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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: 2023/2/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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CrazyChoir: ROS 2で飛ぶCrazyflieクアッドロータの群れ
ROS 2上でCrazyflieナノクアッドロータの群れをシミュレーション・実験するためのモジュラーなPythonフレームワークを提案し、編隊制御や配送経路計画、軌道追従で検証した。
原題: CrazyChoir: Flying Swarms of Crazyflie Quadrotors in ROS 2 ／ Lorenzo Pichierri, Andrea Testa, Giuseppe Notarstefano
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
CATNIPS: ニューラル暗黙的確率シーンによる衝突回避
NeRFをポアソン点過程に変換して不確実性を厳密に評価し、衝突確率を保証する軌道最適化手法を提案した。
原題: CATNIPS: Collision Avoidance Through Neural Implicit Probabilistic Scenes ／ Timothy Chen, Preston Culbertson, Mac Schwager
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
通信制限環境におけるマルチロボットチームのための暗黙的協調に基づく認識的予測と計画
通信が制限された環境で、ロボット同士が直接通信せずに信念状態を伝播し合い、探索・カバレッジ・タスク発見・ランデブーを協調して行う枠組みを提案し、シミュレーションと実機実験で検証した。
原題: Epistemic Prediction and Planning with Implicit Coordination for Multi-Robot Teams in Communication Restricted Environments ／ Lauren Bramblett, Shijie Gao, Nicola Bezzo
日本語で読む → - 論文リアルタイムシステム制御
ハードリアルタイムタスクへの最適な整数調和周期の割り当て
リアルタイムシステムにおいて、各タスクにアプリケーション上限以下の整数の調和周期を割り当てる問題を離散区分最適化として定式化し、最適解を求めるDPHSアルゴリズムを提案した。
原題: Assigning Optimal Integer Harmonic Periods to Hard Real Time Tasks ／ Anand Bhat, Ragunathan Rajkumar
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
RoboNinja: 多素材物体のための適応的切断ポリシーの学習
柔らかい部分と硬い芯を持つ物体（例：アボカド）を対象に、芯を傷つけずに軟部のみを切断する適応的切断ポリシーを学習するシステムを提案。微分可能な切断シミュレータと力覚センサによる衝突フィードバックを活用し、実機で展開した。
原題: RoboNinja: Learning an Adaptive Cutting Policy for Multi-Material Objects ／ Zhenjia Xu, Zhou Xian, Xingyu Lin 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/農業収穫ロボティクス
熟度センシング統合型腱駆動ソフトグリッパによるブラックベリー収穫
腱駆動の小型低コストソフトグリッパに近赤外反射式の熟度センサと内視鏡カメラを統合し、ブラックベリーの繊細な収穫を実現した。圃場試験で熟度判別と収穫動作の有効性を確認した。
原題: Tendon-Driven Soft Robotic Gripper with Integrated Ripeness Sensing for Blackberry Harvesting ／ Alex Qiu, Claire Young, Anthony Gunderman 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
超音波スキャンロボットのマルチモーダル相互作用制御：安全な人間誘導と接触回復
超音波スキャンロボットにおいて、スキャン・回復・人間誘導の3つのモードを単一の制御入力に統合し、医師との協調作業における効率と安全性を両立させる手法を提案した。
原題: Multi-Modal Interaction Control of Ultrasound Scanning Robots with Safe Human Guidance and Contact Recovery ／ Xiangjie Yan, Yongpeng Jiang, Guokun Wu 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
凸分割トポロジーに基づくホモトピー不変量と距離最適経路計画アルゴリズム
2次元有界空間における凸分割に基づくホモトピー不変量を開発し、それを用いた最適経路計画アルゴリズムCDT-RRT*を提案した。
原題: A Homotopy Invariant Based on Convex Dissection Topology and a Distance Optimal Path Planning Algorithm ／ Jinyuan Liu, Minglei Fu, Andong Liu 他
日本語で読む → - 論文自律着陸ロボティクス
自律ドローン着陸：マーカー付き着陸パッドと固化した溶岩流
ジンバル搭載単眼カメラでフィデューシャルマーカーを追跡する着陸手法と、アイスランドの溶岩流を火星類似環境として深度カメラで着陸地点を解析する手法を検討した。
原題: Autonomous Drone Landing: Marked Landing Pads and Solidified Lava Flows ／ Joshua Springer, Marcel Kyas
日本語で読む → - 論文変形物体操作画像認識
Bスプラインによる変形可能な線状物体の高速追跡
マスク画像から変形可能な線状物体（DLO）の形状をBスプラインで高速に追跡するアルゴリズムを提案し、従来手法より高精度・高速で、遮蔽や自己交差、複数物体にも対応できることを示した。
原題: DLOFTBs -- Fast Tracking of Deformable Linear Objects with B-splines ／ Piotr Kicki, Amadeusz Szymko, Krzysztof Walas
日本語で読む → - 論文モバイルマニピュレーションロボティクス
過酷な産業環境における柔軟な製造のための汎用モバイルマニピュレータ自動化フレームワーク
1回の教示デモからモバイルマニピュレータが作業を再現できるMMPAフレームワークを提案し、過酷な産業環境や駐車精度の影響を受けずに高いロバスト性と精度を実現した。
原題: A General Mobile Manipulator Automation Framework for Flexible Manufacturing in Hostile Industrial Environments ／ Can Pu, Chuanyu Yang, Jinnian Pu 他
日本語で読む → - 論文セグメンテーションロボティクス
長期的なロボットインタラクションによる自己教師あり未知物体インスタンスセグメンテーション
ロボットが物体を繰り返し押す動作から得た画像に多物体追跡と動画物体セグメンテーションを適用し、未知物体のセグメンテーションマスクを自己教師ありで生成するシステムを提案。実世界データで微調整することでセグメンテーション精度と把持性能が向上することを示した。
原題: Self-Supervised Unseen Object Instance Segmentation via Long-Term Robot Interaction ／ Yangxiao Lu, Ninad Khargonkar, Zesheng Xu 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
自動運転車の仮想テストのための知覚誤差モデル
自動運転車の安全性評価のための仮想テストにおいて、センサー自体をモデル化せずに知覚誤差の影響を分析できる知覚誤差モデル（PEM）を提案し、ApolloとnuScenesを用いて評価した。
原題: PEM: Perception Error Model for Virtual Testing of Autonomous Vehicles ／ Andrea Piazzoni, Jim Cherian, Justin Dauwels 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボット配置と作業点姿勢を同時最適化する産業ロボットタスク設計手法
産業用ロボットの作業点配置と関節構成を同時に最適化するアルゴリズムを提案し、仮想直動軸の導入により高次最適化を可能にした。
原題: Optimization of Cartesian Tasks with Configuration Selection ／ Martin G. Weiß
日本語で読む → - 論文最適制御ロボティクス
学習したシステムダイナミクスを用いたニューラル最適制御
未知のダイナミクスを持つシステムに対し、ニューラルネットワークで制御器と価値関数を表現し、HJB方程式に基づく損失で学習する手法を提案。学習した遷移関数をHJB方程式に組み込み、フィードバックループで制御信号を生成する。
原題: Neural Optimal Control using Learned System Dynamics ／ Selim Engin, Volkan Isler
日本語で読む → - 論文関節物体操作ロボティクス
家の中のDitto：対話的知覚による屋内シーンの関節モデル構築
ロボットが屋内環境を探索し、関節物体を見つけて操作し、その動きから関節モデルを推定する対話的知覚手法を提案。
原題: Ditto in the House: Building Articulation Models of Indoor Scenes through Interactive Perception ／ Cheng-Chun Hsu, Zhenyu Jiang, Yuke Zhu
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
到達可能性に基づく軌道設計とニューラル陰的安全制約
ロボットアームの安全な動作計画のため、到達可能性に基づく符号付き距離関数（RDF）をニューラル陰的表現として提案し、リアルタイム軌道計画に組み込むことで高次元系の衝突回避を高速かつ高信頼に実現した。
原題: Reachability-based Trajectory Design with Neural Implicit Safety Constraints ／ Jonathan Michaux, Qingyi Chen, Yongseok Kwon 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
内在的報酬による混雑環境でのロボットナビゲーション改善
深層強化学習による群衆ナビゲーションで、状態の不確かさに基づく内在的報酬を用いて探索と活用のバランスを取ることで、学習の高速化と衝突削減・成功率向上を実現した。
原題: Improving robot navigation in crowded environments using intrinsic rewards ／ Diego Martinez-Baselga, Luis Riazuelo, Luis Montano
日本語で読む → - 論文信念空間プランニングAI
適応的確率的信念依存制約を用いた簡略化連続高次元信念空間プランニング
部分観測下での信念空間プランニングにおいて、確率的信念依存制約を効率的に扱う適応的手法を提案し、計算を大幅に加速する。
原題: Simplified Continuous High Dimensional Belief Space Planning with Adaptive Probabilistic Belief-dependent Constraints ／ Andrey Zhitnikov, Vadim Indelman
日本語で読む → - 論文生体力学ロボティクス
下肢のための人間逆運動学手法の比較研究
人間の脚に適用した主要な逆運動学手法を計算効率と関節可動域を守った自然な姿勢の生成能力で比較評価し、生体力学やアニメーションに最適な手法を明らかにした。
原題: A comparative study of human inverse kinematics techniques for lower limbs ／ Zineb Benhmidouch, Saad Moufid, Aissam Ait Omar
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
マルチスケール時間畳み込みネットワークによる視触覚融合滑り検出
視覚と触覚のデータをマルチスケール時間畳み込みネットワークで融合し、把持中の物体の滑りを高精度に検出する手法を提案した。
原題: Visuo-Tactile-Based Slip Detection Using A Multi-Scale Temporal Convolution Network ／ Junli Gao, Zhaoji Huang, Zhaonian Tang 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
Arena-Rosnav 2.0：高度に動的な環境におけるロボットナビゲーションの開発・ベンチマークプラットフォーム
動的環境でのロボットナビゲーション研究向けに、計画アルゴリズムやシミュレータ、評価機能を統合APIで追加できる拡張可能な開発・ベンチマークプラットフォームを提案し、ユーザ調査と新シミュレータ・最新手法の比較評価で有効性を示した。
原題: Arena-Rosnav 2.0: A Development and Benchmarking Platform for Robot Navigation in Highly Dynamic Environments ／ Linh Kästner, Reyk Carstens, Huajian Zeng 他
日本語で読む → - 論文カメラ配置最適化cs.CG
最適カメラ配置のための敵対的経路計画
移動物体の検出確率と再構成品質を最小化する敵対的経路をハミルトン・ヤコビ方程式で求め、その結果に基づく最適性指標と焼きなまし法でカメラ配置を最適化する手法を提案した。
原題: Adversarial Path Planning for Optimal Camera Positioning ／ Gaia Carenini, Alexandre Duplessis
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
認知移動ロボットにおける動機づけモデルによる目標ベース移動の学習
ハルの動機理論を計算モデル化し、快楽次元と強化学習を組み合わせて、移動ロボットが代謝に応じて生存と快を両立する行動を学習する手法を提案した。
原題: Learning Goal-based Movement via Motivational-based Models in Cognitive Mobile Robots ／ Letícia Berto, Paula Costa, Alexandre Simões 他
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習機械学習
運転戦略を効率的に開発：スキルベース階層型強化学習アプローチ
運転戦略を効率的に学習するため、運動プリミティブ（スキル）を高レベル行動として用いる階層型強化学習を提案し、合流シナリオで従来手法より少ない学習で高性能な運転モデルを実現した。
原題: Developing Driving Strategies Efficiently: A Skill-Based Hierarchical Reinforcement Learning Approach ／ Yigit Gurses, Kaan Buyukdemirci, Yildiray Yildiz
日本語で読む → - 論文点群レジストレーションロボティクス
マルチモーダル知識の転移による3D点群レジストレーションの高精度化
事前学習済みマルチモーダルモデルの知識を点群のみで使える新たな記述子ネットワークに転移し、3D点群レジストレーション精度を向上させた研究。
原題: Boosting 3D Point Cloud Registration by Transferring Multi-modality Knowledge ／ Mingzhi Yuan, Xiaoshui Huang, Kexue Fu 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
汎用・単発・ターゲット不要・自動LiDARカメラ外部キャリブレーションツールボックス
LiDARとカメラの外部キャリブレーションを、ターゲットなしの1回のデータ取得で自動的に行うオープンソースツールボックスを提案。SuperGlueによる初期対応推定と相互情報量に基づく直接位置合わせで高精度・高ロバストにキャリブレーションする。
原題: General, Single-shot, Target-less, and Automatic LiDAR-Camera Extrinsic Calibration Toolbox ／ Kenji Koide, Shuji Oishi, Masashi Yokozuka 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
共有情報に基づくコネクテッド自動運転車の安全で効率的な行動計画
V2V通信で周辺車両の認識情報を共有し、安全制約付きマルチエージェント強化学習により交通効率と安全性を両立する行動計画手法を提案した。
原題: Shared Information-Based Safe And Efficient Behavior Planning For Connected Autonomous Vehicles ／ Songyang Han, Shanglin Zhou, Lynn Pepin 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーション制御
Visual SLAMに基づくロボットマニピュレータのタスク空間制御
Visual SLAMで推定したロボット姿勢をフィードバックに用い、SE(3)上のポテンシャル勾配に基づく大域漸近安定なタスク空間制御則を提案し、6自由度マニピュレータのシミュレーションで有効性を示した。
原題: Task Space Control of Robot Manipulators based on Visual SLAM ／ Seyed Hamed Hashemi, Jouni Mattila
日本語で読む → - 論文群制御AI
敵対的マルチエージェント系における協調行動の学習
仮想マルチエージェント環境TripleSumoで、2体のエージェントが協力して敵を場外に押し出す協調行動を、DDPGとハイブリッド報酬で学習させた。
原題: Learning cooperative behaviours in adversarial multi-agent systems ／ Ni Wang, Gautham P. Das, Alan G. Millard
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