果
無人表面車両のオンラインシステム同定のため、安定な浅いRNN、適応同定、再帰的最小二乗法をアンサンブルし、8台の車両で30時間の実験を行い、オンライン予測ではAIDが最も低い誤差を示し、オフライン処理では重み付きアンサンブルが低誤差だった。
原題: An ensemble of online estimation methods for one degree-of-freedom models of unmanned surface vehicles: applied theory and preliminary field results with eight vehicles ／ Tyler M. Paine, Michael R. Benjamin
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
冗長で単位の異なるロボットマニピュレータに対する単位整合性を保つ擬似逆行列ベース経路計画
単位が異なる冗長マニピュレータの経路計画では、擬似逆行列計算に単位整合性がないと失敗することを示し、各種ノイズに対する6手法の頑健性を比較した上で、適切な一般化逆行列としてMixed Inverseを提案・検証した。
原題: Achieving Unit-Consistent Pseudo-Inverse-based Path-Planning for Redundant Incommensurate Robotic Manipulators ／ Jacket Demby's, Jeffrey Uhlmann, Guilherme N. DeSouza
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
9DTact: 高精度3D形状復元と汎用6D力推定を実現するコンパクトな視覚触覚センサ
半透明ゲルの光学特性を利用し、マーカーなしで3D形状復元と6D力推定を行う小型・低コストな視覚触覚センサを開発した。約10万組の画像-力データで学習し、未知物体にも汎化可能。
原題: 9DTact: A Compact Vision-Based Tactile Sensor for Accurate 3D Shape Reconstruction and Generalizable 6D Force Estimation ／ Changyi Lin, Han Zhang, Jikai Xu 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
CoverNav: 深層強化学習による非構造屋外環境での隠密追従ナビゲーション計画
地形の高低差マップと観測者の位置情報を用いた深層強化学習により、岩や建物などの障害物を遮蔽物として利用しながら目的地まで隠密に移動する経路を計画する手法を提案。
原題: CoverNav: Cover Following Navigation Planning in Unstructured Outdoor Environment with Deep Reinforcement Learning ／ Jumman Hossain, Abu-Zaher Faridee, Nirmalya Roy 他
日本語で読む → - 論文形状補完画像認識
不確実領域の予測を伴う形状補完
部分的な観測から物体の完全な形状を予測する際に、不確実な領域を推定する2つの手法を提案し、ShapeNetから生成したデータセットで評価した。
原題: Shape Completion with Prediction of Uncertain Regions ／ Matthias Humt, Dominik Winkelbauer, Ulrich Hillenbrand
日本語で読む → - 論文軌道最適化math.OC
高速軌道最適化のための普遍バーコフ理論の実装
ルジャンドル・チェビシェフ系の格子点を用いることで普遍バーコフ理論の仮説を満たす軌道最適化手法を構築し、ポントリャーギンの原理と余ベクトル写像原理による最適性検証を可能にした。
原題: Implementations of the Universal Birkhoff Theory for Fast Trajectory Optimization ／ R. J. Proulx, I. M. Ross
日本語で読む → - 論文シーングラフロボティクス
Mono-Hydra: 単眼カメラとIMUによるリアルタイム3Dシーングラフ構築
単眼カメラとIMUのみを用いて、屋内環境の3Dシーングラフをリアルタイム(15fps)で構築するシステムを提案。深層学習による深度・意味推定と視覚慣性オドメトリを組み合わせ、20cm未満の誤差を達成した。
原題: Mono-hydra: Real-time 3D scene graph construction from monocular camera input with IMU ／ U. V. B. L. Udugama, G. Vosselman, F. Nex
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
重み付き制約付きポテンシャル動的ゲームによるマルチエージェント意思決定
現実のマルチエージェント相互作用を重み付き制約付きポテンシャル動的ゲームとして定式化し、単一の制約付き最適制御問題を解くことで一般化ナッシュ均衡を効率的に求める手法を提案した。
原題: Strategic Decision-Making in Multi-Agent Domains: A Weighted Constrained Potential Dynamic Game Approach ／ Maulik Bhatt, Yixuan Jia, Negar Mehr
日本語で読む → - 論文視覚自己位置推定ロボティクス
局所平面運動下の基礎行列を用いた3Dモデル不要の視覚自己位置推定システム
局所平面運動制約を基礎行列推定と三角測量に組み込み、2D画像データベースのみで高精度かつロバストな視覚自己位置推定を実現する3Dモデル不要システムを提案した。
原題: 3D Model-free Visual Localization System from Essential Matrix under Local Planar Motion ／ Yanmei Jiao, Binxin Zhang, Peng Jiang 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
光学触覚センシングによる軟材料内埋め込み物体の検出とマッピング
光学触覚センサを用いて軟材料内に埋め込まれた物体を探索し、ベイズ推定で位置を確率マップ化して効率的に形状を再構成する手法を提案した。
原題: Embedded Object Detection and Mapping in Soft Materials Using Optical Tactile Sensing ／ Jose A. Solano-Castellanos, Won Kyung Do, Monroe Kennedy
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
コネクテッドドライビング機能を備えた自動運転車両プラットフォーム
無線通信で外部イベントを事前に検知・対応できる自動運転車両プラットフォームを開発し、車車間通信とモデル予測制御による同期走行実験で有効性を示した。
原題: Automated Vehicle Platform with Connected Driving Capabilities ／ Oskars Teikmanis, Aleksandrs Levinskis, Andris Ivars Mackus 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
ロボットマニピュレーションのための能動音響センシング
振動アクチュエータと圧電マイクで物体に音波を伝播させ、その共鳴特性から物体の内部状態や把持状態を推定する能動音響センシング手法を提案し、原理・ハード設計・シミュレーション・評価を示した。
原題: Active Acoustic Sensing for Robot Manipulation ／ Shihan Lu, Heather Culbertson
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
NeuroSwarm: UAVと四足歩行ロボットの協調によるマルチエージェント3Dシーン再構成と最適ナビゲーション
UAV群が3Dニューラル再構成で環境地図を作り、四足歩行ロボットが障害物の高さを考慮した適応型プランナで経路を短縮・高速化する協調ナビゲーションシステムを提案した。
原題: NeuroSwarm: Multi-Agent Neural 3D Scene Reconstruction and Segmentation with UAV for Optimal Navigation of Quadruped Robot ／ Iana Zhura, Denis Davletshin, Nipun Dhananjaya Weerakkodi Mudalige 他
日本語で読む → - 論文ジェスチャー認識画像認識
動的ニューラルネットワークによる長距離ジェスチャー認識
動的ニューラルネットワークを用いて、入力データからジェスチャーを含む空間領域の特徴を選択的に処理し、長距離ジェスチャー認識を高精度かつ計算効率よく行う手法を提案した。
原題: Long-Distance Gesture Recognition using Dynamic Neural Networks ／ Shubhang Bhatnagar, Sharath Gopal, Narendra Ahuja 他
日本語で読む → - 論文自動運転/エンドツーエンド画像認識
暗黙的なシーン理解のための解釈可能なエンドツーエンド運転モデル
計画モジュールに導かれて暗黙的な高次元シーン特徴を抽出し、補助的な知覚タスクで可視化するエンドツーエンド運転モデルを提案。CARLAベンチマークで最先端性能を達成。
原題: Interpretable End-to-End Driving Model for Implicit Scene Understanding ／ Yiyang Sun, Xiaonian Wang, Yangyang Zhang 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ChatSim: 自然言語プロンプトによる水中シミュレーション
大規模言語モデルを水中シミュレータOysterSimと統合し、自然言語入力で水中環境を直感的に制御・生成できるようにした研究。
原題: ChatSim: Underwater Simulation with Natural Language Prompting ／ Aadi Palnitkar, Rashmi Kapu, Xiaomin Lin 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
逐次的な人間-ロボット相互作用における信頼構築のための報酬整形
人間-ロボット相互作用を2人マルコフゲームとして定式化し、ポテンシャルベースの報酬整形でタスク性能の低下を抑えつつ人間の信頼を高める手法を提案した。
原題: Reward Shaping for Building Trustworthy Robots in Sequential Human-Robot Interaction ／ Yaohui Guo, X. Jessie Yang, Cong Shi
日本語で読む → - 論文空中マニピュレーションロボティクス
強化学習を用いたオーバーヘッドマニピュレータ搭載UAVのアクチュエータ軌道計画
2自由度アームを搭載したドローンで、Q学習により障害物を回避しつつアーム先端の軌道を計画・制御する手法を提案し、平均変位誤差で92%の精度を達成した。
原題: Actuator Trajectory Planning for UAVs with Overhead Manipulator using Reinforcement Learning ／ Hazim Alzorgan, Abolfazl Razi, Ata Jahangir Moshayedi
日本語で読む → - 論文自動運転/センサフュージョンロボティクス
認知型TransFuser：意味論誘導トランスフォーマーによるセンサフュージョンとウェイポイント予測の改善
交通信号認識や意味セグメンテーションなどの補助タスクを活用し、RGBとLiDARを融合するマルチタスクTransformerネットワークで、自動運転のウェイポイント予測精度を向上させた研究。
原題: Cognitive TransFuser: Semantics-guided Transformer-based Sensor Fusion for Improved Waypoint Prediction ／ Hwan-Soo Choi, Jongoh Jeong, Young Hoo Cho 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
四足ロボットのための潜在空間内での複数歩容学習
歩容エンコーダと生成器で潜在空間を構築し、歩容依存の報酬と条件付き敵対的運動事前分布を用いて、四足ロボットGo1に複数の歩容を学習させる枠組みを提案した。
原題: Learning Multiple Gaits within Latent Space for Quadruped Robots ／ Jinze Wu, Yufei Xue, Chenkun Qi
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
柔軟な器用ハンドのためのフィードバック制御の線形化によるハンド内操作
柔軟な多指ハンドの変形状態を制御変数とし、粗いヤコビアン近似と線形フィードバック制御により、実世界で数分以内にハンド内操作スキルを獲得するフレームワークを提案した。
原題: Dexterous Soft Hands Linearize Feedback-Control for In-Hand Manipulation ／ Adrian Sieler, Oliver Brock
日本語で読む → - 論文セグメンテーションロボティクス
マルチモーダル・マルチタスク(3MT)道路セグメンテーション
RGB画像とLiDAR深度画像を融合し、IMU/GNSSで校正した密な深度画像を用いる低コストなマルチタスク学習による道路セグメンテーション手法を提案し、KITTIとCityscapesで高性能を示した。
原題: Multi-Modal Multi-Task (3MT) Road Segmentation ／ Erkan Milli, Özgür Erkent, Asım Egemen Yılmaz
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