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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: 2023/7/1 ／ 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 →- 論文自動運転ロボティクス
自動運転システムにおける人間要因の評価と制御モデル設計
乗員の心理的な安心感を考慮し、機械学習で主観評価モデルを構築して人工ポテンシャル場とモデル予測制御による障害物回避の経路計画・追従アルゴリズムを設計した研究。
原題: Evaluation and Control Model Design of Human Factors for Autonomous Driving Systems ／ Weishun Deng, Fan Yu, Zhe Wang 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
ROSメンテナによるROS 2モバイルロボティクスアルゴリズムの最新動向サーベイ
ROS 2のナビゲーションアルゴリズムを主要メンテナが網羅的にレビューし、従来のROS 1にはない新システムや研究動向、課題を整理したサーベイ。
原題: From the Desks of ROS Maintainers: A Survey of Modern & Capable Mobile Robotics Algorithms in the Robot Operating System 2 ／ Steve Macenski, Tom Moore, David Lu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
DawnIK: 異種マルチアームシステムのための分散型衝突認識逆運動学ソルバ
複数のロボットアームが近接して作業する環境で、自己および他アームとの衝突を避けつつ目標姿勢に到達する逆運動学を、重み付きコスト関数の非線形最適化として解く分散型手法を提案した論文。
原題: DawnIK: Decentralized Collision-Aware Inverse Kinematics Solver for Heterogeneous Multi-Arm Systems ／ Salih Marangoz, Rohit Menon, Nils Dengler 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
関節物体操作のための計画アンサンブル上のメタ方策学習
幾何モデルベースの計画器で複数の経路方策を生成し、その上でタスク特化のメタ方策を学習することで、少ないデータで環境の不確実性に頑健なドア押し操作を実現した。
原題: Meta-Policy Learning over Plan Ensembles for Robust Articulated Object Manipulation ／ Constantinos Chamzas, Caelan Garrett, Balakumar Sundaralingam 他
日本語で読む → - 論文剛体力学/ハードウェアアクセラレーションロボティクス
Dadu-RBD: 多機能パイプラインを備えたロボット剛体力学アクセラレータ
ロボットの剛体力学計算を高速化するハードウェアアクセラレータRBDCoreを提案し、動的データフロー切替と構造適応型パイプラインによりCPU/GPU/FPGAを上回る性能を実現した。
原題: Dadu-RBD: Robot Rigid Body Dynamics Accelerator with Multifunctional Pipelines ／ Yuxin Yang, Xiaoming Chen, Yinhe Han
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
インテリジェント倉庫向け自動経路制御システム
ダイクストラ法とタイムウィンドウ法を組み合わせ、衝突や渋滞を回避する最適経路を生成する倉庫ロボット向けルーティングシステムを開発し、シミュレーションで検証した。
原題: Automatic Routing System for Intelligent Warehouses ／ Kelen C. T. Vivaldini, Jorge P. M. Galdames, Thales B. Pasqual 他
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
Agilicious: 視覚ベース飛行のためのオープンソース・オープンハードウェアな敏捷クアッドロータ
自律的な敏捷クアッドロータ飛行研究を加速するため、モデルベースとニューラルネットワークベースの両制御器をサポートするオープンソース・オープンハードウェアのハードウェア・ソフトウェア統合フレームワークを提案し、高速軌道追従や視覚ベースのアクロバット飛行、障害物回避を実証した。
原題: Agilicious: Open-Source and Open-Hardware Agile Quadrotor for Vision-Based Flight ／ Philipp Foehn, Elia Kaufmann, Angel Romero 他
日本語で読む → - 論文制御合成cs.LO
確率的ハイパープロパティのための演繹的コントローラ合成
マルコフ決定過程と確率的ハイパープロパティに対するコントローラ合成問題を、仕様言語HyperPCTLを拡張し抽象化洗練戦略で演繹的に解く手法を提案した。
原題: Deductive Controller Synthesis for Probabilistic Hyperproperties ／ Roman Andriushchenko, Ezio Bartocci, Milan Ceska 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
GP誘導MPPIによる複雑未知環境での効率的ナビゲーション
スパースガウス過程で不確実性マップを学習し、サブゴールを提案することでMPPIを誘導する、地図不要のオンライン学習型ナビゲーション手法を提案した論文。
原題: GP-guided MPPI for Efficient Navigation in Complex Unknown Cluttered Environments ／ Ihab S. Mohamed, Mahmoud Ali, Lantao Liu
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
ウェーブフロント法による経路計画後の簡易ロボット選択基準
既知の環境地図に対しウェーブフロント法で地形を解析し、5種類のロボット（トカゲ型・半人型・ヘビ型・二足・四足）の中からタスクに最適な機体を選ぶ手法を提案した。
原題: A Simple Robot Selection Criteria After Path Planning Using Wavefront Algorithm ／ Rajashekhar V S, Dhaya C, Dinakar Raj C K 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
多吸盤グリッパによるモデルフリー把持：ロボットビンピッキングへの応用
吸盤グリッパの設計に依存せず、画像から把持可能領域を予測し最適な吸盤選択と把持姿勢を決定するモデルフリー手法を提案し、実環境のビンピッキングで有効性を示した。
原題: Model-free Grasping with Multi-Suction Cup Grippers for Robotic Bin Picking ／ Philipp Schillinger, Miroslav Gabriel, Alexander Kuss 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作・共有制御ロボティクス
操作者の選好とロボットの制約を考慮した円滑な追従動作のための共有制御
遠隔操作における負担軽減のため、操作者の手の動きとロボットの可操作性を考慮して把持姿勢を選び、手動と自動を切り替える共有制御フレームワークを提案し、滑らかな動作を実現した。
原題: Human Preferences and Robot Constraints Aware Shared Control for Smooth Follower Motion Execution ／ Qibin Chen, Yaonan Zhu, Kay Hansel 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UWB測位HCI
XRLoc: XR展開を実現する高精度UWBローカリゼーション
単一アンカーで数センチ精度のUWB測位を実現し、XRチェスゲームで実証した研究。
原題: XRLoc: Accurate UWB Localization to Realize XR Deployments ／ Aditya Arun, Shunsuke Saruwatari, Sureel Shah 他
日本語で読む → - 論文シミュレーション/ロボカップロボティクス
Pyrus Base: RoboCup 2Dサッカーシミュレーション用オープンソースPythonフレームワーク
RoboCup 2Dサッカーシミュレーションにおいて、従来のC++ベースコードの複雑さを解消し、機械学習の導入を容易にする初のPythonベースコード「Pyrus」を開発・公開した。
原題: Pyrus Base: An Open Source Python Framework for the RoboCup 2D Soccer Simulation ／ Nader Zare, Aref Sayareh, Omid Amini 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
模倣型遠隔操作におけるタスク許容度の活用
遠隔操作でロボットがタスク許容度の範囲内で自律的に姿勢を調整できるようにし、厳密な模倣よりも操作性と信頼感が向上することをユーザー研究で示した。
原題: Exploiting Task Tolerances in Mimicry-based Telemanipulation ／ Yeping Wang, Carter Sifferman, Michael Gleicher
日本語で読む → - 論文羽ばたき翼MAVロボティクス
北東大学Aerobatの非係留自律飛行への進展
約40gの羽ばたき翼マイクロ航空機Aerobatに状態推定と制御を実装し、非係留での自律飛行を目指した研究の進捗を報告した。
原題: Progress Towards Untethered Autonomous Flight of Northeastern University Aerobat ／ Adarsh Salagame
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
MorphoLander: 適応型形態形成UAVへのドローン群の強化学習ベース着陸
不整地を移動できるリーダードローンに小型ドローン群が高精度で着陸するための強化学習アルゴリズムを開発し、平坦地で0.5cm、不整地で2.35cmの着陸精度を達成した。
原題: MorphoLander: Reinforcement Learning Based Landing of a Group of Drones on the Adaptive Morphogenetic UAV ／ Sausar Karaf, Aleksey Fedoseev, Mikhail Martynov 他
日本語で読む → - 論文動作生成ロボティクス
リーマン多様体上での衝突安全な動作生成のための領域回避メトリクスの設計
リーマン幾何学を用いてロボットの動作を測地線として生成する際に、関節限界や自己衝突、環境との衝突を回避するためのバリア関数に基づくメトリクスを提案し、人型ロボットのエネルギー効率が良く動的な衝突のない動作を実現した。
原題: On the Design of Region-Avoiding Metrics for Collision-Safe Motion Generation on Riemannian Manifolds ／ Holger Klein, Noémie Jaquier, Andre Meixner 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
SpawnNet: 事前学習済みネットワークから汎化可能な視覚運動スキルを学習する
凍結した事前学習済み視覚バックボーンのボトルネックを解消するため、多層表現を別ネットワークに融合する二流アーキテクチャSpawnNetを提案し、模倣学習におけるカテゴリ汎化性能を向上させた。
原題: SpawnNet: Learning Generalizable Visuomotor Skills from Pre-trained Networks ／ Xingyu Lin, John So, Sashwat Mahalingam 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
Chat-PM：複合型ハイブリッド空中・地上精密マニピュレータ
空中と地上の両モードで動作する複合型マニピュレータChat-PMを開発し、接触を考慮した動力学モデルとカスケード制御、未知傾斜面への力・角度推定により高精度な操作を実現した。
原題: Chat-PM: A Class of Composite Hybrid Aerial/Terrestrial Precise Manipulator ／ Yihang Ding, Xiaoyu Ji, Lixian Zhang 他
日本語で読む → - 論文知覚/安全要件推定ロボティクス
知覚システムの安全要件を効率的に決定する手法
閉ループ系のブラックボックスシミュレータを用い、知覚システムが満たすべき安全な性能特性の集合を効率的に推定する「スムージングバンディット」を提案し、視覚ベースの航空機衝突回避問題で有効性を示した。
原題: Efficient Determination of Safety Requirements for Perception Systems ／ Sydney M. Katz, Anthony L. Corso, Esen Yel 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
人間らしい機能的把持のための巧みな把持前操作：深層強化学習と把持表現
深層強化学習を用いて、未知の物体でも人間のように機能的な把持を実現するための巧みな把持前操作方策を学習する手法を提案した。
原題: Dexterous Pre-grasp Manipulation for Human-like Functional Categorical Grasping: Deep Reinforcement Learning and Grasp Representations ／ Dmytro Pavlichenko, Sven Behnke
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
言語指示に従うロボットのための目標表現：半教師あり言語インターフェースによる制御
少量の言語ラベル付きデータと大量の未ラベルデータを活用し、言語指示を開始画像と目標画像の変化に埋め込むことで、実世界の多様なマニピュレーションタスクで指示に従う方策を学習した。
原題: Goal Representations for Instruction Following: A Semi-Supervised Language Interface to Control ／ Vivek Myers, Andre He, Kuan Fang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーション機械学習
オフライン構成強化学習のためのロボットマニピュレーションデータセット
CompoSuiteの256タスクを用いて、性能の異なるエージェントから2.56億遷移ずつ収集した4つのオフラインRLデータセットを構築し、構成タスクポリシーの学習と評価のベンチマークを提供した。
原題: Robotic Manipulation Datasets for Offline Compositional Reinforcement Learning ／ Marcel Hussing, Jorge A. Mendez, Anisha Singrodia 他
日本語で読む → - 論文人間ロボット協調ロボティクス
現場建設作業におけるロボットアシスタントとの直感的な人間対話のための自然言語指示
建設現場で作業者が自然言語でロボットに指示を出せるようにするため、自然言語理解・情報マッピング・ロボット制御の3段階からなるフレームワークを提案した。
原題: Natural Language Instructions for Intuitive Human Interaction with Robotic Assistants in Field Construction Work ／ Somin Park, Xi Wang, Carol C. Menassa 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
集中型アテンション付きグラフニューラルネットワークによる非制約環境でのマルチエージェントナビゲーション
注意機構付きグラフニューラルネットワークを用いて、複数車両の縦横制御を同時に行い、非制約環境で衝突を避けつつ目標状態へ到達させる学習ベース手法を提案した。
原題: Multi Agent Navigation in Unconstrained Environments using a Centralized Attention based Graphical Neural Network Controller ／ Yining Ma, Qadeer Khan, Daniel Cremers
日本語で読む → - 論文センサーフュージョン画像認識
Achelous: 単眼カメラと4Dミリ波レーダーの融合による高速統合水面パノプティック知覚フレームワーク
無人水上艇向けに、単眼カメラと4Dミリ波レーダーを融合し、5つの知覚タスクを同時に実行する低コスト・高速な統合パノプティック知覚フレームワークを提案。
原題: Achelous: A Fast Unified Water-surface Panoptic Perception Framework based on Fusion of Monocular Camera and 4D mmWave Radar ／ Runwei Guan, Shanliang Yao, Xiaohui Zhu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
農業用スプレー作業のための制約付き優先順位3T2Rタスク制御
ロボットアームによる農業用スプレー作業を、並進3自由度と回転2自由度からなる3T2Rタスクとして定式化し、並進と回転の間に優先順位を設けた制約付き制御手法を提案した。連続スプレーと選択的スプレーの両方に対応する速度・位置逆運動学への応用を論じている。
原題: Constrained Prioritized 3T2R Task Control for Robotic Agricultural Spraying ／ Ivo Vatavuk, Zdenko Kovačić
日本語で読む → - 論文タスクプランニング画像認識
物理制約を考慮したLLMによる具現化タスクプランニング
視覚認識モデルとLLMを組み合わせ、シーン内の物体に基づいて実行可能な行動計画を生成するTaPAフレームワークを提案し、複雑な環境でのタスク計画の成功率を向上させた。
原題: Embodied Task Planning with Large Language Models ／ Zhenyu Wu, Ziwei Wang, Xiuwei Xu 他
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