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: 2023/2/1 ／ 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 →- 論文経路計画ロボティクス
iPlanner: 命令的経路計画
微分可能なコストマップと二段階最適化を用いて、単一の深度計測から滑らかで衝突のない経路を生成する新しい命令的学習手法を提案。
原題: iPlanner: Imperative Path Planning ／ Fan Yang, Chen Wang, Cesar Cadena 他
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
リー群に基づく3次元トラック上の系統的軌道最適化のためのレースカーモデル
リー群法とArticulated Body Algorithmを組み合わせてレースカーの動力学を定式化し、ニュルブルクリンクでの最小ラップタイム問題を解いて有効性を示した。
原題: A Lie Group-Based Race Car Model for Systematic Trajectory Optimization on 3D Tracks ／ Lorenzo Bartali, Marco Gabiccini, Eugeniu Grabovic 他
日本語で読む → - 論文飛行追跡ロボティクス
QP Chaser: 二次計画法による自律飛行追跡のための多項式軌道生成
目標の予測誤差と機体全体を考慮し、障害物環境下でも目標を見失わない追跡軌道を二次計画法で生成する手法を提案。
原題: QP Chaser: Polynomial Trajectory Generation for Autonomous Aerial Tracking ／ Yunwoo Lee, Jungwon Park, Seungwoo Jung 他
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
視覚ベースのマルチフューチャー軌道予測：サーベイ
視覚情報を用いてエージェントの将来取りうる複数の軌道を予測するマルチフューチャー軌道予測（MTP）について、初の体系的サーベイを行い、フレームワーク・データセット・評価指標を分類整理した。
原題: Vision-based Multi-future Trajectory Prediction: A Survey ／ Renhao Huang, Hao Xue, Maurice Pagnucco 他
日本語で読む → - 論文共有自律ロボティクス
ノイズと共に往復する：共有自律のための拡散モデル
拡散モデルの順方向・逆方向過程を変調することで、報酬設計やユーザ方策の事前知識を必要とせずにユーザと自律エージェントが協調制御する共有自律の新手法を提案した論文。
原題: To the Noise and Back: Diffusion for Shared Autonomy ／ Takuma Yoneda, Luzhe Sun, Ge Yang 他
日本語で読む → - 論文自動運転/模倣学習機械学習
都市環境の自動運転に向けた中間入力生成を伴う階層的敵対的模倣学習
車載カメラ画像から鳥瞰図（BEV）を生成するGANと、そのBEVを入力に運転方策を学ぶGAILを組み合わせた階層的模倣学習手法を提案し、CARLAで有効性を示した。
原題: Hierarchical Generative Adversarial Imitation Learning with Mid-level Input Generation for Autonomous Driving on Urban Environments ／ Gustavo Claudio Karl Couto, Eric Aislan Antonelo
日本語で読む → - 論文行動予測画像認識
シーングラフ上の自己教師あり学習による説明可能な行動予測
自動運転における将来の運転行動予測のため、シーングラフを高レベル表現として用い、自己教師あり学習で埋め込みを獲得する手法を提案。注意機構により時空間ヒートマップを生成し、説明可能性を実現した。
原題: Explainable Action Prediction through Self-Supervision on Scene Graphs ／ Pawit Kochakarn, Daniele De Martini, Daniel Omeiza 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
双対強化学習：強化学習と模倣学習の統一と新手法
強化学習と模倣学習の既存手法を双対問題として統一的に捉え、その制約を解消する新手法ReCOILとf-DVLを提案し、ロボットの移動・操作タスクで性能向上を実証した。
原題: Dual RL: Unification and New Methods for Reinforcement and Imitation Learning ／ Harshit Sikchi, Qinqing Zheng, Amy Zhang 他
日本語で読む → - 論文進化計算cs.NE
勾配支援と混雑度探索による多目的Quality-Diversityのデータ効率改善
多目的QDアルゴリズムMOMEに方策勾配と混雑度ベースの探索を組み込み、ロボット歩行タスクでデータ効率と性能を大幅に向上させた研究。
原題: Improving the Data Efficiency of Multi-Objective Quality-Diversity through Gradient Assistance and Crowding Exploration ／ Hannah Janmohamed, Thomas Pierrot, Antoine Cully
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
拡散モデルで強化した行動クローニング
専門家の条件付き確率と同時確率の両方を拡散モデルでモデル化し、模倣学習の汎化性能を高める手法を提案した。
原題: Diffusion Model-Augmented Behavioral Cloning ／ Shang-Fu Chen, Hsiang-Chun Wang, Ming-Hao Hsu 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ロボット歩行のためのDeepCPGポリシー
中枢パターン生成器(CPG)をニューラルネットワークの層として組み込み、深層強化学習で多脚ロボットの歩行を効率的に学習させる手法を提案し、シミュレーションから実機への転移も実証した。
原題: DeepCPG Policies for Robot Locomotion ／ Aditya M. Deshpande, Eric Hurd, Ali A. Minai 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
氷海域における自律航行船のリアルタイムナビゲーション
氷に衝突するリスクと航行距離を最小化するため、格子ベースのプランナと再cedingホライズン計画を組み合わせたリアルタイム航法を提案し、シミュレーションと実海域実験で評価した。
原題: Real-Time Navigation for Autonomous Surface Vehicles In Ice-Covered Waters ／ Rodrigue de Schaetzen, Alexander Botros, Robert Gash 他
日本語で読む → - 論文3D検出画像認識
FastPillars: 展開に適したピラーベース3D検出器
自動運転向けに、SPConvを使わず軽量なピラーエンコーディングとバックボーン設計で高精度・低遅延を実現した3D物体検出器を提案。
原題: FastPillars: A Deployment-friendly Pillar-based 3D Detector ／ Sifan Zhou, Zhi Tian, Xiangxiang Chu 他
日本語で読む → - 論文3Dシーン補完画像認識
VoxFormer: カメラ画像からの3D意味シーン補完のためのスパースボクセルトランスフォーマー
2D画像のみから、見えていない部分も含めた完全な3Dボリューム意味情報を推定するTransformerベースの手法を提案。可視ボクセルから密なボクセルへと段階的に補完する。
原題: VoxFormer: Sparse Voxel Transformer for Camera-based 3D Semantic Scene Completion ／ Yiming Li, Zhiding Yu, Christopher Choy 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボット配置タスクにおける物体配置誤差のリアクティブ補正
ロボットアームで物体を配置する際に生じる位置ずれを、プッシュ動作で自律的に検出・修正する手法を提案し、シミュレーションと実機でミリメートル精度を実現した。
原題: Reactive Correction of Object Placement Errors for Robotic Arrangement Tasks ／ Benedikt Kreis, Rohit Menon, Bharath Kumar Adinarayan 他
日本語で読む → - 論文ビジュアルサーボ/経路追従ロボティクス
視覚に基づく経路追従アルゴリズム
下向きカメラ画像を用いた画像ベースビジュアルサーボイングと純追跡アルゴリズムを組み合わせ、クアッドロータUAVの経路追従を実現する手法を提案し、MATLABシミュレーションで有効性を示した。
原題: A Vision-Based Algorithm for a Path Following Problem ／ Mario Terlizzi, Giuseppe Silano, Luigi Russo 他
日本語で読む → - 論文物体検出画像認識
シンプルなファインチューニングによるインクリメンタル少数ショット物体検出
ベースクラスを再学習せずに少数の新規クラス例で段階的に学習するiFSDに対し、メタ学習ではなく2段階ファインチューニングで新規クラス分支を適応させる手法を提案し、LVISでメタ学習より30%高いAPを達成した。
原題: Incremental Few-Shot Object Detection via Simple Fine-Tuning Approach ／ Tae-Min Choi, Jong-Hwan Kim
日本語で読む → - 論文着陸制御/組み込みロボティクス
人口密集地における安全着陸のための組み込み向け軽量手法
物体検出器とOctoMapを組み合わせ、周囲の障害物を点群化して安全な着陸地点を抽出するパイプラインを提案し、Jetson Nano上で95%の成功率を達成した。
原題: Embedded light-weight approach for safe landing in populated areas ／ Tilemahos Mitroudas, Vasiliki Balaska, Athanasios Psomoulis 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/触覚ロボティクス
傾斜多孔質構造を3Dプリントした固有感覚型ソフト流体アクチュエータ
3Dプリントで導電性熱可塑性エラストマーの傾斜多孔質構造を作製し、駆動とひずみセンシングを一体化したソフトアクチュエータを実現。Wiener-Hammersteinモデルでヒステリシスを補償し高精度なひずみ推定を達成した。
原題: 3D Printed Proprioceptive Soft Fluidic Actuators with Graded Porosity ／ Nick Willemstein, Herman van der Kooij, Ali Sadeghi
日本語で読む → - 論文ウェアラブルロボティクスロボティクス
MateRobot：視覚障害者向けウェアラブルロボティクスにおける素材認識
視覚障害者が触れる前に物体や素材を認識できるよう、軽量なセグメンテーションモデルMateViTを搭載したウェアラブル視覚ロボットシステムを開発し、実地テストで低い認知負荷を確認した。
原題: MateRobot: Material Recognition in Wearable Robotics for People with Visual Impairments ／ Junwei Zheng, Jiaming Zhang, Kailun Yang 他
日本語で読む → - 論文安全強化学習ロボティクス
対話行動を取り入れた人間中心の安全ロボット強化学習フレームワーク
ロボット強化学習の安全性を高めるため、安全な探索・価値観の整合・安全な協働の3段階からなる人間中心フレームワークを提案し、対話行動の活用と4つの課題を論じた。
原題: A Human-Centered Safe Robot Reinforcement Learning Framework with Interactive Behaviors ／ Shangding Gu, Alap Kshirsagar, Yali Du 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
NeuronsGym：Sim2Realポリシー学習のためのハイブリッドフレームワークとベンチマーク
ロボットタスクのポリシー学習向けに、シミュレーションと実機を組み合わせたハイブリッドフレームワークNeuronsGymを提案し、ナビゲーションと対戦タスクのベンチマークを構築した。
原題: NeuronsGym: A Hybrid Framework and Benchmark for Robot Tasks with Sim2Real Policy Learning ／ Haoran Li, Shasha Liu, Mingjun Ma 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
自己速度推定を用いた2Dミリ波レーダーペアの外部キャリブレーション
各レーダーの自己速度推定を利用し、視野の重複や専用ターゲットなしでレーダーペア間のヨー角と並進軸をキャリブレーションする手法を提案。
原題: Extrinsic Calibration of 2D Millimetre-Wavelength Radar Pairs Using Ego-Velocity Estimates ／ Qilong Cheng, Emmett Wise, Jonathan Kelly
日本語で読む → - 論文運動学・動力学ロボティクス
双四元数代数を用いた7自由度人間下肢の運動学と動力学モデリング
双四元数を用いて7自由度の人間下肢の順運動学・逆運動学と再帰的ニュートン・オイラー動力学を高速かつ正確に解く手法を提案した。
原題: Kinematics and Dynamics Modeling of 7 Degrees of Freedom Human Lower Limb Using Dual Quaternions Algebra ／ Zineb Benhmidouch, Saad Moufid, Aissam Ait Omar
日本語で読む → - 論文群制御eess.SP
協調型UAVにおける通信と制御：最近の進展と将来動向
複数UAVの協調通信・制御技術の研究を網羅的にレビューし、応用事例と今後の研究方向を整理したサーベイ論文。
原題: Communication and Control in Collaborative UAVs: Recent Advances and Future Trends ／ Shumaila Javaid, Nasir Saeed, Zakria Qadir 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
協調分解作業のためのエネルギー考慮型デカルトインピーダンス制御器の設計
人間とロボットが協力して電子・機械製品を分解する際の安全な物理的インタラクションを実現するため、エネルギー調整とダンピング注入を備えたエネルギー考慮型デカルトインピーダンス制御器を提案し、実機のネジ緩め作業で有効性を示した。
原題: Design of an Energy-Aware Cartesian Impedance Controller for Collaborative Disassembly ／ Sebastian Hjorth, Edoardo Lamon, Dimitrios Chrysostomou 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
絡まりやすい物体を器用に把持・分離する産業用ビンピッキングの学習
ビン内の絡まった物体を把持または分離するためのPickNetとPullNetを提案し、自己教師あり学習で訓練して実世界で90%の成功率を達成した。
原題: Learning to Dexterously Pick or Separate Tangled-Prone Objects for Industrial Bin Picking ／ Xinyi Zhang, Yukiyasu Domae, Weiwei Wan 他
日本語で読む → - 論文制御/軌道最適化制御
i2LQR: 動的環境における反復タスクのための反復型LQR
過去の反復データを活用し、各時刻で最適解を反復計算する参照不要のLQR制御則を提案。動的障害物を含む環境で学習ベースMPCを上回る性能を示した。
原題: i2LQR: Iterative LQR for Iterative Tasks in Dynamic Environments ／ Yifan Zeng, Suiyi He, Han Hoang Nguyen 他
日本語で読む → - 論文HRI設計ロボティクス
状況的参加型設計：高齢者とのロボットインタラクションを現場で設計する手法
高齢者施設での支援ロボット設計を通じて、高齢者が実際の環境でロボットと反復的に対話しながら使用シナリオを設計・検証する3段階の参加型設計手法（sPD）を提案し、その有効性と課題を事例から示した。
原題: Situated Participatory Design: A Method for In Situ Design of Robotic Interaction with Older Adults ／ Laura Stegner, Emmanuel Senft, Bilge Mutlu
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
未ラベルデータを活用したフィードバック効率の良い人間選好ベース強化学習
人間の選好フィードバックを用いた強化学習において、エージェントが収集した未ラベル軌道を報酬学習に活用する2つの損失関数を提案し、歩行とマニピュレーションタスクでベースラインPEBBLEより高いサンプル効率と報酬復元性能を示した。
原題: Exploiting Unlabeled Data for Feedback Efficient Human Preference based Reinforcement Learning ／ Mudit Verma, Siddhant Bhambri, Subbarao Kambhampati
日本語で読む →