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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: 2023/3/1 ／ 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
タスク変化に適応する行動木と動作生成器のパラメータ学習
行動木と動作生成器（BTMG）のパラメータをタスク変化に応じて予測するガウス過程と重み付きSVMを組み合わせたモデルを提案し、シミュレーションと実機で有効性を検証した。
原題: Learning to Adapt the Parameters of Behavior Trees and Motion Generators (BTMGs) to Task Variations ／ Faseeh Ahmad, Matthias Mayr, Volker Krueger
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
タスク優先度逆運動学を用いた冗長ヘビ型ロボットの直感的遠隔操作：移動と再配向
超冗長ヘビ型ロボットの遠隔操作のため、フレシェ距離で形状を合わせつつエンドエフェクタの位置・姿勢を指定する高速逆運動学を提案し、追従移動と再配向を可能にした。
原題: Intuitive Telemanipulation of Hyper-Redundant Snake Robots within Locomotion and Reorientation using Task-Priority Inverse Kinematics ／ Tim-Lukas Habich, Melvin Hueter, Moritz Schappler 他
日本語で読む → - 論文モデルベース強化学習機械学習
モデルベース強化学習における怠惰の美徳：統一目的関数とアルゴリズム
モデルベース強化学習において、学習モデル内でのポリシー計算を効率化し、モデル適合とポリシー計算の目的不一致を解消する統一目的関数を提案し、計算効率と統計的性能を向上させる手法を開発した。
原題: The Virtues of Laziness in Model-based RL: A Unified Objective and Algorithms ／ Anirudh Vemula, Yuda Song, Aarti Singh 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーション機械学習
遊びから高レベルプランを効率的に学習するフレームワーク
タスクに依存しない遊びデータから物体中心のプリミティブの離散的な行動事前分布を学習し、それを用いた高レベル目標条件付き政策で長期的なマニピュレーションタスクを効率的に学習する手法を提案。
原題: Efficient Learning of High Level Plans from Play ／ Núria Armengol Urpí, Marco Bagatella, Otmar Hilliges 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
AIによる自己校正機能付き複数物体の相対状態推定
カメラ画像からのAI姿勢推定とIMUデータを融合し、移動ロボットの複数物体に対する6自由度相対状態推定を自己校正可能にする手法を提案。実世界実験で有効性を検証。
原題: AI-Based Multi-Object Relative State Estimation with Self-Calibration Capabilities ／ Thomas Jantos, Christian Brommer, Eren Allak 他
日本語で読む → - 論文軌道生成ロボティクス
補間RBFネットワークによる車両型ロボットの微分可能な軌道生成
補間型動径基底関数ネットワークを用いて、パラメトリック最適化問題の実行可能解を滑らかに近似し、知覚・制御と統合しやすい微分可能な軌道生成手法を提案した。
原題: Differentiable Trajectory Generation for Car-like Robots with Interpolating Radial Basis Function Networks ／ Hongrui Zheng, Rahul Mangharam
日本語で読む → - 論文3D知覚画像認識
Robo3D: 自然な劣化に対する堅牢で信頼性の高い3D知覚に向けて
悪天候やセンサー故障など実環境で起こる8種類の劣化に対する3D知覚モデルの堅牢性を評価する初のベンチマークを構築し、密度に鈍感な学習フレームワークと柔軟なボクセル化戦略を提案した。
原題: Robo3D: Towards Robust and Reliable 3D Perception against Corruptions ／ Lingdong Kong, Youquan Liu, Xin Li 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
微分可能論理仕様に制約された計画と制御ポリシーの共学習
複雑な論理仕様を持つ高次元ロボットのナビゲーションタスクに対し、計画と制御のポリシーを同時に学習することで、サンプル効率を大幅に改善する強化学習手法を提案した論文。
原題: Co-learning Planning and Control Policies Constrained by Differentiable Logic Specifications ／ Zikang Xiong, Daniel Lawson, Joe Eappen 他
日本語で読む → - 論文自動運転レースロボティクス
自動運転レースのための安全性を保証したエンドツーエンド視覚ベース制御
エンドツーエンドの制御器と状態予測モデルを組み合わせ、予測状態から制御バリア関数を定式化することで、車線境界内に留まる安全性を保証する自動運転レース手法を提案し、シミュレータと実車で検証した。
原題: Towards Safety Assured End-to-End Vision-Based Control for Autonomous Racing ／ Dvij Kalaria, Qin Lin, John M. Dolan
日本語で読む → - 論文タスクプランニングロボティクス
優先的ノード展開を用いたモンテカルロ木探索によるマルチゴールタスクプランニング
サブゴールを優先的に展開するモンテカルロ木探索で、多数のサブゴールを持つロボットの記号タスク計画を効率化し、実機の軸受検査で実証した。
原題: Monte-Carlo Tree Search with Prioritized Node Expansion for Multi-Goal Task Planning ／ Kai Pfeiffer, Leonardo Edgar, Quang-Cuong Pham
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
オフライン強化学習による剛体物体の掘削技能学習
掘削作業を3つの操作プリミティブに分解し、オフライン強化学習で準最適なデモから効率的な掘削技能を学習する手法を提案した。
原題: Learning Excavation of Rigid Objects with Offline Reinforcement Learning ／ Shiyu Jin, Zhixian Ye, Liangjun Zhang
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
触覚駆動型動作プリミティブによるケーブルの配線と組立
指先のGelSightセンサを用いた触覚誘導動作プリミティブを構築し、視覚によるタスク解析と統合することで、ケーブルの配線・組立を実現した。触覚なしの手法より大幅に優れる。
原題: Cable Routing and Assembly using Tactile-driven Motion Primitives ／ Achu Wilson, Helen Jiang, Wenzhao Lian 他
日本語で読む → - 論文オフロード自律走行ロボティクス
TerrainNet: 高速オフロード走行のための複雑地形の視覚モデリング
カメラ映像から地形の意味・形状を予測し、高速オフロード自律走行のための走行可能領域推定とコストマップ生成を行う視覚知覚システムを提案。
原題: TerrainNet: Visual Modeling of Complex Terrain for High-speed, Off-road Navigation ／ Xiangyun Meng, Nathan Hatch, Alexander Lambert 他
日本語で読む → - 論文UAV追跡画像認識
SGDViT: 顕著性誘導型動的Vision TransformerによるUAV追跡
UAV追跡向けに、対象の顕著性を抽出して前景と背景を効果的に識別し、動的にトークンを生成する軽量なVision Transformerを提案した研究。
原題: SGDViT: Saliency-Guided Dynamic Vision Transformer for UAV Tracking ／ Liangliang Yao, Changhong Fu, Sihang Li 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
関係的局所動的マップを用いた遮蔽リスクに対する交差点警告システム
局所動的マップ上でレイキャストを行い視界を推定し、遮蔽されたリスク対象の最悪ケース軌道を予測して衝突リスクを評価する交差点警告システムを提案し、実世界で検証した。
原題: Intersection Warning System for Occlusion Risks using Relational Local Dynamic Maps ／ Florian Damerow, Yuda Li, Tim Puphal 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
実世界のマーブルランを解くための探索戦略の学習
混合エキスパート方策で複数の確率的戦略を探索し、実機のマーブルラン課題で効率的なsim2real適応を実現した。
原題: Learning Exploration Strategies to Solve Real-World Marble Runs ／ Alisa Allaire, Christopher G. Atkeson
日本語で読む → - 論文アフォーダンス認識画像認識
画像におけるアフォーダンスセグメンテーションのためのベイズ深層学習
Mask-RCNNにモンテカルロドロップアウトを導入し、アフォーダンスを確率的にセグメンテーションするベイズ深層ネットワークを提案。不確実性の空間分布を定量化し、決定論的ネットワークを上回る性能を達成した。
原題: Bayesian Deep Learning for Affordance Segmentation in images ／ Lorenzo Mur-Labadia, Ruben Martinez-Cantin, Jose J. Guerrero
日本語で読む → - 論文自動運転・歩行者相互作用ロボティクス
自動運転車と歩行者の無信号横断時における相互作用：道路設計・AV運行・信号表示の役割
VR実験により、無信号の多車線道路で自動運転車と歩行者が対面する状況を再現し、道路中央線の設計や車両の信号表示が歩行者の待ち時間や横断時間に与える影響を分析した。
原題: Pedestrian Behavior Interacting with Autonomous Vehicles during Unmarked Midblock Multilane Crossings: Role of Infrastructure Design, AV Operations and Signaling ／ Fengjiao Zou, Jennifer Ogle, Weimin Jin 他
日本語で読む → - 論文シミュレーションロボティクス
TrafficBots: 自動運転シミュレーションと運動予測のためのワールドモデルに向けて
交通シミュレーションをワールドモデルとして定式化し、目的地と潜在的な性格でエージェントの挙動を制御可能にしたマルチエージェント方策TrafficBotsを提案。Waymoデータセットで現実的な交通流と運動予測性能を実証した。
原題: TrafficBots: Towards World Models for Autonomous Driving Simulation and Motion Prediction ／ Zhejun Zhang, Alexander Liniger, Dengxin Dai 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定画像認識
SpyroPose: 物体姿勢分布推定のためのSE(3)ピラミッド
SE(3)上の姿勢分布を階層的ピラミッドで効率的に推定し、リアルタイムな6D姿勢分布推定を実現した手法。
原題: SpyroPose: SE(3) Pyramids for Object Pose Distribution Estimation ／ Rasmus Laurvig Haugaard, Frederik Hagelskjær, Thorbjørn Mosekjær Iversen
日本語で読む → - 論文動作認識・運動予測ロボティクス
ウェアラブルセンサからの動作認識と全身運動・力学の同時予測
ウェアラブルセンサのデータから、人間の動作認識と全身の運動・力学をリアルタイムで同時に予測する手法を提案。専門家混合モデルをRNNで実装し、歩行や回転動作で66自由度の予測を実証した。
原題: Simultaneous Action Recognition and Human Whole-Body Motion and Dynamics Prediction from Wearable Sensors ／ Kourosh Darvish, Serena Ivaldi, Daniele Pucci
日本語で読む → - 論文逆強化学習機械学習
LS-IQ: 逆強化学習のための暗黙的報酬正則化
暗黙的報酬の二乗ノルム正則化を理論的に解析し、吸収状態を適切に扱う最小二乗逆Q学習（LS-IQ）を提案。専門家の行動なしでも逆動力学モデルで学習可能。
原題: LS-IQ: Implicit Reward Regularization for Inverse Reinforcement Learning ／ Firas Al-Hafez, Davide Tateo, Oleg Arenz 他
日本語で読む → - 論文自動運転/レーングラフ画像認識
レーングラフをパスとして：連続性を保つパス単位モデリングによるオンラインレーングラフ構築
レーングラフを画素や断片ではなく連続したパスとしてモデル化し、Path2Graphアルゴリズムでグラフを復元するLaneGAPを提案。nuScenesやArgoverse2で従来手法を上回る精度と効率を達成した。
原題: Lane Graph as Path: Continuity-preserving Path-wise Modeling for Online Lane Graph Construction ／ Bencheng Liao, Shaoyu Chen, Bo Jiang 他
日本語で読む → - 論文位置推定ロボティクス
重要度サンプリングによる計測モデル最適化を融合した3D-LiDARモンテカルロ位置推定の効率的解法
3D-LiDARを用いたモンテカルロ位置推定(MCL)とスキャンマッチング(SM)を重要度サンプリングで融合し、粒子数を抑えつつ高精度な位置推定を実現する手法を提案した論文。
原題: Efficient Solution to 3D-LiDAR-based Monte Carlo Localization with Fusion of Measurement Model Optimization via Importance Sampling ／ Naoki Akai
日本語で読む → - 論文触覚・形状センシングロボティクス
連続体マニピュレータの形状再構成のためのファイバブラッググレーティング形状センサの設計と製作
連続体マニピュレータの内部に埋め込む大変位対応のFBG形状センサを設計・製作し、波長から中心線を再構成するモデルを構築して、自由空間および障害物環境での形状追従精度を実験的に評価した。
原題: Design and Fabrication of a Fiber Bragg Grating Shape Sensor for Shape Reconstruction of a Continuum Manipulator ／ Golchehr Amirkhani, Anna Goodridge, Mojtaba Esfandiari 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
ソフトグリッパの変形-力理論モデル構築 第I部：設計最適化のための共回転モデリングと力制御
共回転法に基づき、柔軟グリッパの変形と接触力の双方向関係を表す数学モデルを構築し、力覚センシング機能と設計最適化を実現した。
原題: Theoretical Model Construction of Deformation-Force for Soft Grippers Part I: Co-rotational Modeling and Force Control for Design Optimization ／ Huixu Dong, Haotian Guo, Sihao Yang 他
日本語で読む → - 論文物体検出・追跡ロボティクス
RGB-Dカメラを用いた自律ロボットナビゲーションのための機上動的物体検出・追跡
計算資源が限られた小型ロボット向けに、RGB-Dカメラと複数の軽量検出器のアンサンブル、および点群の統計的特徴を用いたデータ関連付けにより、リアルタイムで高精度な3D動的障害物の検出・追跡を実現する手法を提案した。
原題: Onboard dynamic-object detection and tracking for autonomous robot navigation with RGB-D camera ／ Zhefan Xu, Xiaoyang Zhan, Yumeng Xiu 他
日本語で読む → - 論文群制御制御
群れ運動制御のための方策反復アプローチ
時変グラフ上の群れをモデルフリーの方策反復で誘導し、再帰最小二乗法によりエージェントや指令生成器の動力学を知らずに学習する手法を提案。
原題: A Policy Iteration Approach for Flock Motion Control ／ Shuzheng Qu, Mohammed Abouheaf, Wail Gueaieb 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
トポロジーに基づくMPCによる自動足配置と接触面選択
トポロジーの巻き数とポテンシャル場を用いた接触面ペナルティ関数を導入し、全身ダイナミクスを考慮したMPCで足配置と接触面をリアルタイムに同時計画する手法を提案。
原題: Topology-Based MPC for Automatic Footstep Placement and Contact Surface Selection ／ Jaehyun Shim, Carlos Mastalli, Thomas Corbères 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーション機械学習
物体目標ナビゲーションにおける能動的フィードバック要求のロバスト性
物体目標ナビゲーションでエージェントが能動的にヘルプを要求し、視野内の目標物体の位置フィードバックを得る枠組みを提案。フィードバック有無を混ぜたカリキュラム学習により、フィードバックがない場合でも性能が向上することを示した。
原題: Robustness of Utilizing Feedback in Embodied Visual Navigation ／ Jenny Zhang, Samson Yu, Jiafei Duan 他
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