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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: 2023/8/1 ／ 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 →- 論文ソフトアクチュエータ制御ロボティクス
ヒステリシス補償を備えたデュアルPAMソフトアクチュエータの軌道追従制御
空気圧人工筋を2本組み合わせた曲げ型ソフトアクチュエータに対し、参照軌道の変化に応じてPIDゲインを動的に調整することでヒステリシスを補償し、追従精度と応答速度を改善する適応制御法を提案した。
原題: Trajectory Tracking Control of Dual-PAM Soft Actuator with Hysteresis Compensator ／ Junyi Shen, Tetsuro Miyazaki, Shingo Ohno 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーション画像認識
蒸留特徴フィールドによる少数ショット言語誘導マニピュレーション
2D基盤モデルの意味特徴を3D蒸留特徴フィールドに統合し、自由文の言語指示で未知物体を6自由度把持・配置できる少数ショット学習手法を提案。
原題: Distilled Feature Fields Enable Few-Shot Language-Guided Manipulation ／ William Shen, Ge Yang, Alan Yu 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
深層学習自動運転における予測と計画の統合：レビュー
自動運転の深層学習ベース計画システムを体系的にレビューし、周辺交通の予測と自車の計画をどのように統合するかの諸原則を整理・比較したサーベイ。
原題: The Integration of Prediction and Planning in Deep Learning Automated Driving Systems: A Review ／ Steffen Hagedorn, Marcel Hallgarten, Martin Stoll 他
日本語で読む → - 論文単眼深度推定画像認識
厳しい条件下での堅牢な単眼深度推定
夜間や雨天など厳しい照明・天候条件下でも信頼できる単眼深度推定手法md4allを提案。複雑なサンプルを生成し、元画像で損失を計算することで、単一モデルが多様な条件で高精度を実現。
原題: Robust Monocular Depth Estimation under Challenging Conditions ／ Stefano Gasperini, Nils Morbitzer, HyunJun Jung 他
日本語で読む → - 論文ソーシャルロボットロボティクス
大規模言語モデルを用いた共感的非言語キューを備えるソーシャルロボットの開発
LLMを使ってソーシャルロボットの共感的な非言語キュー（発話・動作・表情・感情）を生成する会話システムを構築し、人間のカウンセラーの社会的キューとの整合性を評価した。
原題: Developing Social Robots with Empathetic Non-Verbal Cues Using Large Language Models ／ Yoon Kyung Lee, Yoonwon Jung, Gyuyi Kang 他
日本語で読む → - 論文誘導制御制御
自由時間収束誤差ダイナミクスに基づくミサイル誘導則設計
誤差ダイナミクスと自由時間収束法を用いて、初期状態や誘導パラメータに依存せず収束時間を自由に設定できる統一的なミサイル誘導則を提案し、先行角・衝突角・衝突時間制約を考慮した誘導則を導出した。
原題: Missile guidance law design based on free-time convergent error dynamics ／ Yuanhe Liu, Nianhao Xie, Kebo Li 他
日本語で読む → - 論文ロボティクス理論ロボティクス
最小十分なロボット脳の数学的特徴付け
ロボットの内部システムと外部環境の相互作用を遷移系としてモデル化し、与えられたハードウェアとタスクに対して必要最小限の情報遷移システムが存在し、一定条件下で一意であることを示した理論研究。
原題: A Mathematical Characterization of Minimally Sufficient Robot Brains ／ Basak Sakcak, Kalle G. Timperi, Vadim Weinstein 他
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
制約付きスタイン変分軌道最適化
軌道分布に対する制約付き汎関数最小化として定式化し、SVGDで多様な制約充足軌道を並列生成する手法を提案。
原題: Constrained Stein Variational Trajectory Optimization ／ Thomas Power, Dmitry Berenson
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
動的環境のためのマルチレベル地図構築
動的シーンでの視覚SLAMにおいて、物体検出を補正して静的点群を抽出し、点群・オクトリー・平面・物体の多層地図を構築するシステムを提案した。
原題: Multi-level Map Construction for Dynamic Scenes ／ Xinggang Hu
日本語で読む → - 論文計画・合成AI
非決定計画領域におけるLTLf最善努力戦略の合成
完全観測可能な非決定領域で有限トレース線形時相論理の目標に対する最善努力戦略を、ゲーム理論的手法で効率的に合成する方法を提案した。
原題: LTLf Best-Effort Synthesis in Nondeterministic Planning Domains ／ Giuseppe De Giacomo, Gianmarco Parretti, Shufang Zhu
日本語で読む → - 論文脚式ロボット制御
深海クロール・遊泳ロボットの機械脚の動的性能に対する水中環境の影響に関する研究
深海用クロール・遊泳ロボットの機械脚について、流体力・粘性抵抗・動的シール抵抗が動的性能に与える影響を理論と実験で解析し、モデル化した。
原題: Research on the Influence of Underwater Environment on the Dynamic Performance of the Mechanical Leg of a Deep-sea Crawling and Swimming Robot ／ Lihui Liao, Baoren Li, Dijia Zhang 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
連続体ロボットの状態推定：非線形制約付き移動ホライズン法
連続体ロボットの先端位置や形状を推定するため、先端のIMU計測と推定状態の誤差を移動ホライズン最適化で最小化する手法を提案し、シミュレーションと実験で有効性を示した。
原題: State Estimation of Continuum Robots: A Nonlinear Constrained Moving Horizon Approach ／ Hend Abdelaziz, Ayman Nada, Hiroyuki Ishii 他
日本語で読む → - 論文タスク計画ロボティクス
ISR-LLM：長期的逐次タスク計画のための反復的自己改善型大規模言語モデル
LLMによるロボットの長期タスク計画を、PDDL変換と検証器を用いた反復的自己改善で高精度化するフレームワークを提案。
原題: ISR-LLM: Iterative Self-Refined Large Language Model for Long-Horizon Sequential Task Planning ／ Zhehua Zhou, Jiayang Song, Kunpeng Yao 他
日本語で読む → - 論文VLAAI
再学習なしで凍結視覚言語モデルを拡張：ロボット知覚の改善に向けて
IMUデータの埋め込みを視覚埋め込み空間に整列させることで、再学習なしに視覚言語モデルが追加モダリティを理解・推論できるようにする手法を提案し、人間活動認識実験で有効性を示した。
原題: Expanding Frozen Vision-Language Models without Retraining: Towards Improved Robot Perception ／ Riley Tavassoli, Mani Amani, Reza Akhavian
日本語で読む → - 論文機構設計ロボティクス
ウェアラブルロボット機構の計算的合成：股関節機構への応用
ウェアラブルロボットのリンク機構設計を勾配ベース最適化問題に変換し、所望の自由度・可動域・力伝達特性を満たす非直列型股関節機構のトポロジーと寸法を自動合成する手法を提案した。
原題: Computational Synthesis of Wearable Robot Mechanisms: Application to Hip-Joint Mechanisms ／ Seok Won Kang, Jegyeong Ryu, Suh In Kim 他
日本語で読む → - 論文空中3Dプリンティングロボティクス
自動最適チャンク分割による柔軟な多自由度空中3Dプリンティング
UAVによる分散3Dプリンティングのため、3Dモデルを小さなチャンクに分割・割り当て・印刷する枠組みを提案し、Gazeboシミュレーションで有効性を示した。
原題: Flexible Multi-DoF Aerial 3D Printing Supported with Automated Optimal Chunking ／ Marios-Nektarios Stamatopoulos, Avijit Banerjee, George Nikolakopoulos
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
S&Reg: マルチゴール経路計画のためのエンドツーエンド学習モデル
障害物環境でのマルチゴール経路計画を、有望領域のセグメンテーションとゴール間距離の回帰を同時に行うマルチタスク学習ネットワークとTSPソルバー・経路計画器を組み合わせて高速かつ低コストで解くエンドツーエンド手法を提案。
原題: S&Reg: End-to-End Learning-Based Model for Multi-Goal Path Planning Problem ／ Yuan Huang, Kairui Gu, Hee-hyol Lee
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
自動運転システムのための安全なリアルタイム動作計画フレームワーク：MPPIアプローチ
自動運転の動作計画をMPPIで解く際に、障害物を円で近似して安全マージンを考慮しながらコストに組み込む手法を提案し、実車実験で安全性と実現可能性を検証した。
原題: Towards a Safe Real-Time Motion Planning Framework for Autonomous Driving Systems: An MPPI Approach ／ Mehdi Testouri, Gamal Elghazaly, Raphael Frank
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 → - 論文マルチモーダル知覚画像認識
ASY-VRNet: 視覚と4Dミリ波レーダーの非対称公平融合による水路パノプティック運転知覚モデル
無人水上艇向けに、画像と4Dミリ波レーダーを非対称公平融合モジュールで統合し、物体検出とセマンティックセグメンテーションを同時に行うパノプティック運転知覚モデルを提案した。
原題: ASY-VRNet: Waterway Panoptic Driving Perception Model based on Asymmetric Fair Fusion of Vision and 4D mmWave Radar ／ Runwei Guan, Shanliang Yao, Xiaohui Zhu 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ニューロダイナミクスを併用した水中ビークルの合意形成追従のための分散ロバスト学習ベースバックステッピング制御
パラメータ未知・外乱・ノイズがある複数の水中ビークルに対し、グラフ理論とバックステッピング法、オンライン学習、ニューロダイナミクスを組み合わせて合意形成追従を達成する分散ロバスト制御則を提案し、安定性解析とシミュレーションで検証した。
原題: Distributed Robust Learning-Based Backstepping Control Aided with Neurodynamics for Consensus Formation Tracking of Underwater Vessels ／ Tao Yan, Zhe Xu, Simon X. Yang
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
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UAV計画ロボティクス
障害物環境におけるUAVの高速・先見的・不確実性考慮型計画のためのモデル予測パス積分法
MPPI制御をベースに、データに基づくリスク関数を組み込んだ再帰的ホライズン運動計画法を提案し、障害物付近では減速、離れた場所では高速移動することで衝突を完全に回避しつつ活発な飛行を実現した。
原題: A Model Predictive Path Integral Method for Fast, Proactive, and Uncertainty-Aware UAV Planning in Cluttered Environments ／ Jacob Higgins, Nicholas Mohammad, Nicola Bezzo
日本語で読む → - 論文形式手法/ランタイム検証cs.LO
QTWTL: 性能監視のための品質考慮型時間窓時相論理
従来の時間窓時相論理(TWTL)を拡張し、計数・集約演算子を導入した品質考慮型論理QTWTLと、そのオフライン実行時監視アルゴリズムを提案。タクシー走行データで性能要件を形式化し、監視の有効性と線形計算量を示した。
原題: QTWTL: Quality Aware Time Window Temporal Logic for Performance Monitoring ／ Ernest Bonnah, Khaza Anuarul Hoque
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習cs.CR
BRNES: マルチエージェントロボティクスにおけるセキュリティとプライバシーを考慮した経験共有
マルチエージェント強化学習の経験共有において、ビザンチン攻撃と推論攻撃に対処するため、動的隣接ゾーン選択と重み付き経験集約、局所差分プライバシーを組み合わせたフレームワークを提案。
原題: BRNES: Enabling Security and Privacy-aware Experience Sharing in Multiagent Robotic and Autonomous Systems ／ Md Tamjid Hossain, Hung Manh La, Shahriar Badsha 他
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