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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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
最適制御を用いたロボットマニピュレータの生存可能境界の学習
最適制御問題を解いて安全が保証される状態集合の境界を直接学習し、ロボットマニピュレータの安全性を効率的に評価する手法を提案した。
原題: VBOC: Learning the Viability Boundary of a Robot Manipulator using Optimal Control ／ Asia La Rocca, Matteo Saveriano, Andrea Del Prete
日本語で読む → - 論文協調SLAMロボティクス
マルチSグラフ：協調型セマンティックSLAMアーキテクチャ
複数ロボットが高レベルな意味情報を共有して協調地図生成を行う分散型セマンティックSLAM手法を提案し、通信量を抑えつつ精度向上を実現した。
原題: Multi S-graphs: A Collaborative Semantic SLAM architecture ／ Miguel Fernandez-Cortizas, Hriday Bavle, Jose Luis Sanchez-Lopez 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
森林火災予防の最適化：ドローン監視システムのための知的スケジューリングアルゴリズム
森林監視ドローンのタスクスケジューリング問題に対し、総完了時間を最小化する複数のアルゴリズムを開発し、990インスタンスで評価した。RIDアルゴリズムが90.3%の性能を0.088秒で達成した。
原題: Optimizing Forest Fire Prevention: Intelligent Scheduling Algorithms for Drone-Based Surveillance System ／ Mahdi Jemmali, Loai Kayed B. Melhim, Wadii Boulila 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.IT
デジタルツインによるマルチロボットシステム向け軽量モデル共有スキーム
デジタルツインと知識蒸留を組み合わせ、UAVの3D点群認識モデルを軽量化して共有・配備する手法を提案し、計算資源と認識精度の両面で改善を示した。
原題: A Digital Twin Empowered Lightweight Model Sharing Scheme for Multi-Robot Systems ／ Kai Xiong, Zhihong Wang, Supeng Leng 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習AI
競争的自動カリキュラムにおける創発的行動のためのシュタッケルベルクゲーム
2人マルチエージェント強化学習をリーダーとフォロワーの階層構造を持つシュタッケルベルクゲームとして定式化し、リーダーの優位性を利用して環境の非対称性を緩和し、より洗練された協調戦略の学習を可能にするST-MADDPGを提案した。
原題: Stackelberg Games for Learning Emergent Behaviors During Competitive Autocurricula ／ Boling Yang, Liyuan Zheng, Lillian J. Ratliff 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
多項式最適化による慣性航法：慣性・磁気姿勢推定
姿勢をチェビシェフ多項式で近似し、初期条件・動力学・観測の重み付き残差を最小化することで係数を求める連続時間姿勢推定法を提案。磁気・慣性センサに適用し、大初期誤差でもEKFより安定かつ高速に収束することを示した。
原題: Inertial-based Navigation by Polynomial Optimization: Inertial-Magnetic Attitude Estimation ／ Maoran Zhu, Yuanxin Wu
日本語で読む → - 論文自動運転/プランニングロボティクス
長尾ケースに対応する動的保守型自動運転プランナー
各運転ケースの「長尾率」を推定し、その信頼度に応じて保守性を自動調整する強化学習ベースのプランナーを提案し、CARLAで有効性を示した。
原題: Dynamically Conservative Self-Driving Planner for Long-Tail Cases ／ Weitao Zhou, Zhong Cao, Nanshan Deng 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクス/強化学習ロボティクス
深層強化学習によるワイヤレスカプセル内視鏡の胃カバレッジスキャン制御
磁気カプセル内視鏡で胃全体をくまなくスキャンするため、VR-Capsシミュレータ上でPPOとSACを比較し、150秒で98%のカバレッジを達成した。
原題: Deep Reinforcement Learning-Based Control for Stomach Coverage Scanning of Wireless Capsule Endoscopy ／ Yameng Zhang, Long Bai, Li Liu 他
日本語で読む → - 論文制御/強化学習ロボティクス
エピグラフ形式と深層強化学習による安定化・回避最適制御の解法
安定化と安全制約を同時に満たす制御問題を、エピグラフ形式の二段階最適化に変換し、オンポリシー深層強化学習とニューラルネット回帰を組み合わせて解く手法を提案した。
原題: Solving Stabilize-Avoid Optimal Control via Epigraph Form and Deep Reinforcement Learning ／ Oswin So, Chuchu Fan
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
LLM-BRAIn：大規模言語モデルによるロボット行動ツリーの高速自動生成
Alpaca 7Bをファインチューニングし、オペレータのテキスト指示からロボットの行動ツリーをオンボードで生成する手法を提案。生成された行動ツリーは人間作成のものと区別が難しいほど自然で、未学習の指示にも対応できる。
原題: LLM-BRAIn: AI-driven Fast Generation of Robot Behaviour Tree based on Large Language Model ／ Artem Lykov, Dzmitry Tsetserukou
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
平面型を超えて：複雑形状の光学触覚センサのSim2Real学習のためのシミュレーション
曲面形状のGelSight触覚センサをシミュレートするため、測地線経路に沿った光線追跡手法を提案し、指型GelTipセンサで実画像と比較して有効性を検証した。
原題: Beyond Flat GelSight Sensors: Simulation of Optical Tactile Sensors of Complex Morphologies for Sim2Real Learning ／ Daniel Fernandes Gomes, Paolo Paoletti, Shan Luo
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
Sim-MEES: 混雑環境における移動マニピュレータ向けモジュラーエンドエフェクタ把持データセット
混雑環境での把持計画のために、1550物体・1100万把持ラベルを含む大規模合成データセットを構築し、パラレルジョーと吸引カップの両グリッパに対応した高精度なラベリング手法を提案した。
原題: Sim-MEES: Modular End-Effector System Grasping Dataset for Mobile Manipulators in Cluttered Environments ／ Juncheng Li, David J. Cappelleri
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
InstaLoc: インスタンス学習による屋内環境でのワンショット全球LiDAR自己位置推定
屋内環境において、単一のLiDARスキャンから事前地図内での自己位置を推定する手法。パノプティックセグメンテーションとインスタンス記述子を用いて物体を認識・照合し、6自由度の姿勢を推定する。
原題: InstaLoc: One-shot Global Lidar Localisation in Indoor Environments through Instance Learning ／ Lintong Zhang, Tejaswi Digumarti, Georgi Tinchev 他
日本語で読む → - 論文オフラインRL機械学習
ベイズ再パラメータ化による報酬条件付き強化学習のエネルギー基盤モデル
報酬条件付き強化学習の一般化と分布外クエリの問題を、ベイズ定理に基づく再パラメータ化と適応推論で解決し、オフラインRLベンチマークで最高性能を達成した。
原題: Bayesian Reparameterization of Reward-Conditioned Reinforcement Learning with Energy-based Models ／ Wenhao Ding, Tong Che, Ding Zhao 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
自動運転車向け道路シーンにおける全周囲カメラの自動キャリブレーション手法
道路シーンで全周囲カメラ（ピンホール/魚眼）の外部パラメータを粗密ランダムサーチでロバストに自動キャリブレーションする手法を提案し、実車とシミュレーションで検証した。
原題: Automatic Surround Camera Calibration Method in Road Scene for Self-driving Car ／ Jixiang Li, Jiahao Pi, Guohang Yan 他
日本語で読む → - 論文医用画像レジストレーションeess.IV
骨格グラフに基づく超音波-CT非剛体レジストレーション
皮下骨表面の特徴を用いた骨格グラフベースの非剛体レジストレーションを提案し、患者間変動への適応を改善した。
原題: Skeleton Graph-based Ultrasound-CT Non-rigid Registration ／ Zhongliang Jiang, Xuesong Li, Chenyu Zhang 他
日本語で読む → - 論文軌道計画AI
不確かな非凸環境における凸リスク有界連続時間軌道計画とチューブ設計
確率的な障害物がある非凸環境で、衝突リスクを保証付きで抑えた連続時間軌道を、SOS最適化を用いて時間離散化なしに計画する手法を提案。
原題: Convex Risk Bounded Continuous-Time Trajectory Planning and Tube Design in Uncertain Nonconvex Environments ／ Ashkan Jasour, Weiqiao Han, Brian Williams
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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
大規模深層強化学習：オフィスビルでの移動マニピュレータ群による廃棄物仕分け
実世界データとシミュレーションを組み合わせた深層強化学習により、23台の移動マニピュレータがオフィスビルでリサイクル品とゴミを仕分けるシステムを構築し、大規模に評価した。
原題: Deep RL at Scale: Sorting Waste in Office Buildings with a Fleet of Mobile Manipulators ／ Alexander Herzog, Kanishka Rao, Karol Hausman 他
日本語で読む → - 論文VIOロボティクス
PO-VINS: LiDAR強化による効率的でロバストな姿勢のみの視覚慣性状態推定器
視覚とLiDAR深度の計測を姿勢のみの表現で扱い、LiDAR外れ値除去とマルチステート制約を導入した高効率・高精度な視覚慣性状態推定手法を提案。
原題: PO-VINS: An Efficient and Robust Pose-Only Visual-Inertial State Estimator With LiDAR Enhancement ／ Hailiang Tang, Tisheng Zhang, Liqiang Wang 他
日本語で読む → - 論文レーダー物体検出画像認識
レーダー物体検出ネットワークのための点群マルチスケールグリッドレンダリングの改善
カーネル点畳み込みを活用した新しいグリッドレンダリング手法KPBEVと、任意のグリッドレンダリング手法に適用可能なマルチスケール定式化を提案し、レーダー物体検出の精度を向上させた。
原題: Improved Multi-Scale Grid Rendering of Point Clouds for Radar Object Detection Networks ／ Daniel Köhler, Maurice Quach, Michael Ulrich 他
日本語で読む → - 論文群制御制御
優先度付きマルチエージェントナビゲーションのための制約付き環境最適化
マルチエージェントのナビゲーションにおいて環境配置を決定変数として扱い、エージェントの性能と環境コストを考慮した制約付き確率最適化問題を定式化し、強化学習と主双対法で解く手法を提案した。
原題: Constrained Environment Optimization for Prioritized Multi-Agent Navigation ／ Zhan Gao, Amanda Prorok
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
DeRi-Bot: 変形可能物体を介した剛体物体の協調マニピュレーション学習
ロボットアームに繋いだロープ（1次元変形物体）を使って剛体物体を目標位置へ運ぶ枠組みを提案し、シミュレーションと実機で人間との協調を含む多様な設定での有効性を示した。
原題: DeRi-Bot: Learning to Collaboratively Manipulate Rigid Objects via Deformable Objects ／ Zixing Wang, Ahmed H. Qureshi
日本語で読む → - 論文マルチLiDARオドメトリロボティクス
非同期マルチLiDAR慣性オドメトリのための点単位不確かさ伝播
複数LiDARの時間・空間的なずれを連続時間IMUモデルと点単位の不確かさで扱い、厳密な時刻同期なしに高精度なオドメトリを実現した研究。
原題: Asynchronous Multiple LiDAR-Inertial Odometry using Point-wise Inter-LiDAR Uncertainty Propagation ／ Minwoo Jung, Sangwoo Jung, Ayoung Kim
日本語で読む → - 論文軌道計画・制御ロボティクス
俊敏なクアッドロータ飛行のための効率的でロバストな時間最適軌道計画と制御
ウェイポイント制約でノードを固定し区間ごとにサンプリング間隔を分けることで時間最適軌道計画を高速化し、時間適応型モデル予測制御で追従精度とロバスト性を高めた。
原題: Efficient and Robust Time-Optimal Trajectory Planning and Control for Agile Quadrotor Flight ／ Ziyu Zhou, Gang Wang, Jian Sun 他
日本語で読む → - 論文軟磁性ロボットロボティクス
生命のような動きをする非拘束軟磁性ロボットの設計・駆動・機能化：レビュー
生体模倣戦略を活用した非拘束軟磁性ロボットの設計・駆動・機能化に関する最近の進歩をレビューし、小規模操作や生体医療応用への可能性を論じた。
原題: Design, Actuation, and Functionalization of Untethered Soft Magnetic Robots with Life-Like Motions: A Review ／ Jiaqi Miao, Siqi Sun
日本語で読む → - 論文WiFiセンシングロボティクス
WiROS: ロボティクス向けWiFiセンシングツールボックス
WiFiのRSSIやCSIなどの計測値をROSトピックとして提供し、電波到来方向を推定するアルゴリズムも同梱した、ロボット向けのプラグアンドプレイなWiFiセンシングツールボックスを開発した。
原題: WiROS: WiFi sensing toolbox for robotics ／ William Hunter, Aditya Arun, Dinesh Bharadia
日本語で読む → - 論文制御制御
マルチロータ向けアンサンブルモデル予測制御I：シミュレーション実験
非線形モデル予測制御の精度低下を防ぐため、アンサンブルガウス過程で逆方向計算を行うEMPCを開発し、クアッドロータのシミュレーションで有効性を示した。
原題: Multirotor Ensemble Model Predictive Control I: Simulation Experiments ／ Erina Yamaguchi, Sai Ravela
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
環境の不確かさを考慮した安全な動作計画
ランドマーク位置の不確かさをベイズフィルタに組み込み、ガウス分布仮定の下で衝突確率を厳密に計算する動作計画手法を提案した。
原題: Safe motion planning with environment uncertainty ／ Antony Thomas, Fulvio Mastrogiovanni, Marco Baglietto
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
経験フィルタ：未見タスク・環境への過去経験の活用
過去に学習した複数環境の政策を経験カーネルで補間し、未見環境でもゼロショットで近最適な政策を生成する手法を提案し、自動運転車のT字路走行で有効性を示した。
原題: Experience Filter: Using Past Experiences on Unseen Tasks or Environments ／ Anil Yildiz, Esen Yel, Anthony L. Corso 他
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