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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: 2023/5/1 ／ 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 →- 論文認知神経科学AI
心的シミュレーションの神経基盤：動的シーンにおける潜在表現の未来予測
動的環境の未来状態を予測する複数の感覚認知ネットワークを構築し、神経生理データと人間行動データを比較した結果、動画基盤モデルの潜在空間で未来予測するモデルが最も脳応答と行動を再現できることを示した。
原題: Neural Foundations of Mental Simulation: Future Prediction of Latent Representations on Dynamic Scenes ／ Aran Nayebi, Rishi Rajalingham, Mehrdad Jazayeri 他
日本語で読む → - 論文医療ロボットロボティクス
速度・コンプライアンス可操作性最適化による同心管ロボットの冗長性解決
同心管ロボットの軌道追従において、速度とコンプライアンスの可操作性指標を勾配ベースで最適化し、安全な動作と実行可能な指令を生成する冗長性解決手法を提案した。
原題: Concentric Tube Robot Redundancy Resolution via Velocity/Compliance Manipulability Optimization ／ Jia Shen, Yifan Wang, Milad Azizkhani 他
日本語で読む → - 論文認知トレーニング/ヒューマンロボットインタラクションロボティクス
高齢者向けの経歴に基づくロボットゲーム
人型ロボットが高齢者の個人的な記憶や経験を活用して認知トレーニングゲームをパーソナライズし、参加意欲を高める手法を提案した論文。
原題: Biography-based Robot Games for Older Adults ／ Benedetta Catricalà, Miriam Ledda, Marco Manca 他
日本語で読む → - 論文自動運転予測ロボティクス
協調型アダプティブクルーズコントロールにおける車線変更予測モデル
V2V通信で周囲車両の情報を共有するCACCシステムにおいて、LSTMを用いてドライバーの車線変更意図を予測し、ACCと比較して精度が大幅に向上することを示した。
原題: A Novel Model for Driver Lane Change Prediction in Cooperative Adaptive Cruise Control Systems ／ Armin Nejadhossein Qasemabadi, Saeed Mozaffari, Mahdi Rezaei 他
日本語で読む → - 論文報酬学習ロボティクス
難解な正規化関数を含む報酬学習
人間のデモや修正から報酬関数をベイズ推定する際の二重難解性に対処するため、統計学のDouble MH法を導入し、連続空間で人間の報酬を漸近的に学習する手法を提案した。
原題: Reward Learning with Intractable Normalizing Functions ／ Joshua Hoegerman, Dylan P. Losey
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
実演からの学習：建設ロボットの模倣学習のための直感的VR環境
VR空間で熟練者の手の動きをロボットがリアルタイムに追従して実演データを収集し、BC・GAIL・PPOを組み合わせた模倣学習で建設ロボットの訓練を効率化するフレームワークを提案した。
原題: Learning from demonstrations: An intuitive VR environment for imitation learning of construction robots ／ Kangkang Duan, Zhengbo Zou
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
摩耗する工具を用いた積層のためのデータ駆動最適化
工具先端の摩耗を視覚と力覚フィードバックで学習し、その劣化ダイナミクスを考慮した制約付き有限時間最適制御で描画・積層の精度を向上させる手法を提案。
原題: Data-Driven Optimization for Deposition with Degradable Tools ／ Tony Zheng, Monimoy Bujarbaruah, Francesco Borrelli
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
脊椎腫瘍の低侵襲治療に向けた空洞・U字型穿孔が可能な同心管ステアラブル穿孔ロボット
同心管ロボットを応用し、硬い骨組織に対して平面・面外のJ字やU字状の曲線穿孔や空洞形成を低侵襲で行える2自由度の柔軟かつ高剛性な穿孔ロボットを開発し、模擬骨で性能を評価した。
原題: A Novel Concentric Tube Steerable Drilling Robot for Minimally Invasive Treatment of Spinal Tumors Using Cavity and U-shape Drilling Techniques ／ Susheela Sharma, Ji H. Park, Jordan P. Amadio 他
日本語で読む → - 論文歩行者予測画像認識
自動運転のための軌跡データと外観データに基づく歩行者予測モデルの比較
歩行者の将来の動きを予測する際に、軌跡履歴のみを使う手法と外観情報も使う手法を比較し、外観情報の有効性を検証した。
原題: Comparison of Pedestrian Prediction Models from Trajectory and Appearance Data for Autonomous Driving ／ Anthony Knittel, Morris Antonello, John Redford 他
日本語で読む → - 論文シミュレーションロボティクス
FORFIS: 教育・研究向け森林火災消火シミュレーションツール
Pythonで実装された森林火災消火シミュレーションツールFORFISを提案。使いやすいGUIと改変しやすいエンジンを備え、風を考慮したセルオートマタモデルとカスタム消火戦略に対応する。
原題: FORFIS: A forest fire firefighting simulation tool for education and research ／ Marvin Bredlau, Alexander Weber, Alexander Knoll
日本語で読む → - 論文生物模倣ロボットロボティクス
毒カエル家族へのロボット潜入：オタマジャクシ型ロボットによる子育て行動の研究
毒カエルの親にオタマジャクシと信じ込ませて給餌行動を引き出すため、特徴的な周波数と振幅で動くオタマジャクシ型ロボットを開発し、その設計と運用要件を報告した。
原題: Feed Me: Robotic Infiltration of Poison Frog Families ／ Tony G. Chen, Billie C. Goolsby, Guadalupe Bernal 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
FurnitureBench：長期的で複雑な操作のための再現可能な実世界ベンチマーク
実世界での家具組み立てを対象に、5000件以上のデモデータやシミュレータを備えた再現可能なベンチマークを構築し、既存の模倣学習・オフライン強化学習手法の性能を評価した。
原題: FurnitureBench: Reproducible Real-World Benchmark for Long-Horizon Complex Manipulation ／ Minho Heo, Youngwoon Lee, Doohyun Lee 他
日本語で読む → - 論文着陸・ハザード検出ロボティクス
地形不確実性下の着陸のための確率的ハザード検出
ガウス確率場回帰を用いて、不完全で疎なセンサ計測から地形の不確実性を考慮した着陸ハザード検出を行う手法を提案し、火星の地形モデルで評価した。
原題: Stochastic Hazard Detection For Landing Under Topographic Uncertainty ／ Kento Tomita, Koki Ho
日本語で読む → - 論文音声知覚ロボティクス
韻律から物理的・社会的空間を同時に知覚できるか
話者の声の大きさや社会的感情が、聞き手の声源方向・向き・距離の知覚に与える影響を、目隠しした被験者による定位課題で検討した。
原題: Can we hear physical and social space together through prosody? ／ Ambre Davat, Véronique Aubergé, Gang Feng
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
線形転送作用素を用いた脚式ロボットの不整地ナビゲーション
地形の走破性指標をペロン・フロベニウス作用素で密度空間に持ち上げ、凸最適化として不整地経路計画を解く手法を提案し、反復型プランナより走破しやすい経路が得られることを示した。
原題: Off-Road Navigation of Legged Robots Using Linear Transfer Operators ／ Joseph Moyalan, Andrew Zheng, Sriram S. K. S Narayanan 他
日本語で読む → - 論文模倣学習/自動運転ロボティクス
CCIL: 都市運転のための文脈条件付き模倣学習
自己車両の将来軌道を文脈状態から直接予測する模倣学習手法を提案し、自己車両情報を低減する座標系設計により都市運転の実データで従来手法を大幅に上回った。
原題: CCIL: Context-conditioned imitation learning for urban driving ／ Ke Guo, Wei Jing, Junbo Chen 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
掴めない物体のための巧みな非把持プレグラスプ動作の合成
周囲の物体に挟まれた本や平らな紙など、そのままでは掴めない物体に対し、環境との接触を利用して把持可能な状態へと導く非把持プレグラスプ動作を、グラフ探索と最適制御、学習ベースの評価関数を組み合わせて合成する手法を提案した。
原題: Synthesize Dexterous Nonprehensile Pregrasp for Ungraspable Objects ／ Sirui Chen, Albert Wu, C. Karen Liu
日本語で読む → - 論文自律走行ロボティクス
感じ、想像し、行動せよ：マルチモーダル知覚がモデルベース強化学習による自律レースを改善する
LiDARとRGBカメラを自己教師ありで融合し、Dreamerの世界モデルの精度を高めることで、未知コースでの1対1自律レースの堅牢性と勝率を向上させた。
原題: Sense, Imagine, Act: Multimodal Perception Improves Model-Based Reinforcement Learning for Head-to-Head Autonomous Racing ／ Elena Shrestha, Chetan Reddy, Hanxi Wan 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
事前ロードマップを用いた経路・カット探索による動作計画の実行可能性判定
過去の経験から学習した衝突確率付きロードマップを活用し、経路とカットを反復探索することで、高コストなエッジ評価を抑えつつ動作計画の実行不可能性を検出する手法を提案。
原題: Motion Planning (In)feasibility Detection using a Prior Roadmap via Path and Cut Search ／ Yoonchang Sung, Peter Stone
日本語で読む → - 論文視覚自己位置推定ロボティクス
キーポイントマップサイズを適応的に削減する疎な特徴ピラミッドに基づく階層的視覚自己位置推定
記述子長の異なる特徴ピラミッドを教師なし学習で生成し、粗から細への階層的自己位置推定によりメモリ使用量を最大16倍削減しつつ高精度を維持する手法を提案。
原題: Hierarchical Visual Localization Based on Sparse Feature Pyramid for Adaptive Reduction of Keypoint Map Size ／ Andrei Potapov, Mikhail Kurenkov, Pavel Karpyshev 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
深層強化学習によるオフロード地形での多目的経路計画
深層Qネットワークを用いて、2.5Dオフロード地形において距離とエネルギー消費のトレードオフを考慮した多目的経路計画を高速に実現する手法を提案した。
原題: Deep Reinforcement Learning-based Multi-objective Path Planning on the Off-road Terrain Environment for Ground Vehicles ／ Shuqiao Huang, Xiru Wu, Guoming Huang
日本語で読む → - 論文SLAM/点群処理画像認識
LiDAR点群のバンドル調整のための効率的な平面抽出アプローチ
LiDAR点群のバンドル調整に用いる平面抽出を高速・高精度化するため、ボクセルベースで八分木構造とPCAを組み合わせた手法を提案し、HILTIデータセットで有効性を示した。
原題: An Efficient Plane Extraction Approach for Bundle Adjustment on LiDAR Point clouds ／ Zheng Liu, Fu Zhang
日本語で読む → - 論文最適制御ロボティクス
ニューラルリアプノフ関数と最適制御
強化学習の収束の遅さを改善するため、ハミルトン・ヤコビ・ベルマン方程式と一次勾配を用いて時変価値関数と方策を学習する最適制御ベースの手法を提案し、SACやPPOより優れた性能を示した。
原題: Neural Lyapunov and Optimal Control ／ Daniel Layeghi, Steve Tonneau, Michael Mistry
日本語で読む → - 論文医用画像/ロボット超音波画像認識
DopUS-Net: ドップラー信号に基づく品質認識型ロボット超音波イメージング
ドップラー画像とBモード画像を組み合わせたDopUS-Netと血管再同定モジュールにより、小血管の自動セグメンテーション精度を高め、プローブ姿勢を最適化する閉ループ制御を実現した。
原題: DopUS-Net: Quality-Aware Robotic Ultrasound Imaging based on Doppler Signal ／ Zhongliang Jiang, Felix Duelmer, Nassir Navab
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
学習したピック成功率指標による大規模荷物操作の実証
アマゾンの倉庫ロボット群が、実運用データで学習したピック成功率予測器を使い、乱雑に積まれた荷物を大規模にピッキングした実証研究。
原題: Demonstrating Large-Scale Package Manipulation via Learned Metrics of Pick Success ／ Shuai Li, Azarakhsh Keipour, Kevin Jamieson 他
日本語で読む → - 論文ヒューマノイドロボティクス
NICOL: 社会的インタラクションと信頼性の高いマニピュレーションを橋渡しする神経模倣型協調セミヒューマノイドロボット
社会的インタラクションと物理的協調作業の両立を目指し、NICOを大型化したセミヒューマノイドNICOLを開発し、神経遺伝的視覚運動学習により従来のIKソルバを上回るマニピュレーション性能を示した。
原題: NICOL: A Neuro-inspired Collaborative Semi-humanoid Robot that Bridges Social Interaction and Reliable Manipulation ／ Matthias Kerzel, Philipp Allgeuer, Erik Strahl 他
日本語で読む → - 論文人間ロボット協調ロボティクス
言語に基づく協調的なロボット動作と発話の制御
理学療法士の動作と発話を分析して得た原則を制御目標に変換し、ユーザーの協力度に応じて動作と発話を同期・調整するLanguage Controllerを提案した。12人での実験で、動作と発話の整合性が向上することを示した。
原題: Language-Grounded Control for Coordinated Robot Motion and Speech ／ Ravi Tejwani, Chengyuan Ma, Paco Gomez-Paz 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
Barkour：四足ロボットの動物レベル敏捷性を測るベンチマーク
犬のアジリティ競技に着想を得た障害物コース「Barkour」を提案し、強化学習とTransformerベースの汎用歩行ポリシーで犬の半分の速度で完走できることを示した。
原題: Barkour: Benchmarking Animal-level Agility with Quadruped Robots ／ Ken Caluwaerts, Atil Iscen, J. Chase Kew 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
不気味の谷質問紙のドイツ語翻訳版の妥当性評価
ロボット受容研究で重要な不気味の谷を測る質問紙をドイツ語に翻訳し、信頼性と因子構造を検証した。
原題: Evaluating the validity of a German translation of an uncanniness questionnaire ／ Sarah Wingert, Christian Becker-Asano
日本語で読む → - 論文社会的支援ロボットHCI
誰が何を知っているかを知る：相互記憶システムを用いた社会的支援ロボットの設計
集団コミュニケーション理論である相互記憶システム（TMS）の符号化・貯蔵・検索の3段階を社会的支援ロボットの設計に適用し、複数関係者間での意思決定の改善と行動の透明性向上を図る枠組みを提案した。
原題: Knowing Who Knows What: Designing Socially Assistive Robots with Transactive Memory System ／ Yaxin Hu, Laura Stegner, Bilge Mutlu
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