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 →- 論文バイオハイブリッド/群行動ロボティクス
バイオハイブリッドなロボット魚と本物の魚のペアにおけるバイオミミクリーギャップの定量化
本物の魚とロボット魚のペア、本物同士のペア、シミュレーションを比較し、ロボットが本物の魚に近い社会的相互作用を生成できるか、その「バイオミミクリーギャップ」を定量化した。
原題: Quantifying the biomimicry gap in biohybrid robot-fish pairs ／ Vaios Papaspyros, Guy Theraulaz, Clément Sire 他
日本語で読む → - 論文テスト生成ロボティクス
強化学習で進化探索を導く自律システムテスト手法RIGAA
強化学習エージェントで初期集団を生成し、進化探索による自律システムのテストを効率化する手法を提案。迷路生成と車線維持支援システムのケースで有効性を検証した。
原題: Reinforcement Learning Informed Evolutionary Search for Autonomous Systems Testing ／ Dmytro Humeniuk, Foutse Khomh, Giuliano Antoniol
日本語で読む → - 論文自動運転知覚画像認識
自動運転における物体検出のTP/FP/FN判定を定義するためのチェックリスト
自動運転の物体認識テストで真陽性・偽陽性・偽陰性をどう判定するかを整理し、実務者がテストの曖昧さを減らすためのチェックリストを提案した論文。
原題: Checklist to Define the Identification of TP, FP, and FN Object Detections in Automated Driving ／ Michael Hoss
日本語で読む → - 論文リスク評価ロボティクス
重要度サンプリングによる不確実性を考慮したロボットシステムのリスク評価
計測の時間的・空間的不確実性が危険事象の発生確率に与える影響を確率的に評価する手法を提案し、希少な危険事象の統計的信頼性を重要度サンプリングで高める。人とロボットの協調作業のシミュレーションで有効性を示す。
原題: Uncertainty-aware Risk Assessment of Robotic Systems via Importance Sampling ／ Woo-Jeong Baek, Tom P. Huck, Joschka Haas 他
日本語で読む → - 論文UAV自律探索ロボティクス
UAV屋外監視におけるRGB・熱画像からの物体検出不確実性の低減
小型UAVがRGBと熱画像を用いて、検出の不確実性を考慮した確率的動作計画により森林で遭難者を自律探索する枠組みを実機で検証した。
原題: Reducing Object Detection Uncertainty from RGB and Thermal Data for UAV Outdoor Surveillance ／ Juan Sandino, Peter A. Caccetta, Conrad Sanderson 他
日本語で読む → - 論文高精度地図生成画像認識
InsMapper: ベクトル化高精度地図生成のためのインスタンス内情報の活用
Transformerを用いて、予測点間のインスタンス内相関を活用し、ベクトル化高精度地図を生成する手法を提案。NuScenesとArgoverse 2で最先端性能を達成。
原題: InsMapper: Exploring Inner-instance Information for Vectorized HD Mapping ／ Zhenhua Xu, Kwan-Yee. K. Wong, Hengshuang Zhao
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
BridgeData V2: 大規模ロボット学習のためのデータセット
低コストロボットで24環境・6万軌道を収集した大規模多様データセットを公開し、模倣学習やオフライン強化学習の性能がデータ量とスキル多様性で向上することを示した。
原題: BridgeData V2: A Dataset for Robot Learning at Scale ／ Homer Walke, Kevin Black, Abraham Lee 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
1人の人間は100台の異種ロボット群を監督できるか？
DARPAのOFFSETプログラムの実証実験で、1人の指揮官が100台の異種ロボット群を実世界ミッションで運用できるかを検証し、作業負荷が過負荷寸前でもミッションを完遂できることを示した。
原題: Can A Single Human Supervise A Swarm of 100 Heterogeneous Robots? ／ Julie A. Adams, Joshua Hamell, Phillip Walker
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
強化学習による可変予測ホライズンMPCとオンデマンド衝突回避を用いたマルチロボット制御
マルチロボットのモデル予測制御において、予測ホライズンを強化学習で状態に応じて可変にし、オンデマンド衝突回避と組み合わせることで計算コストと性能のバランスを改善した研究。
原題: RL-based Variable Horizon Model Predictive Control of Multi-Robot Systems using Versatile On-Demand Collision Avoidance ／ Shreyash Gupta, Abhinav Kumar, Niladri S. Tripathy 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cs.MM
飛行光粒子のための3種類の距離測定技術の評価
メタバースの照明や触覚提示に使う小型ドローン群「飛行光粒子」の位置推定に向け、UWB・赤外線・超音波の3方式の距離センサの精度を比較評価した。
原題: An Evaluation of Three Distance Measurement Technologies for Flying Light Specks ／ Trung Phan, Hamed Alimohammadzadeh, Heather Culbertson 他
日本語で読む → - 論文探索・経路計画ロボティクス
空間充填曲線を用いたオンライン障害物回避
空間充填曲線に沿ってロボットが探索する際、未知の障害物をオンラインで回避しつつ全自由領域を訪問する手法を提案。
原題: Online Obstacle evasion with Space-Filling Curves ／ Ashay Wakode, Arpita Sinha
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
DoCRL: 媒質遷移を伴うハイブリッド空水両用機のマップレスナビゲーションのための二重クリティック深層強化学習
空と水中の両方で活動するハイブリッド無人機(HUAUV)のマップレスナビゲーションと媒質遷移を、二重クリティック型Actor-Critic強化学習と再帰型ニューラルネットワークで改善した研究。
原題: DoCRL: Double Critic Deep Reinforcement Learning for Mapless Navigation of a Hybrid Aerial Underwater Vehicle with Medium Transition ／ Ricardo B. Grando, Junior C. de Jesus, Victor A. Kich 他
日本語で読む → - 論文展開機構ロボティクス
サラス機構に着想を得た展開型多面体メカニズム
直線運動するサラスリンクを多面体の辺に沿って組み込み、正四面体・立方体・正十二面体対称性を持つ展開型メカニズムを構成し、その可動性を等価関節で解析した。
原題: Sarrus-inspired Deployable Polyhedral Mechanisms ／ Yuanqing Gu, Xiao Zhang, Guowu Wei 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 → - 論文群制御ロボティクス
同一地上車両の能動制御による空中車両のロバストな自己位置推定
UAVが複数の同一UGVを観測して自己位置を推定する際、UGVを最適配置することでラベルなし観測でも高精度に位置・姿勢を特定する手法を提案し、実機実験でcm級精度を達成した。
原題: Robust Localization of Aerial Vehicles via Active Control of Identical Ground Vehicles ／ Igor Spasojevic, Xu Liu, Ankit Prabhu 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
シーンと動作を統合モデル化するニューラルフィールド運動プリミティブ
ニューラルフィールドを用いてシーンと動作を共有埋め込みで生成的・データ効率的に学習し、新しいシーンでも精密な動作軌道を生成する模倣学習手法を提案。
原題: Neural Field Movement Primitives for Joint Modelling of Scenes and Motions ／ Ahmet Tekden, Marc Peter Deisenroth, Yasemin Bekiroglu
日本語で読む → - 論文自動運転/異常検知AI
自動運転の異常検知におけるワールドモデルの可能性を探る
自動運転の異常検知にワールドモデルを活用する方法を概観し、その構成要素を従来の異常検知研究と関連付けて整理したサーベイ論文。
原題: Exploring the Potential of World Models for Anomaly Detection in Autonomous Driving ／ Daniel Bogdoll, Lukas Bosch, Tim Joseph 他
日本語で読む → - 論文医用画像処理ロボティクス
オプティカルフローに基づく血管呼吸運動補償
呼吸で動く血管をX線画像上で予測するため、血管と非血管の動きの相関を学習する手法を提案し、実時間で高精度な補償を実現した。
原題: Optical flow-based vascular respiratory motion compensation ／ Keke Yang, Zheng Zhang, Meng Li 他
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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
インピーダンス制御可能な準ダイレクトドライブロボットハンドの開発
大きな減速機や力センサに頼らず、準ダイレクトドライブと可変インピーダンス制御で把持や接触作業、繊細な物体操作を実現する4自由度2指ロボットハンドを開発した。
原題: Development of a Novel Impedance-Controlled Quasi-Direct-Drive Robot Hand ／ Jay Best
日本語で読む → - 論文因果推論/ドローンロボティクス
鉱山測量ドローンのための確率的因果推論・説明フレームワーク
鉱山で自律飛行するドローンを対象に、因果を考慮したPOMDP計画・オンラインでの構造因果モデル適応・反事実的説明を組み合わせた確率的因果フレームワークを提案した。
原題: Towards Probabilistic Causal Discovery, Inference & Explanations for Autonomous Drones in Mine Surveying Tasks ／ Ricardo Cannizzaro, Rhys Howard, Paulina Lewinska 他
日本語で読む → - 論文グラフ強化学習/航空交通管理cs.MA
グラフ強化学習による都市航空モビリティ・バーティポートのスケジュール管理意思決定支援
都市航空モビリティのバーティポートにおける離着陸スケジュール管理を、物理スポットと機体を別々のグラフで表現しグラフ畳み込みネットワークと強化学習で最適化する手法を提案。AirSimシミュレーションで遅延・衝突・バッテリー消費の改善を実証した。
原題: Fast Decision Support for Air Traffic Management at Urban Air Mobility Vertiports using Graph Learning ／ Prajit KrisshnaKumar, Jhoel Witter, Steve Paul 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
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