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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: 2023/6/1 ／ 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sim2realロボティクス
ガウス過程による自動運転レースの車両ダイナミクスモデリング
F1TENTHレース車両の動的・拡張運動学モデルを構築し、カーネル選択やサンプル数、コース形状などがガウス過程回帰の精度と汎化性に与える影響を400以上の実コースシミュレーションで分析した。
原題: Vehicle Dynamics Modeling for Autonomous Racing Using Gaussian Processes ／ Jingyun Ning, Madhur Behl
日本語で読む → - 論文レーダーイメージングeess.SP
深層ニューラルネットワークと拡張仮想データを用いたスパースアレイレーダーイメージングの超解像
スパースなレーダーアパーチャから得られるデータを深層ニューラルネットワークで処理し、エイリアシングのない超解像レーダーイメージングを実現する手法を提案。仮想データで訓練することで、従来のサブスペース法や機械学習手法を上回る性能を示した。
原題: Super-Resolution Radar Imaging with Sparse Arrays Using a Deep Neural Network Trained with Enhanced Virtual Data ／ Christian Schuessler, Marcel Hoffmann, Martin Vossiek
日本語で読む → - 論文宇宙ロボティクスロボティクス
宇宙ロボティクス向け地上ハードウェア・イン・ザ・ループシミュレーション施設の開発
軌道上サービスやデブリ捕獲実験のための、2台のURアームと力覚センサ、モックアップを用いた地上HILS試験施設を開発し、ROS経由の把持アルゴリズムで軌道操作を検証した。
原題: Development of On-Ground Hardware In Loop Simulation Facility for Space Robotics ／ Roshan Sah, Raunak Srivastava, Kaushik Das
日本語で読む → - 論文世界モデル画像認識
コンピュータビジョンのためのニューラル世界モデル
カメラ映像と専門家のデモから、深層ニューラルネットで世界モデルと方策を学習する枠組みを提案し、都市運転シーンへの応用として深度・セマンティックセグメンテーション・オプティカルフロー予測や鳥瞰図空間での確率的将来予測を行うモデルを示した博士論文。
原題: Neural World Models for Computer Vision ／ Anthony Hu
日本語で読む → - 論文マニピュレーション画像認識
NBMOD: ノイズ背景でも物体を見つけて掴む
ノイズの多い実環境を想定した大規模把持検出データセットNBMODを構築し、角度予測を改善する回転アンカーメカニズムと軽量アーキテクチャを提案した。
原題: NBMOD: Find It and Grasp It in Noisy Background ／ Boyuan Cao, Xinyu Zhou, Congmin Guo 他
日本語で読む → - 論文3D知覚画像認識
PanoOcc: カメラベース3Dパノプティックセグメンテーションのための統合占有表現
複数フレーム・複数視点の画像からボクセルクエリで時空間情報を集約し、カメラのみで3Dシーンを統合的に理解する占有表現を実現した手法を提案。
原題: PanoOcc: Unified Occupancy Representation for Camera-based 3D Panoptic Segmentation ／ Yuqi Wang, Yuntao Chen, Xingyu Liao 他
日本語で読む → - 論文能動SLAMロボティクス
灯台と大域グラフ安定化：低計算資源・狭視野ロボットのための能動SLAM
視野が狭く計算資源が限られたロボット向けに、情報量の多いパノラマ視点「灯台」を活用して局所地図を安定化し、さらに大域的な姿勢グラフを安定化する能動SLAM探索戦略を提案し、実環境で評価した。
原題: Lighthouses and Global Graph Stabilization: Active SLAM for Low-compute, Narrow-FoV Robots ／ Mohit Deshpande, Richard Kim, Dhruva Kumar 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
密度関数を用いた安全ナビゲーション
ナビゲーション問題の双対定式化に基づき、安全制約下での制御器設計に使える密度関数を解析的に構成し、混雑環境や高次元空間での安全なナビゲーションを実現した。
原題: Safe Navigation using Density Functions ／ Andrew Zheng, Sriram S. K. S. Narayanan, Umesh Vaidya
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
膨張ビームロボット用空気圧曲げアクチュエータの有限要素モデリング
膨張ビームソフトロボットの曲げを特徴付ける有限要素モデリング手法を開発し、4種類の空気圧アクチュエータで検証した。
原題: Finite Element Modeling of Pneumatic Bending Actuators for Inflated-Beam Robots ／ Cosima du Pasquier, Sehui Jeong, Allison M. Okamura
日本語で読む → - 論文VR/ヒューマンロボットインタラクションロボティクス
間違いの後こそ幸せに：仮想現実でロボットの知覚エラーを修正するフレームワークの開発とユーザー研究
VRを使ってロボットの物体認識エラーをユーザーが修正できるフレームワークを開発し、56人の参加者実験でVRが画面操作より素早く協働を学べ、没入感・楽しさ・再利用意向が高いことを示した。
原題: Happily Error After: Framework Development and User Study for Correcting Robot Perception Errors in Virtual Reality ／ Maciej K. Wozniak, Rebecca Stower, Patric Jensfelt 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
非把持把持による固体・液体材料のロボット搬送のための最適フィードフォワード制御
お盆に載せた物体を把持せずに搬送するため、平滑化とエンドエフェクタの再配向を組み合わせたフィードフォワード制御を提案し、遠隔操作や最短時間軌道生成に応用した。
原題: Optimal Feed-Forward Control for Robotic Transportation of Solid and Liquid Materials via Nonprehensile Grasp ／ Luigi Biagiotti, Davide Chiaravalli, Riccardo Zanella 他
日本語で読む → - 論文制御バリア関数ロボティクス
強凸領域間の衝突回避のための制御バリア関数
ロボットと障害物を強凸写像で表し、最小距離を制御バリア関数として使うことで、楕円体-多面体間の衝突回避を過剰近似なしにリアルタイムで実現する手法を提案。
原題: Control Barrier Functions for Collision Avoidance Between Strongly Convex Regions ／ Akshay Thirugnanam, Jun Zeng, Koushil Sreenath
日本語で読む → - 論文月面探査ドローンロボティクス
極限環境の協調探査と高解像度マッピングのための月面偵察ドローン
月面の極域や影の領域を高解像度（約0.1m/px）でマッピングするための、軽量・自律・再利用可能な偵察ドローンとサービスステーションの設計を提案した。
原題: A lunar reconnaissance drone for cooperative exploration and high-resolution mapping of extreme locations ／ Roméo Tonasso, Daniel Tataru, Hippolyte Rauch 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
VR実演と知識推論によるロボットプログラム自動生成
人間がVR空間で行った作業実演を常識知識と物理シミュレーションで意味解釈し、ロボット制御プログラムを自動生成するシステムを提案した。買い物アシストロボットの力覚を伴う運搬・配置タスクで実証した。
原題: Knowledge-Driven Robot Program Synthesis from Human VR Demonstrations ／ Benjamin Alt, Franklin Kenghagho Kenfack, Andrei Haidu 他
日本語で読む → - 論文移動マニピュレーション機械学習
Galactic: 毎秒10万ステップで物体再配置を学習する大規模強化学習フレームワーク
家庭内での移動マニピュレーションによる物体再配置タスクを、シミュレーションと強化学習を統合して毎秒10万ステップ超で学習できる高速フレームワークGalacticを提案し、50億ステップの大規模学習を実現した。
原題: Galactic: Scaling End-to-End Reinforcement Learning for Rearrangement at 100k Steps-Per-Second ／ Vincent-Pierre Berges, Andrew Szot, Devendra Singh Chaplot 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
GNSS拒否環境における分散EKF協調測位への零速度更新の効果検証
GNSSが使えない環境で複数ロボットが協調して自己位置推定を行う際、停止中のロボットの零速度更新(ZU)を活用することで他のロボットの測位精度も改善できるかを実機とシミュレーションで検証した論文。
原題: Evaluation of the Benefits of Zero Velocity Update in Decentralized EKF-Based Cooperative Localization Algorithms for GNSS-Denied Multi-Robot Systems ／ Cagri Kilic, Eduardo Gutierrez, Jason N. Gross
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
自動運転における軌道予測で本当に重要なこと
軌道予測の精度指標と実際の運転性能の乖離（ダイナミクスギャップ）に着目し、予測器の計算効率と精度のトレードオフを分析して、対話的でタスク駆動型の評価プロトコルの重要性を示した。
原題: What Truly Matters in Trajectory Prediction for Autonomous Driving? ／ Phong Tran, Haoran Wu, Cunjun Yu 他
日本語で読む → - 論文強化学習/公平性ロボティクス
公平性に配慮した方策勾配強化学習によるロボット支援のバイアス低減
ロボットが人間と相互作用する際のバイアスを自己検出し、公平な意思決定を促す強化学習手法FSPGRLを提案。レストランサービスでのユーザ研究で有効性を検証した。
原題: Fairness-Sensitive Policy-Gradient Reinforcement Learning for Reducing Bias in Robotic Assistance ／ Jie Zhu, Mengsha Hu, Xueyao Liang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
MANER: 散らかった環境におけるマルチエージェント物体再配置計画
複数ロボットが協力して散らかった環境で物体を再配置するための学習ベース計画フレームワークを提案し、タスク順序決定と経路計画を統合して成功率と移動時間を改善した。
原題: MANER: Multi-Agent Neural Rearrangement Planning of Objects in Cluttered Environments ／ Vivek Gupta, Praphpreet Dhir, Jeegn Dani 他
日本語で読む → - 論文飛行・止まりロボティクス
抱きつき止まり：初期実現可能性検討
UAVが既存の翼構造を活用して垂直ポールに受動的に巻き付いて止まる設計を提案し、最低止まり速度や重量分布が成功率に与える影響を実験的に検証した。
原題: Perching by hugging: an initial feasibility study ／ William Stewart, Mohammad Askari, Maïk Guihard 他
日本語で読む → - 論文オフライン強化学習機械学習
オフライン強化学習のための効率的な拡散ポリシー
拡散モデルを用いたオフライン強化学習のポリシー学習を高速化し、既存手法との互換性を高めるEDPを提案。D4RLで訓練時間を5日から5時間に短縮し、最先端性能を達成。
原題: Efficient Diffusion Policies for Offline Reinforcement Learning ／ Bingyi Kang, Xiao Ma, Chao Du 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
NetHackはハックするのが難しい
NetHackにおけるニューラル方策学習の性能ギャップを分析し、大規模なデモデータセットを構築して、行動階層やニューラルアーキテクチャ、強化学習と模倣学習の統合を検討した結果、最先端のニューラルエージェントを開発したが、記号エージェントやトップ人間プレイヤーには及ばないことを示した。
原題: NetHack is Hard to Hack ／ Ulyana Piterbarg, Lerrel Pinto, Rob Fergus
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
方策再利用における近視眼的行動の価値について
過去の方策の短期的な行動を共有可能な要素として抽出し、ハイブリッド価値関数で適応的に統合することで、新しいタスクの学習を効率化するSMECフレームワークを提案。
原題: On the Value of Myopic Behavior in Policy Reuse ／ Kang Xu, Chenjia Bai, Shuang Qiu 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
ランダム特徴を用いた自己教師あり強化学習によるタスク間転移
ランダムな報酬で自己教師あり事前学習したモデルフリー強化学習により、長期的な環境ダイナミクスを暗黙的にモデル化し、新しい報酬関数のタスクへ迅速に適応する手法を提案。
原題: Self-Supervised Reinforcement Learning that Transfers using Random Features ／ Boyuan Chen, Chuning Zhu, Pulkit Agrawal 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
品質多様性強化学習のための近接方策勾配樹状構造
オンポリシーRLのPPOを微分可能品質多様性フレームワークに初めて適用し、多様なスキルを効率的に獲得するPPGAを提案。
原題: Proximal Policy Gradient Arborescence for Quality Diversity Reinforcement Learning ／ Sumeet Batra, Bryon Tjanaka, Matthew C. Fontaine 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
集団支援オフポリシー強化学習の再考
集団ベース最適化とオフポリシー強化学習の併用が不安定性を引き起こすことを分析し、ダブルリプレイバッファ設計で改善する手法を提案した。
原題: Rethinking Population-assisted Off-policy Reinforcement Learning ／ Bowen Zheng, Ran Cheng
日本語で読む → - 論文運動学/次元削減cs.GR
データ不要の低次元運動学学習
高次元の物理系のエネルギー関数と1つの初期配置だけから、低エネルギーな低次元部分空間をニューラルネットで自動的に見つける手法を提案。
原題: Data-Free Learning of Reduced-Order Kinematics ／ Nicholas Sharp, Cristian Romero, Alec Jacobson 他
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
ブラックボックス対グレーボックス：スピンと衝撃を考慮した卓球ボール軌道予測の学習に関する事例研究
物理モデルにデータ学習を組み合わせたグレーボックス手法で卓球ボールの軌道を予測し、ブラックボックス手法より高精度であることを示すとともに、空気圧人工筋ロボットで97.7%の返球率を達成した。
原題: Black-Box vs. Gray-Box: A Case Study on Learning Table Tennis Ball Trajectory Prediction with Spin and Impacts ／ Jan Achterhold, Philip Tobuschat, Hao Ma 他
日本語で読む → - 論文自律性保証cs.SE
自律性の保証：JPLの過去の研究、教訓、今後の方向性
宇宙ミッションにおける自律システムの信頼性を確保するため、JPLのソフトウェア保証グループが開発してきた技術と教訓、今後の課題をまとめた論文。
原題: Assurance for Autonomy -- JPL's past research, lessons learned, and future directions ／ Martin S. Feather, Alessandro Pinto
日本語で読む → - 論文点群認識画像認識
シーンフローを用いた点群シーケンスの鳥瞰図表現の位置合わせ
点群シーケンスの鳥瞰図表現をシーンフローで補正するプラグインモジュールを提案し、単一フレーム検出器の精度を向上させた。
原題: Aligning Bird-Eye View Representation of Point Cloud Sequences using Scene Flow ／ Minh-Quan Dao, Vincent Frémont, Elwan Héry
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