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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: 2022/12/1 ／ 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
Prim-LAfD: デモンストレーションから挿入タスクのプリミティブベーススキルを学習・適応するフレームワーク
人間のデモンストレーションを密な報酬として用い、ブラックボックス最適化でプリミティブパラメータを学習・適応させることで、挿入タスクを短時間かつデータ効率的に獲得する手法を提案。
原題: Prim-LAfD: A Framework to Learn and Adapt Primitive-Based Skills from Demonstrations for Insertion Tasks ／ Zheng Wu, Wenzhao Lian, Changhao Wang 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
動的障害物環境における適応的動作プリミティブを学習する方策最適化
動的障害物を含む環境で非ホロノミックロボットの運動学的・動学的制約を考慮した操舵関数を方策最適化で学習し、サンプリングベースおよびラティスベースのプランナに組み込むことで衝突のない軌道計画を実現した。
原題: Policy Optimization to Learn Adaptive Motion Primitives in Path Planning with Dynamic Obstacles ／ Brian Angulo, Aleksandr Panov, Konstantin Yakovlev
日本語で読む → - 論文sim2real機械学習
支援タスクにおける汎化を可能にする表現学習
ロボットが人間を支援するタスクでは、多様な人間の方策への汎化が課題となる。本研究は、人間方策の潜在表現を学習し、テスト時のインタラクションで適応させる手法を提案し、分布外の方策への汎化性能を評価した。
原題: Learning Representations that Enable Generalization in Assistive Tasks ／ Jerry Zhi-Yang He, Aditi Raghunathan, Daniel S. Brown 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
都市環境における遮蔽領域を考慮した経路計画
LiDAR点群の遮蔽部分をインペインティングで補完し、遮蔽のある都市空間でも動的に実行可能な経路を計画するフレームワークを提案した。
原題: Planning Paths through Occlusions in Urban Environments ／ Yutao Han, Youya Xia, Guo-Jun Qi 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
マルチロボットのタスク割り当てにおける確率制御のための比例制御
ロボット群のタスク割り当てを確率ジャンプ過程としてモデル化し、比例制御で平均と分散を調整して不確実性の影響を抑える手法を提案。
原題: Proportional Control for Stochastic Regulation on Allocation of Multi-Robots ／ Thales C. Silva, Victoria Edwards, M. Ani Hsieh
日本語で読む → - 論文データセットロボティクス
X-MAS: 実環境での屋外監視のための超大規模マルチモーダルセンサデータセット
悪天候や低照度を含む屋外監視タスク向けに、RGB・赤外・熱・深度画像とLiDARを組み合わせた50万組以上の一人称視点マルチモーダルデータセットを構築した。
原題: X-MAS: Extremely Large-Scale Multi-Modal Sensor Dataset for Outdoor Surveillance in Real Environments ／ DongKi Noh, Changki Sung, Teayoung Uhm 他
日本語で読む → - 論文インピーダンス制御ロボティクス
先制的衝撃低減と接触インピーダンス制御の滑らかな接続
近接センサを用いた先制的な衝撃低減と従来の接触インピーダンス制御を、直列結合インピーダンス制御の枠組みで滑らかに遷移させる手法を提案し、実機実験で有効性を示した。
原題: Smoothly Connected Preemptive Impact Reduction and Contact Impedance Control ／ Hikaru Arita, Hayato Nakamura, Takuto Fujiki 他
日本語で読む → - 論文VLA画像認識
BEVBert：言語誘導ナビゲーションのためのマルチモーダル地図事前学習
視覚と言語によるナビゲーション（VLN）向けに、局所的な距離地図と大域的なトポロジカル地図を組み合わせたハイブリッド地図表現を事前学習する手法を提案し、4つのベンチマークで最高性能を達成した。
原題: BEVBert: Multimodal Map Pre-training for Language-guided Navigation ／ Dong An, Yuankai Qi, Yangguang Li 他
日本語で読む → - 論文階層強化学習ロボティクス
SHIRO: ソフト階層強化学習
階層強化学習にエントロピー最大化を導入し、高レベルと低レベルの両方で効率的な探索を実現するオフポリシー手法を提案。ロボット制御ベンチマークで最先端性能を達成。
原題: SHIRO: Soft Hierarchical Reinforcement Learning ／ Kandai Watanabe, Mathew Strong, Omer Eldar
日本語で読む → - 論文連続体ロボットロボティクス
一般ストリング配線を持つ可変曲率連続体ロボットの形状センシングのためのリー群定式化と感度解析
アクチュエータ腱と計測ストリングを用いた連続体ロボットの形状センシングと順運動学を、リー群を用いて定式化し、ストリング配線の最適化と精度評価を行った研究。
原題: Lie Group Formulation and Sensitivity Analysis for Shape Sensing of Variable Curvature Continuum Robots with General String Encoder Routing ／ Andrew L. Orekhov, Elan Z. Ahronovich, Nabil Simaan
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
関節物体のロボットマニピュレーションのための連続POMDPにおけるタスク指向探索
タスクに関連する不確実性と無関係な不確実性が混在する連続POMDPにおいて、長期計画を可能にするオンラインソルバSTRUGを提案し、関節物体のマニピュレーションで既存手法を上回る性能を示した。
原題: Task-Directed Exploration in Continuous POMDPs for Robotic Manipulation of Articulated Objects ／ Aidan Curtis, Leslie Kaelbling, Siddarth Jain
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
イベントトリガ型通信と合意形成制御の深層強化学習による分散協調搬送
マルチエージェント強化学習で、近傍エージェントと合力・トルクを合意形成しつつ通信タイミングを学習し、訓練時と台数が異なる状況でも協調搬送を可能にする手法を提案。
原題: Deep reinforcement learning of event-triggered communication and consensus-based control for distributed cooperative transport ／ Kazuki Shibata, Tomohiko Jimbo, Takamitsu Matsubara
日本語で読む → - 論文水中ナビゲーションロボティクス
単眼カメラと単一ビームソナーによるドメインランダム化を用いた水中衝突回避ナビゲーション
単眼カメラと単一ビームソナーのみを搭載した低コスト水中ロボットが、ドメインランダム化を用いた強化学習により未知環境で障害物を避けながらウェイポイントへ自律航行する手法を提案した。
原題: Monocular Camera and Single-Beam Sonar-Based Underwater Collision-Free Navigation with Domain Randomization ／ Pengzhi Yang, Haowen Liu, Monika Roznere 他
日本語で読む → - 論文制御/MPCロボティクス
トラクタ・トレーラ車両の前後進マヌーバのための非線形MPCローカルプランナ
トラクタ・トレーラ車両の前進・後退マヌーバにおいて、ジャックナイフ回避や障害物回避、経路追従を同時に実現する非線形MPCローカルプランナを提案し、Gazeboシミュレーションで有効性を検証した。
原題: A Non-linear MPC Local Planner for Tractor-Trailer Vehicles in Forward and Backward Maneuvering ／ Behnam Moradi, Mehran Mehrandezh
日本語で読む → - 論文モデルベース制御ロボティクス
予測サンプリング：MuJoCoによるリアルタイム行動生成
MuJoCo物理に基づくリアルタイム予測制御のためのオープンソース対話型アプリとフレームワークMJPCを公開し、iLQG・勾配降下法・予測サンプリングの3つのプランナを実装した。
原題: Predictive Sampling: Real-time Behaviour Synthesis with MuJoCo ／ Taylor Howell, Nimrod Gileadi, Saran Tunyasuvunakool 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
脚式ロボットのための地形認識型移動
脚式ロボットがセンサで地形を知覚し、その情報に基づいて歩行を計画・制御するための手法を、固有感覚と外界感覚の両面から提案した論文。
原題: On Terrain-Aware Locomotion for Legged Robots ／ Shamel Fahmi
日本語で読む → - 論文オフライン強化学習機械学習
オフライン強化学習を流す：正規化フローの潜在空間で保守的エージェントを訓練
正規化フローで行動を潜在空間にエンコードし、その空間で強化学習を行うことで、オフラインデータ外の行動を避けつつ保守的な方策を学習する手法を提案。
原題: Let Offline RL Flow: Training Conservative Agents in the Latent Space of Normalizing Flows ／ Dmitriy Akimov, Vladislav Kurenkov, Alexander Nikulin 他
日本語で読む → - 論文継続学習機械学習
スケーラブルな継続学習のための方策部分空間の構築
タスク列に応じて適応的に成長する方策の部分空間を強化学習で構築し、破滅的忘却を防ぎつつ継続学習を効率化する手法CSPを提案した。
原題: Building a Subspace of Policies for Scalable Continual Learning ／ Jean-Baptiste Gaya, Thang Doan, Lucas Caccia 他
日本語で読む → - 論文拡散モデル機械学習
聴いて、ノイズ除去して、動け！拡散モデルによる音声駆動モーション合成
音声に合わせた人間の動き（ダンスやジェスチャー）を拡散モデルで生成する手法を提案し、スタイル制御や専門家の積アンサンブルによる補間も実現した。
原題: Listen, Denoise, Action! Audio-Driven Motion Synthesis with Diffusion Models ／ Simon Alexanderson, Rajmund Nagy, Jonas Beskow 他
日本語で読む → - 論文分散推定ロボティクス
分散フィルタリングにおけるミッション認識型情報価値検閲
ネットワーク内の各エージェントが近傍とのみ通信しながら分散推定を行う際、情報価値に基づいて通信を検閲することで通信効率を高める手法を提案し、目標追跡シミュレーションで有効性を示した。
原題: Mission-Aware Value of Information Censoring for Distributed Filtering ／ Miguel Calvo-Fullana, Jonathan P. How
日本語で読む → - 論文行動予測ロボティクス
ギャップ受容シナリオにおける人間行動予測モデルのベンチマーク
車両間のインタラクションをギャップ受容シナリオとして再構成し、任意のモデル・指標・シナリオで評価できるフレームワークを構築した。最先端の予測モデルを評価した結果、最も安全上重要な状況で信頼性が低いことが示された。
原題: Benchmark for Models Predicting Human Behavior in Gap Acceptance Scenarios ／ Julian Frederik Schumann, Jens Kober, Arkady Zgonnikov
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
適応型ロボット応用のためのSim2Real把持姿勢推定
ドメインランダム化によるsim2real手法で実世界ギャップとデータ不足を克服し、実時間型と高精度型の2つの視覚ベース多物体把持姿勢推定モデルを提案。実機のピック&プレースでそれぞれ80%と96.67%の成功率を達成した。
原題: Sim2Real Grasp Pose Estimation for Adaptive Robotic Applications ／ Dániel Horváth, Kristóf Bocsi, Gábor Erdős 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
探索・検出のための自律ドローンシステム：設計から実装まで
行方不明者や火災地点を探索するドローンシステムを提案し、ベイズ推論に基づく経路計画とResNetによる目標検出を組み合わせて、ミッション時間を大幅に短縮できることを示した。
原題: A Search and Detection Autonomous Drone System: from Design to Implementation ／ Mohammadjavad Khosravi, Rushiv Arora, Saeede Enayati 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習cs.MA
グラフニューラルネットワークによる情報集約で実現するスケーラブルなマルチエージェント強化学習
各エージェントが近傍情報のみを使うマルチエージェント強化学習において、グラフニューラルネットワークでActorとCriticの局所情報を集約するInforMARLを提案し、サンプル効率と任意のエージェント数・障害物数へのスケーラビリティを向上させた。
原題: Scalable Multi-Agent Reinforcement Learning through Intelligent Information Aggregation ／ Siddharth Nayak, Kenneth Choi, Wenqi Ding 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
StructDiffusion: 未知物体を用いた言語誘導による物理的に妥当な構造物の構築
拡散モデルと物体中心トランスフォーマーを組み合わせ、部分視点の点群と言語ゴールから物理的に妥当な構造物を組み立てる手法を提案。未知物体でも既存手法より平均16%成功率が向上。
原題: StructDiffusion: Language-Guided Creation of Physically-Valid Structures using Unseen Objects ／ Weiyu Liu, Yilun Du, Tucker Hermans 他
日本語で読む → - 論文教育・教示AI
人間への運動制御タスクの支援的教示
強化学習のスキル発見を活用し、運動制御タスクを教示可能なスキルに分解して個別化された訓練を生成するAI支援教示アルゴリズムを提案し、運転や文字書きタスクで有効性を示した。
原題: Assistive Teaching of Motor Control Tasks to Humans ／ Megha Srivastava, Erdem Biyik, Suvir Mirchandani 他
日本語で読む → - 論文タスク計画ロボティクス
Foonによる知識検索
グラフ探索による知識検索を用いて、多数の動画からロボットの操作手順を獲得する手法を提案した論文。
原題: Knowledge Retrieval using Foon ／ Vara Bhavya Sri Malli
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/トポロジー最適化ロボティクス
設計依存型マルチマテリアルトポロジー最適化による空気圧ソフトグリッパの自動設計
マルチマテリアル3Dプリントを前提に、設計依存型のトポロジー最適化で果実収穫などに使うソフトグリッパを自動設計する手法を提案し、内外圧境界や気密性も扱えるようにした。
原題: Automated design of pneumatic soft grippers through design-dependent multi-material topology optimization ／ Josh Pinskier, Prabhat Kumar, Matthijs Langelaar 他
日本語で読む → - 論文sim2realcs.GR
NaRPA: 宇宙航行のためのナビゲーション・レンダリングパイプライン
宇宙機の画像観測を物理ベースでシミュレーションするレイトレーシングCGエンジンを開発し、ステレオ画像生成や微分可能レンダリングによる姿勢推定への応用を示した。
原題: NaRPA: Navigation and Rendering Pipeline for Astronautics ／ Roshan Thomas Eapen, Ramchander Rao Bhaskara, Manoranjan Majji
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
低コストロボットシステムによるJengaプレイのための深層インスタンスセグメンテーションとビジュアルサーボ
低コストなロボットアームと深度カメラ、力センサを用いて、深層インスタンスセグメンテーションとビジュアルサーボによりJengaのブロックを正確に引き抜くシステムを開発した。
原題: Deep Instance Segmentation and Visual Servoing to Play Jenga with a Cost-Effective Robotic System ／ Luca Marchionna, Giulio Pugliese, Mauro Martini 他
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