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: 2023/7/1 ／ 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 →- 論文知覚/モデリングロボティクス
GIRA: ガウス混合モデルによる推論とロボット自律性のためのフレームワーク
ガウス混合モデル(GMM)を統一的な知覚モデルとして用い、再構成・姿勢推定・占有モデリングをGPU加速で高速に学習できるオープンソースフレームワークGIRAを提案した。
原題: GIRA: Gaussian Mixture Models for Inference and Robot Autonomy ／ Kshitij Goel, Wennie Tabib
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
スケールアップと蒸留：言語誘導によるロボットスキル獲得
LLMで計画し多様な操作軌道を大量生成、失敗検知と自動ラベリングを行い、言語条件付きマルチタスク拡散方策へ蒸留する枠組みを提案。
原題: Scaling Up and Distilling Down: Language-Guided Robot Skill Acquisition ／ Huy Ha, Pete Florence, Shuran Song
日本語で読む → - 論文スキル学習機械学習
階層的エンパワーメント：扱いやすいエンパワーメントベースのスキル学習に向けて
目標条件付き階層強化学習の概念を統合し、短期的なエンパワーメント計算のための新しい変分下界と、指数関数的に長い時間スケールでの階層的アーキテクチャを導入することで、エンパワーメントベースのスキル学習をより扱いやすくするフレームワークを提案。
原題: Hierarchical Empowerment: Towards Tractable Empowerment-Based Skill Learning ／ Andrew Levy, Sreehari Rammohan, Alessandro Allievi 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
PIMbot: 社会的ジレンマにおけるマルチロボット強化学習のための方策とインセンティブ操作
マルチロボット協調における報酬関数を方策操作とインセンティブ操作の2種類で操作するPIMbotを提案し、Gazeboシミュレーションで有効性を示した。
原題: PIMbot: Policy and Incentive Manipulation for Multi-Robot Reinforcement Learning in Social Dilemmas ／ Shahab Nikkhoo, Zexin Li, Aritra Samanta 他
日本語で読む → - 論文柔軟ロボット/モデリングロボティクス
環境と相互作用する柔軟細長ロボットのCosseratロッドに基づく動的モデリング
Cosseratロッド理論と非線形相補性制約を用いて、環境との摩擦接触を考慮した柔軟細長ロボットの動的モデルを提案し、リアルタイムで変形と接触力を計算可能にした。
原題: Cosserat-Rod Based Dynamic Modeling of Soft Slender Robot Interacting with Environment ／ Lingxiao Xun, Gang Zheng, Alexandre Kruszewski
日本語で読む → - 論文ビジョン誘導/自動着陸ロボティクス
視覚ベース自動着陸システムの反証探索
カメラを主センサとする固定翼機の自動着陸システムを構築し、反証ツールBreachで仕様違反を探索した研究。
原題: Falsification of a Vision-based Automatic Landing System ／ Sara Shoouri, Shayan Jalili, Jiahong Xu 他
日本語で読む → - 論文安全制御制御
高速・滑らか・安全：到達回避微分動的計画法による陰的制御バリア関数
HJ到達回避微分動的計画法をリcedingホライズンで用い、無限時間の安全保証を保ちつつ滑らかな安全フィルタを実現する陰的CBFを提案した論文。
原題: Fast, Smooth, and Safe: Implicit Control Barrier Functions through Reach-Avoid Differential Dynamic Programming ／ Athindran Ramesh Kumar, Kai-Chieh Hsu, Peter J. Ramadge 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
AllSight: ゼロショット学習可能な低コスト高解像度円形触覚センサ
3Dプリントで作製可能な低コスト円形光学触覚センサを提案し、接触位置・力・ねじれを推定するモデルを学習。個別キャリブレーション不要のゼロショット利用を実現した。
原題: AllSight: A Low-Cost and High-Resolution Round Tactile Sensor with Zero-Shot Learning Capability ／ Osher Azulay, Nimrod Curtis, Rotem Sokolovsky 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
DRAGON: 視覚言語グラウンディングを用いた対話型支援ナビゲーションロボット
視覚障害者を目的地まで案内する対話型ロボットDRAGONを提案し、視覚と言語のグラウンディングで環境を説明しながら道案内できることをユーザー研究で示した。
原題: DRAGON: A Dialogue-Based Robot for Assistive Navigation with Visual Language Grounding ／ Shuijing Liu, Aamir Hasan, Kaiwen Hong 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定画像認識
KVN: 微分可能RANSACを用いたキーポイント投票ネットワークによるステレオ姿勢推定
単眼姿勢推定ネットワークに微分可能なRANSAC層と不確実性駆動型多視点PnPソルバを組み込み、ステレオ画像からの物体姿勢推定をエンドツーエンドで学習可能にした。
原題: KVN: Keypoints Voting Network with Differentiable RANSAC for Stereo Pose Estimation ／ Ivano Donadi, Alberto Pretto
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
事前学習済みテキスト画像生成モデルで強化学習の視覚的ゴールを生成できるか
テキスト指示から画像編集でゴール画像を作り、ゴール識別器で報酬を与えてロボットを強化学習する手法を提案し、専門家デモなしで学習できることを示した。
原題: Can Pre-Trained Text-to-Image Models Generate Visual Goals for Reinforcement Learning? ／ Jialu Gao, Kaizhe Hu, Guowei Xu 他
日本語で読む → - 論文移動マニピュレーションロボティクス
階層型インタラクティブ多物体探索の学習：移動マニピュレーションに向けて
扉を開けたり棚を開けて目的物を探すため、探索・移動・操作を階層強化学習で組み合わせるHIMOSを提案し、未知環境へのゼロショット転移や失敗への頑健性を示した。
原題: Learning Hierarchical Interactive Multi-Object Search for Mobile Manipulation ／ Fabian Schmalstieg, Daniel Honerkamp, Tim Welschehold 他
日本語で読む → - 論文探索計画ロボティクス
TDLE: 領域分割と階層的計画による2次元LiDAR探索
2次元LiDARによるロボット探索で、計画空間を動的に小領域に分割し階層的に順序付けることで、少ない計算資源でグローバルな探索経路を生成する手法を提案した。
原題: TDLE: 2-D LiDAR Exploration With Hierarchical Planning Using Regional Division ／ Xuyang Zhao, Chengpu Yu, Erpei Xu 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
自重による直線状ソフト成長膨張ビームロボットの座屈
自重で座屈する直線状の成長膨張ビームロボット（エバーティング・バインロボット）について、打ち上げ角度・直径・内圧から座屈長を予測するモデルを構築し、床の隙間を渡るためのパラメータ設計に応用した。
原題: Collapse of Straight Soft Growing Inflated Beam Robots Under Their Own Weight ／ Ciera McFarland, Margaret M. Coad
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
緑を押しのけて：植物の葉の奥を見るために動かす学習
植物の葉や枝を動かして奥の空間を露出させる行動を予測するニューラルネットSRPNetを自己教師あり学習で訓練し、クロスエントロピー法と組み合わせて段階的に空間を露出させる手法PPGを提案した。
原題: Push Past Green: Learning to Look Behind Plant Foliage by Moving It ／ Xiaoyu Zhang, Saurabh Gupta
日本語で読む → - 論文探査・地図構築ロボティクス
地図構築のためのロボット探査
未知領域を効率的に探査するロボット探査アルゴリズムの近年の進歩を、無人車両に焦点を当てて概説した論文。
原題: Robotic Exploration for Mapping ／ Akanimoh Adeleye
日本語で読む → - 論文制御制御
ハイブリッドActor-Critic型ニューラル構造によるクアッドコプターの自己調整PID制御
強化学習ベースのニューラルネットワークを用いてクアッドコプターの姿勢・高度制御のPIDゲインをオンラインで自己調整する手法を提案し、質量不確かさや風外乱に対するロバスト性と固定ゲインPIDより優れた性能を示した。
原題: Self-Tuning PID Control via a Hybrid Actor-Critic-Based Neural Structure for Quadcopter Control ／ Iman Sharifi, Aria Alasty
日本語で読む → - 論文VLA画像認識
Proto-CLIP: 少数ショット学習のための視覚言語プロトタイプネットワーク
CLIPの画像・テキスト埋め込みを少数ショット例で適応し、両者のプロトタイプを整合させて分類精度を高める少数ショット学習フレームワークを提案。
原題: Proto-CLIP: Vision-Language Prototypical Network for Few-Shot Learning ／ Jishnu Jaykumar P, Kamalesh Palanisamy, Yu-Wei Chao 他
日本語で読む → - 論文人間ロボット協調ロボティクス
人間とロボットの協調作業における予測占有の時空間的回避
人間の動きを時空間占有マップで予測し、ロボットが停止せずに回避できる先読み経路計画法STAPを提案。ISO/TS 15066の速度・分離監視による遅延も考慮し、RRT*ベースで最小期待時間の経路を生成する。
原題: Spatio-Temporal Avoidance of Predicted Occupancy in Human-Robot Collaboration ／ Jared Flowers, Marco Faroni, Gloria Wiens 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
DoReMi: 計画と実行の不一致を検出・回復して言語モデルを接地する
LLMに高レベル計画と実行時の制約生成の二役を担わせ、VLMで制約違反を監視することで、計画と実行のずれを即時検出し回復するフレームワークを提案した。
原題: DoReMi: Grounding Language Model by Detecting and Recovering from Plan-Execution Misalignment ／ Yanjiang Guo, Yen-Jen Wang, Lihan Zha 他
日本語で読む → - 論文ネットワーク制御/モデル予測制御ロボティクス
Universal Robot上でのネットワーク化モデル予測制御システムの実装と評価
ネットワーク遅延やパケット損失がある環境で、モデル予測制御と補償戦略を用いてロボットアームを安定制御するシステムを実装し、その性能とロバスト性を評価した。
原題: Implementation and Evaluation of Networked Model Predictive Control System on Universal Robot ／ Mahsa Noroozi, Kai Wang
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
助けを求めるロボット：大規模言語モデルプランナーの不確実性調整
LLMベースのプランナーが不確実な状況を検知して人間に助けを求める枠組みKnowNoを提案し、複雑な多段階計画タスクで効率と自律性を向上させた。
原題: Robots That Ask For Help: Uncertainty Alignment for Large Language Model Planners ／ Allen Z. Ren, Anushri Dixit, Alexandra Bodrova 他
日本語で読む → - 論文人間ロボット協働ロボティクス
人間の選好に適応して主導・追従を切り替える協働ロボットの実機評価
人間が主導するか追従するかの選好に応じてロボットがタスクを相互割り当てできる枠組みをFetch移動マニピュレータに実装し、実験者が様々な役割行動を演じてシステムの適応性を評価した。
原題: Adapting to Human Preferences to Lead or Follow in Human-Robot Collaboration: A System Evaluation ／ Ali Noormohammadi-Asl, Ali Ayub, Stephen L. Smith 他
日本語で読む → - 論文マルチモーダルセグメンテーション画像認識
操作指示からの物体セグメンテーションのためのマルチモーダル拡散セグメンテーションモデル
自然言語の指示文から対象物体を特定し、ピクセル単位のセグメンテーションマスクを生成するマルチモーダル拡散モデルを提案し、新データセットでベースラインを大きく上回る精度を達成した。
原題: Multimodal Diffusion Segmentation Model for Object Segmentation from Manipulation Instructions ／ Yui Iioka, Yu Yoshida, Yuiga Wada 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
混雑環境におけるマルチロボット運動計画のための強化学習ポテンシャル場
強化学習と人工ポテンシャル場を組み合わせ、自己注意機構でロボット間・環境との相互作用をモデル化することで、混雑環境でも通信なしで分散的に多数のロボットの運動計画をリアルタイムに生成する手法を提案。
原題: Reinforced Potential Field for Multi-Robot Motion Planning in Cluttered Environments ／ Dengyu Zhang, Xinyu Zhang, Zheng Zhang 他
日本語で読む → - 論文測位/センサフュージョンeess.SP
Chimera認証とLiDAR-GPS因子グラフ融合によるスプーフィング耐性測位
LiDARオドメトリとGPS擬似距離を因子グラフで統合し、カイ二乗検定でGPSスプーフィングを検出・軽減する測位手法を提案した。
原題: Spoofing-Resilient LiDAR-GPS Factor Graph Localization with Chimera Authentication ／ Adam Dai, Tara Minda, Ashwin Kanhere 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
人間のように運転する：大規模言語モデルによる自動運転の再考
大規模言語モデル（LLM）を自動運転に活用し、人間のように環境を理解し、推論・解釈・記憶する能力を検証した。閉ループシステムを構築し、長尾ケースへの対応可能性を示した。
原題: Drive Like a Human: Rethinking Autonomous Driving with Large Language Models ／ Daocheng Fu, Xin Li, Licheng Wen 他
日本語で読む → - 論文触覚マニピュレーションロボティクス
Bi-Touch: シミュレーションから実機への深層強化学習による両腕触覚マニピュレーション
低コストの触覚センサを備えた双腕ロボットシステムを構築し、双方向プッシュ・再配向・収集タスクを深層強化学習と触覚sim-to-realで学習させ、実環境での汎化性と頑健性を示した。
原題: Bi-Touch: Bimanual Tactile Manipulation with Sim-to-Real Deep Reinforcement Learning ／ Yijiong Lin, Alex Church, Max Yang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ゼロ摂動多様体上での浮遊ベースマニピュレーション
浮遊ベース系において、アーム運動がベースに与える摂動をゼロにする関節運動を計画することで、スラスタの負担を減らす非ホロノミックRRTプランナを提案した論文。
原題: Floating-base manipulation on zero-perturbation manifolds ／ Brian A. Bittner, Jason Reid, Kevin C. Wolfe
日本語で読む → - 論文被覆経路計画ロボティクス
GHACPP: 自律消毒ロボットのための遺伝的アルゴリズムによる人に配慮した被覆経路計画
紫外線消毒ロボットが人と同じ空間で安全に作業できるよう、遺伝的アルゴリズムで人を避けつつ未知環境を効率的に消毒する経路計画手法を提案した。
原題: GHACPP: Genetic-based Human-Aware Coverage Path Planning Algorithm for Autonomous Disinfection Robot ／ Stepan Perminov, Ivan Kalinov, Dzmitry Tsetserukou
日本語で読む →