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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
📖 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 →- 論文ソフトロボティクス/材料ロボティクス
光分解性シリコーンエラストマー複合材料によるライフサイクル制御可能なソフトロボット
フッ化物発生剤をシリコーン樹脂に混ぜることで、紫外線照射により分解可能な高伸縮性ソフトロボット材料を開発し、歩行ロボットやセンサ統合による機能拡張を実証した。
原題: Lifetime-configurable soft robots via photodegradable silicone elastomer composites ／ Min-Ha Oh, Young-Hwan Kim, Seung-Min Lee 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
フィレットベースRRT*：曲率制約車両のための高速収束RRT*実装
円弧やベジェ曲線によるフィレットを動作プリミティブとして用いることで、曲率制約を考慮しつつRRT*の収束を高速化する手法を提案し、OMPL上で従来手法と比較した。
原題: Fillet-based RRT*: A Rapid Convergence Implementation of RRT* for Curvature Constrained Vehicles ／ James Swedeen, Greg Droge, Randall Christensen
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
傾きとアンテナ方位変化を考慮したマルチロータUAV中継の最適軌道計画
マルチロータUAVが移動時に傾くことでアンテナ方位が変化する影響を考慮し、基地局と別UAV間の中継として送信ビット数を最大化する軌道を生成する枠組みを提案した。
原題: Optimum Trajectory Planning for Multi-Rotor UAV Relays with Tilt and Antenna Orientation Variations ／ Daniel Bonilla Licea, Giuseppe Silano, Mounir Ghogho 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
模倣と対照学習による安定な運動プリミティブ
模倣学習と対照学習を組み合わせ、任意のDNNで大域漸近安定な到達運動を学習する手法を提案し、実機ロボットで検証した。
原題: Stable Motion Primitives via Imitation and Contrastive Learning ／ Rodrigo Pérez-Dattari, Jens Kober
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 → - 論文行動認識機械学習
単一ユーザデータの統合によるマルチユーザ活動認識：人とロボットの協調に向けて
単一ユーザの3D骨格データを事後的にペアへ統合し、LSTMとSTGCNベースのVAEでペア活動を認識できることを示した研究。
原題: Towards Multi-User Activity Recognition through Facilitated Training Data and Deep Learning for Human-Robot Collaboration Applications ／ Francesco Semeraro, Jon Carberry, Angelo Cangelosi
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 → - 論文世界モデル機械学習
長期的な軌道予測における偶然的不確かさと認識的不確かさの学習
エージェントの世界モデルを用いて長期軌道を予測し、偶然的不確かさと認識的不確かさの両方を考慮した深層生成モデルを開発した。
原題: Learning to Forecast Aleatoric and Epistemic Uncertainties over Long Horizon Trajectories ／ Aastha Acharya, Rebecca Russell, Nisar R. Ahmed
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
微分可能レンダリングによるロボットマニピュレータとソフト連続ロボットの画像ベース姿勢推定と形状復元
微分可能レンダリングと基本形状プリミティブを用いて、カメラ画像からロボットの姿勢推定と形状復元を高精度に行う手法を提案。
原題: Image-based Pose Estimation and Shape Reconstruction for Robot Manipulators and Soft, Continuum Robots via Differentiable Rendering ／ Jingpei Lu, Fei Liu, Cedric Girerd 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
RGB画像からのモデルベース水中6D姿勢推定
水中環境でRGB画像から2D物体検出を活用し、対称形状でテクスチャの乏しい物体の6D姿勢を高精度に推定する手法を提案し、水中マニピュレータのリーチングタスクで実用性を示した。
原題: Model-Based Underwater 6D Pose Estimation from RGB ／ Davide Sapienza, Elena Govi, Sara Aldhaheri 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
階層制御と学習によるタコ型ソフトロボットの採餌行動
タコの神経生理に着想を得て、複数の軟体腕の制御を高レベル意思決定・低レベル運動実行・局所反射に分解する階層フレームワークを提案し、強化学習とニューラルネットワークエネルギー整形を組み合わせて採餌タスクを効率的に実現した。
原題: Hierarchical control and learning of a foraging CyberOctopus ／ Chia-Hsien Shih, Noel Naughton, Udit Halder 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
確率的衝突予測への高精度かつ効率的なアプローチ
車両運動をガウス過程で表し、初通過時間分布と次元削減変換を用いることで、既存手法と同等の精度を保ちつつ最大10倍高速な衝突予測を実現した。
原題: An accurate and efficient approach to probabilistic conflict prediction ／ Christian E. Roelofse, Corné E. van Daalen
日本語で読む → - 論文宇宙ロボティクスロボティクス
深層強化学習を用いた露出ベースの多エージェントによるタンブリングターゲットの検査
深層強化学習で訓練した階層型マルチエージェントシステムにより、予測不能に回転する宇宙ターゲットを自律的に検査する手法を提案し、90%以上の表面を観測することに成功した。
原題: Exposure-Based Multi-Agent Inspection of a Tumbling Target Using Deep Reinforcement Learning ／ Joshua Aurand, Steven Cutlip, Henry Lei 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
視覚・言語・行動の統合モデリングによる混雑環境での指示対象把持
言語指示に基づき混雑環境で対象物を把持するため、視覚・言語・行動を物体中心表現で統合的にモデル化し、柔軟な指示と未見物体への汎化を実現した。
原題: A Joint Modeling of Vision-Language-Action for Target-oriented Grasping in Clutter ／ Kechun Xu, Shuqi Zhao, Zhongxiang Zhou 他
日本語で読む → - 論文タスクプランニングロボティクス
大規模言語モデルを用いた振る舞い木に基づくロボットタスク生成
大規模言語モデルを活用し、抽象的なタスク記述から振る舞い木を自動生成する手法を提案。Phase-Stepプロンプトと振る舞い木埋め込み検索を組み合わせ、事前定義されたプリミティブタスクなしでクロスドメイン生成を可能にした。
原題: Robot Behavior-Tree-Based Task Generation with Large Language Models ／ Yue Cao, C. S. George Lee
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
異種防衛者による境界防衛のための効率的アルゴリズム
異なる能力を持つ防衛者チームで境界への連続攻撃を迎撃する問題に対し、ネットワークフローと整数計画法による最適解法と、防衛者ペアリングのヒューリスティックによる準最適解法を提案し、計算負荷を大幅に削減した。
原題: Efficient Algorithms for Boundary Defense with Heterogeneous Defenders ／ Si Wei Feng, Jingjin Yu
日本語で読む → - 論文自律ナビゲーションロボティクス
自律ナビゲーションにおける深層学習応用と手法の最新動向：包括的レビュー
自律ナビゲーションの障害物検出・シーン認識・経路計画・制御に用いられるエンドツーエンド深層学習手法を体系的に調査し、課題と将来展望をまとめたレビュー論文。
原題: Recent Advancements in Deep Learning Applications and Methods for Autonomous Navigation: A Comprehensive Review ／ Arman Asgharpoor Golroudbari, Mohammad Hossein Sabour
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
二階系の軌道最適化のためのLegendre-Gauss擬スペクトル選点法
二階常微分方程式で表されるロボット系の軌道最適化に対し、速度と位置の多項式の整合性を保ちつつ初期値問題も解けるLegendre-Gauss選点法を提案した。
原題: A Legendre-Gauss Pseudospectral Collocation Method for Trajectory Optimization in Second Order Systems ／ Siro Moreno-Martín, Lluís Ros, Enric Celaya
日本語で読む → - 論文ゲーム理論/逆強化学習ロボティクス
動的ゲームにおける部分観測からのプレイヤー目的のオンライン・オフライン学習
ノイズを含む部分的な状態観測から、連続動的ゲームにおける各プレイヤーの目的（コストパラメータ）をナッシュ均衡制約を通じて推定する手法を提案し、交通シナリオで有効性を示した。
原題: Online and Offline Learning of Player Objectives from Partial Observations in Dynamic Games ／ Lasse Peters, Vicenç Rubies-Royo, Claire J. Tomlin 他
日本語で読む → - 論文計画ロボティクス
DiSProD: 計画のための微分可能な記号的分布伝播
連続状態・行動空間の確率的環境で、将来軌道の分布を記号グラフで近似伝播し、方策の価値を微分可能に表現して勾配ベースの長期計画を行うオンラインプランナーを提案。
原題: DiSProD: Differentiable Symbolic Propagation of Distributions for Planning ／ Palash Chatterjee, Ashutosh Chapagain, Weizhe Chen 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 → - 論文群制御ロボティクス
電力線点検タスクにおける空中認知マルチロボットシステムのための多層ソフトウェアアーキテクチャ
複数のクアッドロータによる電力線点検支援の協調ミッションを実現する多層ソフトウェアアーキテクチャを提案し、安全性と認知機能を統合してシミュレーションで有効性を示した。
原題: A Multi-Layer Software Architecture for Aerial Cognitive Multi-Robot Systems in Power Line Inspection Tasks ／ Giuseppe Silano, Jan Bednar, Tiago Nascimento 他
日本語で読む → - 論文自動運転/動作計画ロボティクス
分岐モデル予測制御によるインタラクションと意思決定を考慮した動作計画
人間ドライバーの多様性・反応性・意思決定を考慮し、分岐モデル予測制御で自動運転車の動作計画を行うフレームワークを提案。
原題: Interaction and Decision Making-aware Motion Planning using Branch Model Predictive Control ／ Rui Oliveira, Siddharth H. Nair, Bo Wahlberg
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
知っていることを訓練せよ：Transporter Networksによる高精度ピックアンドプレース
Transporter Networksのピックアンドプレース精度を向上させる新しい訓練法と反復推論法を提案し、8つのシミュレーションタスクで回転・並進誤差を最大60%削減、実機での教示実験も検証した。
原題: Train What You Know -- Precise Pick-and-Place with Transporter Networks ／ Gergely Sóti, Xi Huang, Christian Wurll 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
意味的に想像された経験によるロボット学習のスケーリング
テキストから画像を生成する拡散モデルを使い、既存のロボット操作データセットに多様な物体や背景を描き加えるデータ拡張手法ROSIEを提案。実世界実験で未見の物体やタスクへの汎化性能と外乱への頑健性が向上することを示した。
原題: Scaling Robot Learning with Semantically Imagined Experience ／ Tianhe Yu, Ted Xiao, Austin Stone 他
日本語で読む → - 論文マイクロマニピュレーションロボティクス
マイクロサージェリ向けグリッパ一体型ミリメートルスケール腱駆動連続体手首
2光子重合で作製した1.25mm角の柔軟手首に腱とグリッパを組み込み、90度以上の屈曲と把持を実現した。
原題: Toward a Millimeter-Scale Tendon-Driven Continuum Wrist with Integrated Gripper for Microsurgical Applications ／ Alexandra Leavitt, Ryan Lam, Nichols Crawford Taylor 他
日本語で読む → - 論文自動運転機械学習
協調的渋滞緩和に向けて
人間ドライバーと運転ポリシーが共有制御で協力して渋滞を緩和する枠組みを提案し、CARLAとFlowを用いたヒューマン・イン・ザ・ループ実験の計画を述べた進行中の研究。
原題: Towards Co-operative Congestion Mitigation ／ Aamir Hasan, Neeloy Chakraborty, Cathy Wu 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 → - 論文群制御ロボティクス
強化学習と逐次最適化を組み合わせたロボット交通の無信号交差点管理
強化学習でロボットの交差点通過順序を決め、その順序に従って軌道を逐次最適化することで、安全かつリアルタイムな無信号交差点管理を実現した。
原題: Reinforcement Learning Aided Sequential Optimization for Unsignalized Intersection Management of Robot Traffic ／ Nishchal Hoysal G., Pavankumar Tallapragada
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
確率的移動時間下でのマルチエージェント経路探索におけるオンライン再計画と適応的パラメータ更新
移動時間が連続的かつ確率的で分布が未知の環境で、ロボット群の経路をオンラインで再計画し、ベイズ推定で移動時間分布を更新する手法を提案。シミュレーションで競合を50%以上削減し、総移動時間も短縮した。
原題: Online Re-Planning and Adaptive Parameter Update for Multi-Agent Path Finding with Stochastic Travel Times ／ Atsuyoshi Kita, Nobuhiro Suenari, Masashi Okada 他
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