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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: 2022/11/1 ／ 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 →- 論文キャリブレーションロボティクス
静的物体情報を用いた自動運転車向けマルチLiDARシステムの効率的な外部キャリブレーション
地面点と柱の検出情報を入力とし、全センサのキャリブレーションを統合最適化問題として解くことで、動的環境でも効率的にLiDAR間の外部キャリブレーションを行う手法を提案した。
原題: Efficient Extrinsic Calibration of Multi-Sensor 3D LiDAR Systems for Autonomous Vehicles using Static Objects Information ／ Brahayam Ponton, Magda Ferri, Lars Koenig 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
歩行者環境におけるマルチロボットの社会性を考慮した協調計画：マルチエージェント強化学習によるアプローチ
歩行者がいる環境で複数のロボットが安全かつ効率的に協調移動できるよう、時空間グラフとKステップ先読み報酬を用いたマルチエージェント強化学習手法を提案した。
原題: Multi-robot Social-aware Cooperative Planning in Pedestrian Environments Using Multi-agent Reinforcement Learning ／ Zichen He, Chunwei Song, Lu Dong
日本語で読む → - 論文ヒューマン・イン・ザ・ループ/マニピュレーションロボティクス
実運用中のロボット学習：ヒューマン・イン・ザ・ループによる自律性と学習
人間とロボットが作業を分担し、ロボットが苦手な場面では人間が介入する枠組み「Sirius」を提案。人間の信頼度で重み付けした行動クローニングにより、実運用データから方策を改善する。
原題: Robot Learning on the Job: Human-in-the-Loop Autonomy and Learning During Deployment ／ Huihan Liu, Soroush Nasiriany, Lance Zhang 他
日本語で読む → - 論文協調認識画像認識
姿勢誤差に頑健な協調3D物体検出
複数エージェントの協調による3D物体検出において、姿勢推定誤差があっても高精度を維持するCoAlignを提案。エージェント-物体姿勢グラフとマルチスケール融合で誤差に頑健な検出を実現した。
原題: Robust Collaborative 3D Object Detection in Presence of Pose Errors ／ Yifan Lu, Quanhao Li, Baoan Liu 他
日本語で読む → - 論文マルチロボット軌道計画ロボティクス
Stackelbergメタ学習によるマルチロボット軌道計画の戦略的誘導
リーダーが未知のフォロワーを誘導する軌道計画問題をStackelbergゲームとして定式化し、メタ学習で少数データからフォロワー固有の協調戦略に迅速適応する手法を提案。
原題: Stackelberg Meta-Learning for Strategic Guidance in Multi-Robot Trajectory Planning ／ Yuhan Zhao, Quanyan Zhu
日本語で読む → - 論文タスク・動作計画ロボティクス
失敗から学ぶ：長期的タスク・動作計画におけるバックジャンピング
長期的なタスク・動作計画において、行き詰まりの原因となる行動を教師あり学習で特定し、効率的に探索を修正するバックジャンピング手法を提案した。
原題: Learning to Correct Mistakes: Backjumping in Long-Horizon Task and Motion Planning ／ Yoonchang Sung, Zizhao Wang, Peter Stone
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
柔らかいねじり梁の振動による調整可能な動的歩行
柔らかいねじり梁の振動を利用し、異方的な剛性を動的に連成させることで、単一の振動入力から調整可能な歩行を実現する機構を提案した。
原題: Tunable Dynamic Walking via Soft Twisted Beam Vibration ／ Yuhao Jiang, Fuchen Chen, Daniel M. Aukes
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
A1 SLAM: 四足歩行ロボットA1のオンボードセンサによるSLAM
Unitree A1の標準搭載センサのみで動作するオープンソースROSパッケージを開発し、LiDARオドメトリのスライディングウィンドウを用いた因子グラフ最適化により、激しい動きでもCartographerを上回るSLAM性能を実現した。
原題: A1 SLAM: Quadruped SLAM using the A1's Onboard Sensors ／ Jerred Chen, Frank Dellaert
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
両腕協調による食品すくい取りポリシーの学習
2本目の腕で食品を安定化させながらすくい取る両腕ロボット政策CARBSを提案し、多様な形状・硬さの食品への汎化を実現した。
原題: Learning Bimanual Scooping Policies for Food Acquisition ／ Jennifer Grannen, Yilin Wu, Suneel Belkhale 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
ロボット運動学と単眼内視鏡画像の蒸留埋め込みによる術野のメトリック深度推定と3D再構成
ロボット運動学と単眼内視鏡映像を深層学習で統合し、手術シーンのメトリック深度推定と3次元再構成を実現するフレームワークを提案した。
原題: Distilled Visual and Robot Kinematics Embeddings for Metric Depth Estimation in Monocular Scene Reconstruction ／ Ruofeng Wei, Bin Li, Hangjie Mo 他
日本語で読む → - 論文VLAAI
CAPE: 大規模言語モデルを用いた前提条件エラーからの是正行動生成
LLMによるロボット計画で、行動の前提条件が満たされないエラーに対し、少数例推論で是正行動を提案し、失敗からの回復を可能にする手法CAPEを提案。
原題: CAPE: Corrective Actions from Precondition Errors using Large Language Models ／ Shreyas Sundara Raman, Vanya Cohen, Ifrah Idrees 他
日本語で読む → - 論文屋内自律飛行ロボティクス
屋内タスク向け低コストドローンの開発
GPSが使えない屋内環境で自律飛行するため、LiDARで壁までの距離を測り自己位置推定に用いる低コストドローンを試作した。
原題: Desarollo de un Dron Low-Cost para Tareas Indoor ／ Martin Mattos, Ricardo Grando, André Kelbouscas
日本語で読む → - 論文運動学ロボティクス
ロボット運動学：運動・順逆キネマティクス・動力学
ロボットの運動、順運動学、逆運動学、動力学といった高度な運動学のトピックを、数式を多用して解説するチュートリアル記事。
原題: Robot Kinematics: Motion, Kinematics and Dynamics ／ Jiawei Zhang
日本語で読む → - 論文水中ロボット/ヒューマンロボットインタラクションHCI
HREyes：AUVが情報と視線方向を伝えるための生体模倣コミュニケーションデバイスの設計・開発・評価
AUVに搭載する生体模倣型の発光デバイスを開発し、光のアニメーションで情報を、目の模倣で視線方向をダイバーに伝える手法を提案・評価した。
原題: HREyes: Design, Development, and Evaluation of a Novel Method for AUVs to Communicate Information and Gaze Direction ／ Michael Fulton, Aditya Prabhu, Junaed Sattar
日本語で読む → - 論文ゲーム理論/軌道計画ロボティクス
未知の目的を持つ相手との軌道ゲームを学習する適応型モデル予測ゲームソルバー
相手の目的が未知の状況で、オンラインで目的を推定しながらゲーム理論に基づく軌道計画を行う適応型モデル予測ゲームソルバーを提案し、交通シナリオと実機実験で有効性を示した。
原題: Learning to Play Trajectory Games Against Opponents with Unknown Objectives ／ Xinjie Liu, Lasse Peters, Javier Alonso-Mora
日本語で読む → - 論文ヒューマノイド/人間工学的協調ロボティクス
人間とロボットの人間工学的協調荷物運搬のためのヒューマノイドロボット設計最適化
人間とヒューマノイドが協調して荷物を持ち上げる際の人間工学的な負担を最小化するため、ロボットの運動学・動力学パラメータを最適化し、ergoCubロボットの設計に適用した研究。
原題: Optimization of Humanoid Robot Designs for Human-Robot Ergonomic Payload Lifting ／ Carlotta Sartore, Lorenzo Rapetti, Daniele Pucci
日本語で読む → - 論文オフラインRL機械学習
エージェント制御表現：豊富な外生情報を用いた原理的なオフライン強化学習
複雑で時間依存な外生情報を含む視覚的観測から、マルチステップ逆モデルを用いて制御に必要な表現を学習するオフラインRL手法ACROを提案し、ベンチマークで有効性を示した。
原題: Agent-Controller Representations: Principled Offline RL with Rich Exogenous Information ／ Riashat Islam, Manan Tomar, Alex Lamb 他
日本語で読む → - 論文計画/推論AI
ハイブリッド信念POMDPにおけるモンテカルロ計画法
離散と連続の両方の確率変数を含むハイブリッド信念を持つPOMDPを、モンテカルロ木探索を用いて計画するアルゴリズムHB-MCPを提案し、データ対応付けが未解決な環境で評価した。
原題: Monte Carlo Planning in Hybrid Belief POMDPs ／ Moran Barenboim, Moshe Shienman, Vadim Indelman
日本語で読む → - 論文自動運転/安全性検証AI
モデル学習に基づく自動運転システムの安全性解析
自動運転システムの振る舞いを模倣する代理モデルを学習し、交通シナリオにおける安全特性を確率的保証付きで検証する手法を提案した。
原題: Safety Analysis of Autonomous Driving Systems Based on Model Learning ／ Renjue Li, Tianhang Qin, Pengfei Yang 他
日本語で読む → - 論文物体配置予測/先回り支援ロボティクス
時空間物体モデリングによる先回りロボット支援
家庭内の物体配置の時系列から生成グラフニューラルネットで物体移動を予測し、ユーザーの日常行動に先回りして物体を配置する支援手法を提案。HOMERデータセットも構築した。
原題: Proactive Robot Assistance via Spatio-Temporal Object Modeling ／ Maithili Patel, Sonia Chernova
日本語で読む → - 論文ランタイム検証制御
STLランタイム検証のためのコンフォーマル予測
確率的システムの信号時相論理仕様に対する違反確率を予測するため、コンフォーマル予測を用いて予測不確実性を定量化する2つのランタイム検証アルゴリズムを提案した。
原題: Conformal Prediction for STL Runtime Verification ／ Lars Lindemann, Xin Qin, Jyotirmoy V. Deshmukh 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
異種マルチロボットシステムの協調シミュレーション向け高信頼・低遅延同期ミドルウェア
ROS2とDDSを用いたマスターレスな同期ミドルウェアを開発し、GazeboとNS-3を連携させて異種マルチロボットの物理・ネットワーク協調シミュレーションを実現した。
原題: A Reliable and Low Latency Synchronizing Middleware for Co-simulation of a Heterogeneous Multi-Robot Systems ／ Emon Dey, Mikolaj Walczak, Mohammad Saeid Anwar 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
完全観測ポリシーを活用した部分観測下での強化学習
シミュレータで完全観測の専門家ポリシーをオフライン学習に利用し、部分観測環境でのオンライン強化学習性能を向上させる手法を提案。
原題: Leveraging Fully Observable Policies for Learning under Partial Observability ／ Hai Nguyen, Andrea Baisero, Dian Wang 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
空気圧式伸縮ソフトアクチュエータの軌道追従のための幾何学的逆運動学アプローチ
伸縮可能な多節ソフトロボットを剛体リンクと回転・並進関節で幾何学的に近似し、最適化により逆運動学を解いて軌道追従と先端角度制御を実現する手法を提案した。
原題: A geometric approach towards inverse kinematics of soft extensible pneumatic actuators intended for trajectory tracking ／ Mahboubeh Keyvanara, Arman Goshtasbi, Irene A. Kuling
日本語で読む → - 論文制御制御
知識ベースニューラル常微分方程式と深層アンサンブルを用いた学習強化型非線形モデル予測制御
知識ベースニューラルODEのアンサンブルで系の動力学を高精度に学習し、非線形MPCに組み込むことで閉ループ安定性を保証する枠組みを提案した。
原題: Learning-enhanced Nonlinear Model Predictive Control using Knowledge-based Neural Ordinary Differential Equations and Deep Ensembles ／ Kong Yao Chee, M. Ani Hsieh, Nikolai Matni
日本語で読む → - 論文食事支援ロボティクスロボティクス
視覚・触覚センシングを用いた口内へのロボットによる食事の運搬
食事支援ロボットが、力覚制御と小型の手首型エンドエフェクタを使い、食べ物を安全かつ快適に口の中へ運ぶ手法を提案し、11名のユーザー研究で有効性を示した。
原題: In-Mouth Robotic Bite Transfer with Visual and Haptic Sensing ／ Lorenzo Shaikewitz, Yilin Wu, Suneel Belkhale 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
単一デモンストレーションからの強化学習における逐次性の活用
単一のデモンストレーションから逐次的な目標条件付き方策を学習し、ヒューマノイドの歩行や立ち上がりなどの複雑なロボットタスクを高いサンプル効率で解決する手法を提案。
原題: Leveraging Sequentiality in Reinforcement Learning from a Single Demonstration ／ Alexandre Chenu, Olivier Serris, Olivier Sigaud 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
生体内での自律的な医療用針ステアリング
レーザーパターン加工した柔軟なステアリング針と再計画・制御により、生きた組織内で解剖学的障害物を避けながら目標に自律的に針を到達させる医療ロボットを開発し、ブタの生体実験で有効性を示した。
原題: Autonomous Medical Needle Steering In Vivo ／ Alan Kuntz, Maxwell Emerson, Tayfun Efe Ertop 他
日本語で読む → - 論文視覚慣性オドメトリロボティクス
ファクターグラフを用いたロバストな視覚慣性オドメトリのための深層IMUバイアス推定
視覚追跡が失敗した際の視覚慣性オドメトリの誤差蓄積を抑えるため、IMUバイアスの進化をニューラルネットワークで学習し、ファクターグラフに統合する手法を提案。
原題: Deep IMU Bias Inference for Robust Visual-Inertial Odometry with Factor Graphs ／ Russell Buchanan, Varun Agrawal, Marco Camurri 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ベイズマルチタスク学習MPCによるロボット移動マニピュレーション
ロボットの移動マニピュレーションにおいて、ベイズマルチタスク学習を用いて動力学の誤差をモデル化し、モデル予測制御と組み合わせることで、未知のタスクへの適応性を向上させる手法を提案した論文。
原題: Bayesian Multi-Task Learning MPC for Robotic Mobile Manipulation ／ Elena Arcari, Maria Vittoria Minniti, Anna Scampicchio 他
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