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: 2023/5/1 ／ 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 →- 論文データセット画像認識
OSDaR23: 鉄道向けオープンセンサデータ2023
ドイツのハンブルクで収集された、鉄道の自動運転向けのマルチセンサデータセットを公開した。20クラスの物体に対して20万以上のアノテーションが付与されている。
原題: OSDaR23: Open Sensor Data for Rail 2023 ／ Rustam Tagiew, Martin Köppel, Karsten Schwalbe 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
汎用ロボットへの道：生成的シミュレーションによる有望なパラダイム
大規模基盤モデルを活用して多様なタスク・シーン・訓練信号を自動生成する「生成的シミュレーション」という構想を提唱し、汎用ロボット実現への道筋を示したポジションペーパー。
原題: Towards Generalist Robots: A Promising Paradigm via Generative Simulation ／ Zhou Xian, Theophile Gervet, Zhenjia Xu 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
EmbodiedGPT: 身体性チェーン・オブ・ソートによる視覚言語事前学習
Ego4D動画と思考の連鎖で作った大規模計画データセットEgoCOTを用い、7B LLMを接続したマルチモーダル基盤モデルを学習し、高レベル計画と低レベル制御を統合した。
原題: EmbodiedGPT: Vision-Language Pre-Training via Embodied Chain of Thought ／ Yao Mu, Qinglong Zhang, Mengkang Hu 他
日本語で読む → - 論文経路ベースセンサ/情報収集ロボティクス
経路ベースセンサ：確率変数間の相関知識は情報収集を加速するか？
通信が使えない環境で、危険と目標の相関関係をベイズネットワークで表現し、経路ベースセンサによる情報収集の効率が向上するかを実験的に検証した。
原題: Path-Based Sensors: Will the Knowledge of Correlation in Random Variables Accelerate Information Gathering? ／ Alkesh K. Srivastava, George P. Kontoudis, Donald Sofge 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
UAV協調による壁構築のためのメタヒューリスティックプランナー
複数のUAVが協調して壁を構築する計画問題をチームオリエンテーリング問題としてモデル化し、GRASPメタヒューリスティックで高速に準最適解を求める手法を提案した。
原題: Metaheuristic planner for cooperative multi-agent wall construction with UAVs ／ Basel Elkhapery, Robert Pěnička, Michal Němec 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
微分可能な接触特徴を用いた接触タスク中の不確実な姿勢推定
接触を伴うロボット操作において、微分可能な接触特徴を新たに定義し、勾配ベースの二段階最適化で物体姿勢を効率的かつ高精度に推定するフレームワークを提案した。
原題: Uncertain Pose Estimation during Contact Tasks using Differentiable Contact Features ／ Jeongmin Lee, Minji Lee, Dongjun Lee
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボット手術器具の統合計画・制御によるタスク自律化
6自由度手術器具の動作を幾何学的な状態表現で計画・制御し、動的環境でも衝突を避けつつ手術タスクのパイプラインを自律実行する枠組みを提案した。
原題: Integrated Planning and Control of Robotic Surgical Instruments for Tasks Autonomy ／ Fangxun Zhong, Yun-Hui Liu
日本語で読む → - 論文敵対的攻撃ロボティクス
飛行する敵対的パッチ：深層学習ベースの自律マルチロータの挙動操作
別の飛行ロボットに敵対的パッチを搭載して被害マルチロータの視野内に配置し、その深層学習モデルの予測を操作する攻撃手法を提案・検証した。
原題: Flying Adversarial Patches: Manipulating the Behavior of Deep Learning-based Autonomous Multirotors ／ Pia Hanfeld, Marina M. -C. Höhne, Michael Bussmann 他
日本語で読む → - 論文移動ロボット探索ロボティクス
粒子フィルタを用いた複数放射線源の能動的定位
移動ロボットが情報駆動型の軌道計画と正則化粒子フィルタにより、未知数の放射線源を探索・定位する手法を提案し、シミュレーションで探索時間を約40%短縮した。
原題: Localizing Multiple Radiation Sources Actively with a Particle Filter ／ Tomas Lazna, Ludek Zalud
日本語で読む → - 論文対話型学習ロボティクス
対話型学習から共構築型タスク学習へ
ロボットが非専門家ユーザーから日常的にタスクを学ぶため、親子の相互作用に見られる「共構築」プロセスに着目し、その研究課題を整理したレビュー論文。
原題: From Interactive to Co-Constructive Task Learning ／ Anna-Lisa Vollmer, Daniel Leidner, Michael Beetz 他
日本語で読む → - 論文3D点群セグメンテーション画像認識
GrowSP: 3D点群の教師なしセマンティックセグメンテーション
人間のラベルや事前学習モデルを使わず、スーパーポイントを段階的に成長させて3D点群の意味的分割を実現する初の完全教師なし手法を提案。
原題: GrowSP: Unsupervised Semantic Segmentation of 3D Point Clouds ／ Zihui Zhang, Bo Yang, Bing Wang 他
日本語で読む → - 論文クレーン制御ロボティクス
二重振り子タワークレーンの多目的防振軌道計画：対立ベース進化アルゴリズムによるアプローチ
二重振り子挙動を示すタワークレーンの吊り荷の振れを抑えつつ、時間とエネルギーを最適化する軌道をオフラインで計画する手法を提案し、新たな多目的進化アルゴリズムCO-GDE3で解く。
原題: Multi-objective Anti-swing Trajectory Planning of Double-pendulum Tower Crane Operations using Opposition-based Evolutionary Algorithm ／ Souravik Dutta, Yiyu Cai, Jianmin Zheng
日本語で読む → - 論文制御理論ロボティクス
数値最適化による大域的幾何学的フラット出力の自動同定に向けて
対称性を利用し、リーマン幾何学とリー群論に基づいてフラット出力の探索を最適化問題として定式化し、二次計画問題に変換して既知の解と一致することを示した。
原題: Towards Automatic Identification of Globally Valid Geometric Flat Outputs via Numerical Optimization ／ Jake Welde, Vijay Kumar
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
グラフに基づくマルチハンドアイロボットシステムの同時キャリブレーション
複数のカメラとロボットからなるシステムのキャリブレーションをグラフ問題として定式化し、最小全域木とグラフ最適化により誤差蓄積を抑えながら全体を同時に校正する手法を提案した。
原題: Simultaneously Calibration of Multi Hand-Eye Robot System Based on Graph ／ Zishun Zhou, Liping Ma, Xilong Liu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
隠れスーパークワドリクスを用いた未知物体の学習不要把持
物体の点群から複数のスーパークワドリクスを復元し、その対称性を利用して学習なしに対向把持姿勢を生成・評価する手法を提案した。
原題: Learning-Free Grasping of Unknown Objects Using Hidden Superquadrics ／ Yuwei Wu, Weixiao Liu, Zhiyang Liu 他
日本語で読む → - 論文探査ロボティクス
改良型Next-Best View戦略を用いた2D自律ロボット探査のための拡張サンプリングベース手法
2D屋内環境でのロボット探査において、RRTでフロンティアを生成し、非一様分布で体積情報を推定する改良型Next-Best View戦略を提案し、シミュレーションで探査性能を向上させた。
原題: An Enhanced Sampling-Based Method With Modified Next-Best View Strategy For 2D Autonomous Robot Exploration ／ Dong Huu Quoc Tran, Hoang-Anh Phan, Hieu Dang Van 他
日本語で読む → - 論文模倣学習/MPCロボティクス
GAN-MPC: 非同一エキスパートのデモンストレーションを用いたパラメータ化コスト関数によるモデル予測制御器の学習
エキスパートと学習エージェントの力学が異なる場合でも、GANで状態軌道分布間のJensen-Shannonダイバージェンスを最小化し、Learnable-MPCポリシーを模倣学習できる手法を提案。
原題: GAN-MPC: Training Model Predictive Controllers with Parameterized Cost Functions using Demonstrations from Non-identical Experts ／ Returaj Burnwal, Anirban Santara, Nirav P. Bhatt 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
視触覚フィードバックからの物体変形と接触パッチの統合推定
視覚と触覚の情報を統合し、暗黙表現を用いて物体の変形と接触パッチを同時にモデル化するNDCFを提案。シミュレーションで学習し、実世界へ直接転移できることを示した。
原題: Integrated Object Deformation and Contact Patch Estimation from Visuo-Tactile Feedback ／ Mark Van der Merwe, Youngsun Wi, Dmitry Berenson 他
日本語で読む → - 論文動作リターゲティングロボティクス
ACE: 人間から異形態キャラクターへの動作リターゲティングのための敵対的対応埋め込み
GANと特徴損失を用いて、人間の動作を異なる体型・構造を持つロボットやキャラクターに自然かつ意味を保って転写する学習ベースの動作リターゲティング手法を提案し、実機Spotへのsim-to-real転移も実証した。
原題: ACE: Adversarial Correspondence Embedding for Cross Morphology Motion Retargeting from Human to Nonhuman Characters ／ Tianyu Li, Jungdam Won, Alexander Clegg 他
日本語で読む → - 論文走行可能領域推定ロボティクス
自己教師あり学習のみによるオフロード地形の走行可能領域推定
走行軌跡から自動でラベルを生成し、画像から安全に走行可能な地形を推定する自己教師あり手法を提案。多様な環境で高精度かつ教師あり手法に匹敵する性能を示した。
原題: Learning Off-Road Terrain Traversability with Self-Supervisions Only ／ Junwon Seo, Sungdae Sim, Inwook Shim
日本語で読む → - 論文自動運転/階層制御ロボティクス
マルチ抽象化ニューラルコントローラ：対話型運転のための効率的な階層制御アーキテクチャ
画像入力から離散的な行動計画を生成し、動的運動プリミティブのパラメータを制御する微分可能な階層型制御アーキテクチャを提案。実世界の運転データで行動クローニングを行い、説明性・サンプル効率・人間らしさが向上することを示した。
原題: Multi-Abstractive Neural Controller: An Efficient Hierarchical Control Architecture for Interactive Driving ／ Xiao Li, Igor Gilitschenski, Guy Rosman 他
日本語で読む → - 論文群制御AI
テラフォーミング：マルチエージェントピックアップ＆デリバリーにおける障害発生時の環境操作
倉庫ロボットが他のポッドを動かして通路を開ける「テラフォーミング」を許容する新問題tMAPDを定式化し、障害発生時のみ適用するRHCRベースの手法を開発した。
原題: Terraforming -- Environment Manipulation during Disruptions for Multi-Agent Pickup and Delivery ／ David Vainshtein, Yaakov Sherma, Kiril Solovey 他
日本語で読む → - 論文アフォーダンス学習画像認識
相互作用モードとしての行動アフォーダンスの自己教師あり学習
深度センサ情報のみを用いて、関節物体に対する有効な相互作用（ハンドルを回すなど）を自己教師ありで学習し、目標状態に条件付けられた生成モデルを構築した研究。
原題: Self-Supervised Learning of Action Affordances as Interaction Modes ／ Liquan Wang, Nikita Dvornik, Rafael Dubeau 他
日本語で読む → - 論文制御quant-ph
ロバスト量子コントローラ：量子情報・熱力学的隠れ力制御に基づく知的ロボティクス
量子・ソフトコンピューティング技術を組み合わせ、不完全な知識ベースを自己組織化することで、予測不能な状況でも高いロバスト性を発揮する知的制御システムの設計戦略を提案した論文。
原題: Robust Quantum Controllers: Quantum Information -- Thermodynamic Hidden Force Control in Intelligent Robotics based on Quantum Soft Computing ／ Sergey V. Ulyanov, Viktor S. Ulyanov, Takakhide Hagiwara
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
MultiSCOPE: 固有感覚と触覚フィードバックによる把持物体姿勢の曖昧性解消
双腕ロボットが物体を把持した際の姿勢推定を、固有感覚と触覚フィードバックを用いて摩擦接触を繰り返すことで高精度化する手法を提案し、実機とシミュレーションで有効性を示した。
原題: MultiSCOPE: Disambiguating In-Hand Object Poses with Proprioception and Tactile Feedback ／ Andrea Sipos, Nima Fazeli
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
四足ロボットのための反応的着地制御
固有感覚のみを用いて、水平速度を持つ落下中に足位置を最適化し、四足ロボットの安定着地を実現する制御法を提案。
原題: Reactive Landing Controller for Quadruped Robots ／ Francesco Roscia, Michele Focchi, Andrea Del Prete 他
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
軌道予測における連携指標の重要性：より良い評価基準の提案
複数エージェントの軌道予測において、従来の単一エージェント指標ではなく連携指標（JADE, JFDE, 衝突率）で評価することの重要性を示し、連携指標を組み込んだ損失関数を提案して性能を改善した。
原題: Joint Metrics Matter: A Better Standard for Trajectory Forecasting ／ Erica Weng, Hana Hoshino, Deva Ramanan 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
近接人間-ロボットインタラクションのための高速予測動作計画
人間の軌道を確率的に予測し、タスクと人間中心のコスト関数を同時最適化するNMPCベースのリアルタイム動作計画フレームワークを提案。平均318msで軌道を計算し、近接作業での効率と適応性を両立。
原題: Fast Anticipatory Motion Planning for Close-Proximity Human-Robot Interaction ／ Sam Scheele, Pierce Howell, Harish Ravichandar
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
把持姿勢の可変化とコミットメントによる軌道最適化
複数の把持姿勢をサンプリングしつつ最適化の視野を徐々に目標へ絞る反復手法を提案し、制約・混雑環境でのマニピュレーション軌道生成の成功率とコストを改善した。
原題: Variable Grasp Pose and Commitment for Trajectory Optimization ／ Jiahe Pan, Kerry He, Jia Ming Ong 他
日本語で読む → - 論文飛行ヒューマノイド/耐故障制御ロボティクス
ジェット推進型飛行ヒューマノイドロボットの故障検出と耐故障制御
ジェット推進飛行ヒューマノイドiRonCubでタービン1基が失われた際に、回転数ベースの故障検出と運動量ベースの飛行制御、特異点回避と衝突回避を考慮した参照生成を組み合わせて飛行を維持する枠組みを提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Failure Detection and Fault Tolerant Control of a Jet-Powered Flying Humanoid Robot ／ Gabriele Nava, Daniele Pucci
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