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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
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記号LTLfにおけるベストエフォート合成
非決定環境でタスクを達成するエージェントのため、LTLfにおけるベストエフォート合成の記号的手法を複数提案し、性能を比較した。
原題: Symbolic LTLf Best-Effort Synthesis ／ Giuseppe De Giacomo, Gianmarco Parretti, Shufang Zhu
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
TeleFMG: 多指ロボットハンドの自然な遠隔操作のためのウェアラブル筋電図デバイス
前腕の筋活動を計測する低コストなウェアラブルFMGデバイスと時空間モデルにより、ユーザの自然な手指動作で多指ロボットハンドを直感的に遠隔操作する手法を提案した。
原題: TeleFMG: A Wearable Force-Myography Device for Natural Teleoperation of Multi-finger Robotic Hands ／ Alon Mizrahi, Avishai Sintov
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
安全性と安定性を保証するNeural ODEによる複雑な動作計画の学習
Neural ODEで教示から複雑な動作計画を学習し、制御リアプノフ関数と制御バリア関数に基づく二次計画法で安定性と安全性を保証する手法を提案。
原題: Learning Complex Motion Plans using Neural ODEs with Safety and Stability Guarantees ／ Farhad Nawaz, Tianyu Li, Nikolai Matni 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
制約された枕地での自律農作業車両の旋回のための最適化ベース運動計画
狭く不規則で障害物もある果樹園の枕地で、自律農作業車両が滑らかかつ衝突のない旋回軌道を生成できる最適化ベースの運動計画法を提案した。
原題: Optimization-Based Motion Planning for Autonomous Agricultural Vehicles Turning in Constrained Headlands ／ Chen Peng, Peng Wei, Zhenghao Fei 他
日本語で読む → - 論文自動運転/安全性評価ロボティクス
反事実的安全マージンによる自動運転車のリスク評価
自動運転車の挙動リスクを、周囲の「逸脱」を仮定した反事実シミュレーションで評価する枠組みを提案し、衝突を引き起こす最小の逸脱量（安全マージン）でリスクを定量化した。
原題: A Counterfactual Safety Margin Perspective on the Scoring of Autonomous Vehicles' Riskiness ／ Alessandro Zanardi, Andrea Censi, Margherita Atzei 他
日本語で読む → - 論文医療ロボット/運動学ロボティクス
大クリアランスと大曲率に対応する同心管ロボットの運動学拡張
管間の隙間や曲率が大きい環境でも高精度に動作するよう、従来の同心管ロボットの運動学モデルを拡張し、実験で先端位置誤差を大幅に低減した。
原題: Toward Extending Concentric Tube Robot Kinematics for Large Clearance and Impulse Curvature ／ Zhouyu Zhang, Jia Shen, Junhyoung Ha 他
日本語で読む → - 論文音響センシングロボティクス
空中3Dソナーによる生体模倣人工ランドマークの検出と分類
組み込み型リアルタイムイメージングソナーを用い、反射音響エコーの周波数帯域で学習したサポートベクターマシンにより、生体模倣音響ランドマークの存在を検出・分類する手法を提案した。
原題: Detecting and Classifying Bio-Inspired Artificial Landmarks Using In-Air 3D Sonar ／ Maarten de Backer, Wouter Jansen, Dennis Laurijssen 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
大規模言語モデルを用いたマニピュレータの基本タスクから実行可能な動作への接地
タスクフレーム形式に基づくプログラム関数風プロンプトでLLMを誘導し、マニピュレータの基本タスクをハイブリッド制御用の位置・力指令に変換する手法を提案した。
原題: Ground Manipulator Primitive Tasks to Executable Actions using Large Language Models ／ Yue Cao, C. S. George Lee
日本語で読む → - 論文自動運転/世界モデル画像認識
UniWorld: 世界モデルによる自動運転の事前学習
4D幾何占有を世界モデルとして予測するラベル不要の事前学習フレームワークを提案し、自動運転の各種下流タスクで性能向上とアノテーションコスト削減を実現した。
原題: UniWorld: Autonomous Driving Pre-training via World Models ／ Chen Min, Dawei Zhao, Liang Xiao 他
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
SBlimp：傾斜ロータ付きクアッドロータとヘリウム気球を組み合わせた飛行体の設計・モデル化・並進運動制御
傾斜ロータ付きクアッドロータとヘリウム気球を組み合わせた飛行体SBlimpを提案し、機体の向きに依存せず安定した並進運動を実現する新しい制御戦略を設計・検証した論文。
原題: SBlimp: Design, Model, and Translational Motion Control for a Swing-Blimp ／ Jiawei Xu, Diego S D'antonio, Dominic J Ammirato 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
オフライン事前学習強化学習による回避ナビゲーション
地図なしで生センサデータから制御量を直接出力する移動ロボットの回避ナビゲーションにおいて、専門家経験を用いたオフライン事前学習で学習時間を80%短縮し、報酬を2倍に改善する手法を提案した。
原題: Avoidance Navigation Based on Offline Pre-Training Reinforcement Learning ／ Yang Wenkai Ji Ruihang Zhang Yuxiang Lei Hao, Zhao Zijie
日本語で読む → - 論文安全強化学習ロボティクス
想像力で学ぶ：安全集合誘導による状態制約付き方策最適化
ブラックボックスな安全モニタと仮想コストを用いて、学習中の違反をゼロに抑えつつ状態ごとの制約を満たす安全な強化学習方策を獲得する手法を提案。
原題: Learn With Imagination: Safe Set Guided State-wise Constrained Policy Optimization ／ Yifan Sun, Feihan Li, Weiye Zhao 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
駐車場満空推定のための自動運転車による情報経路計画
自動運転車で駐車場の満空状況を推定するため、POMDPとして定式化し、ベイズフィルタとモンテカルロ木探索を組み合わせた効率的な経路計画手法を提案した。
原題: Informative Path Planning of Autonomous Vehicle for Parking Occupancy Estimation ／ Yunze Hu, Jiaao Chen, Kangjie Zhou 他
日本語で読む → - 論文車輪型二足歩行ロボティクス
バイオに着想を得た車輪型二足歩行ロボットの設計と制御
人間のバーベルスクワットに着想を得た機構設計と、高さ可変の車輪型線形倒立振子モデルに基づく制御器により、車輪型二足歩行ロボットの動的性能を向上させた。
原題: Design and Control of a Bio-inspired Wheeled Bipedal Robot ／ Haizhou Zhao, Lei Yu, Siying Qin 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
GNSSドロップアウトに耐性を持つLiDAR慣性SLAMと鉱山サービス車両への応用
鉱山環境でのGNSS信号途絶や知覚劣化に対応するため、LiDAR・IMU・車輪オドメトリを誤差状態カルマンフィルタで融合し、サーフェル登録とループ閉じ込み再初期化を組み合わせたSLAMシステムを提案した。
原題: A LiDAR-Inertial SLAM Tightly-Coupled with Dropout-Tolerant GNSS Fusion for Autonomous Mine Service Vehicles ／ Yusheng Wang, Yidong Lou, Weiwei Song 他
日本語で読む → - 論文自動運転/追跡制御ロボティクス
専門家の操舵ラベルなしで実現するロバストな自動運転車両追跡
古典的制御器をオフラインのラベル生成に活用し、CNNとMLPを組み合わせて追跡対象車両の位置推定と操舵・スロットル制御を行う学習手法を提案。CARLAシミュレータで未見経路を含む多様な地形でのロバスト性とリアルタイム性能を実証した。
原題: Robust Autonomous Vehicle Pursuit without Expert Steering Labels ／ Jiaxin Pan, Changyao Zhou, Mariia Gladkova 他
日本語で読む → - 論文拡張現実/意図伝達ロボティクス
拡張現実を用いた支援ロボットの意図伝達
移動が不自由なユーザーの飲み物注ぎを支援するロボットが、拡張現実で自身の意図や動作を提示することで、円滑な協働を実現する手法を提案した。
原題: Communicating Robot's Intentions while Assisting Users via Augmented Reality ／ Chao Wang, Theodoros Stouraitis, Anna Belardinelli 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
CDT-Dijkstra：2次元連続空間の全点に対する大域的最適経路の高速計画
2次元連続空間において、1点から全点への大域的最適経路を高速に計算するCDT-Dijkstraを提案し、切断線上のみを考慮することで状態空間を2Dから1Dに削減した。
原題: CDT-Dijkstra: Fast Planning of Globally Optimal Paths for All Points in 2D Continuous Space ／ Jinyuan Liu, Minglei Fu, Wenan Zhang 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
報酬だけでなく制約も：脚式ロボットの移動制御への応用
複雑なロボットの制御器を強化学習で訓練する際、報酬設計の労力を減らすために制約条件を導入する新しいフレームワークを提案し、脚式ロボットの移動制御に適用して有効性を示した。
原題: Not Only Rewards But Also Constraints: Applications on Legged Robot Locomotion ／ Yunho Kim, Hyunsik Oh, Jeonghyun Lee 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
人間の動画から構築する構造化ワールドモデル
人間の動画から視覚的アフォーダンスに基づく行動空間とワールドモデルを学習し、少数のロボット実機データで微調整することで、30分以内に多様なマニピュレーション技能を獲得する手法を提案。
原題: Structured World Models from Human Videos ／ Russell Mendonca, Shikhar Bahl, Deepak Pathak
日本語で読む → - 論文マルチロボット協調ロボティクス
移動ロボット支援の価値評価
移動ロボットの位置推定不確かさを低減する支援行動の価値を、ガウス過程に基づいて定量化する手法を提案し、シミュレーションと実機で有効性を示した。
原題: Value of Assistance for Mobile Agents ／ Adi Amuzig, David Dovrat, Sarah Keren
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
注意誘導型クロスモーダル融合と転移学習による把持安定性評価
視覚と触覚を注意機構で統合する把持安定性評価モデルを提案し、物理シミュレーションでデータ収集してドメインランダム化と適応で実機へ転移した。
原題: Grasp Stability Assessment Through Attention-Guided Cross-Modality Fusion and Transfer Learning ／ Zhuangzhuang Zhang, Zhenning Zhou, Haili Wang 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント推論AI
入れ子型マルチエージェント推論のためのニューラル償却推論
高次の社会的推論をニューラルネットワークで償却し、入れ子型マルチエージェント推論を効率化する手法を提案し、2つの課題で精度低下を抑えつつ計算効率を向上させた。
原題: Neural Amortized Inference for Nested Multi-agent Reasoning ／ Kunal Jha, Tuan Anh Le, Chuanyang Jin 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
異種ロボットシステムのための認識論的プランニング
通信が不安定な異種マルチロボットシステムにおいて、動的認識論理と混合整数計画を用いて信念状態を伝播・活用し、情報伝達を最適化するプランニング枠組みを提案した。
原題: Epistemic Planning for Heterogeneous Robotic Systems ／ Lauren Bramblett, Nicola Bezzo
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習ロボティクス
専門家ガイダンスを統合した深層強化学習による自動運転の安全な追い越しの効率的学習
自動運転の追い越し判断に深層強化学習を用いる際、LQRとPIDによる専門家システムのガイダンスを徐々に減衰させて組み込み、サンプル効率と安全性を向上させる手法を提案した。
原題: Integrating Expert Guidance for Efficient Learning of Safe Overtaking in Autonomous Driving Using Deep Reinforcement Learning ／ Jinxiong Lu, Gokhan Alcan, Ville Kyrki
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
適応的面积重み調整を用いたMOEA/DによるUAV三次元経路計画
飛行経路長と地形脅威のトレードオフを取るため、適応的面积重み調整(AAWA)戦略を組み込んだ改良型MOEA/Dを提案し、UAVの三次元経路計画に適用した。
原題: UAV 3-D path planning based on MOEA/D with adaptive areal weight adjustment ／ Yougang Xiao, Hao Yang, Huan Liu 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
VERF: Neural Radiance Fieldsによる姿勢推定のランタイムモニタリング
NeRFを用いて単眼カメラの姿勢推定の正しさを実行時に検証する2手法(VERF-PnPとVERF-Light)を提案し、ロボットやロケットのデータで有効性を示した。
原題: VERF: Runtime Monitoring of Pose Estimation with Neural Radiance Fields ／ Dominic Maggio, Courtney Mario, Luca Carlone
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
RobotKube: KubernetesとROSによる大規模協調マルチロボットシステムのオーケストレーション
KubernetesとROSを組み合わせ、大規模な協調マルチロボットシステムのコンテナ化マイクロサービスを動的にオーケストレーションする手法を提案し、実証評価した。
原題: RobotKube: Orchestrating Large-Scale Cooperative Multi-Robot Systems with Kubernetes and ROS ／ Bastian Lampe, Lennart Reiher, Lukas Zanger 他
日本語で読む → - 論文人間-ロボットインタラクションロボティクス
AirTouch: 気流フィードバックと赤外線モーションキャプチャによる安全な人間-ロボットインタラクション
赤外線カメラとウェアラブルマーカー、制御された気流のポテンシャル場を組み合わせ、危険な接近から人を遠ざける安全バリアを実現するシステムを提案し、その有効性を実験で示した。
原題: AirTouch: Towards Safe Human-Robot Interaction Using Air Pressure Feedback and IR Mocap System ／ Viktor Rakhmatulin, Denis Grankin, Mikhail Konenkov 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
終端状態での意図的な価値過小評価によるTD学習の報酬設計ミス対策
強化学習のエピソード終了時にTD学習が行う例外処理が、報酬設計によって意図しない過大評価を引き起こし誤った方策を学習する問題を解決するため、終端後の価値を意図的に過小評価する手法を提案し、実機実験で有効性を示した。
原題: Intentionally-underestimated Value Function at Terminal State for Temporal-difference Learning with Mis-designed Reward ／ Taisuke Kobayashi
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