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: 2022/2/1 ／ 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ADAS安全性評価ロボティクス
車間追従における先進運転支援システムの形式的安全性評価とシナリオサンプリング
車間追従システムの安全性を、偏りのない効率的なシナリオサンプリングで評価する枠組みを提案し、Openpilotなどの実システムに適用した。
原題: A Formal Safety Characterization of Advanced Driver Assist Systems in the Car-Following Regime with Scenario-Sampling ／ Bowen Weng, Minghao Zhu, Keith Redmill
日本語で読む → - 論文ロボカップ/群制御ロボティクス
RoboCup小型リーグ向けINPUTチームの技術紹介2022
長岡地域の技術力を示すためRoboCupサッカー小型リーグに参加するINPUTチームが、ロボットv2019とv2022、AIシステム、地域企業との連携開発を紹介するチーム記述論文。
原題: INPUT Team Description Paper in 2022 ／ Masaki Yasuhara, Tomoya Takahashi, Hiroki Maruta 他
日本語で読む → - 論文把持ロボティクス
ロボット把持の古典から現代まで：サーベイ
ロボット把持の研究史を解析的手法からデータ駆動型・意味論的把持まで概観し、今後の課題と研究方向を整理したサーベイ論文。
原題: Robotic Grasping from Classical to Modern: A Survey ／ Hanbo Zhang, Jian Tang, Shiguang Sun 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
脚式ロボットのための足速度プリインテグレーション因子を用いた状態推定器STEP
ステレオカメラの体速度を利用して足先速度を観測可能にし、接触検出を不要にした脚式ロボットの状態推定手法を提案し、不整地や滑りやすい地形での実験で有効性を示した。
原題: STEP: State Estimator for Legged Robots Using a Preintegrated foot Velocity Factor ／ Yeeun Kim, Byeongho Yu, Eungchang Mason Lee 他
日本語で読む → - 論文地形推定ロボティクス
サスペンション動力学の固有感覚センシングによるオフロード車両の地形パラメータ推定
車両のサスペンションによる上下動をモデル化し、IMUの加速度・角速度から地形の沈下指数をオンライン推定することで、地形パラメータ推定と軌道予測の精度が大きく向上することをシミュレーションで示した論文。
原題: Terrain parameter estimation from proprioceptive sensing of the suspension dynamics in offroad vehicles ／ Jake Buzhardt, Phanindra Tallapragada
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ルービックキューブによるロボットマニピュレーションのベンチマーク
ルービックキューブ操作を、精密かつ連続的なマニピュレーション能力を測る標準ベンチマークとして提案し、PR2ロボットで2種類の手法を比較評価した。
原題: Benchmarking Robot Manipulation with the Rubik's Cube ／ Boling Yang, Patrick E. Lancaster, Siddhartha S. Srinivasa 他
日本語で読む → - 論文手術ロボット制御ロボティクス
遠隔運動中心と工具空間制約を実現するパッシブアドミタンス制御：手術支援への応用
人間が操作する手術ロボットにおいて、遠隔運動中心と禁止領域への侵入防止を保証するアドミタンス制御を設計し、受動性による安定性を証明した。
原題: A passive admittance controller to enforce Remote Center of Motion and Tool Spatial constraints with application in hands-on surgical procedures ／ Theodora Kastritsi, Zoe Doulgeri
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
人間-ロボット相互作用のためのVR・AR・MR：サーベイと仮想デザイン要素の分類体系
VAM-HRI分野の研究を整理するため、仮想デザイン要素を4カテゴリに分類する新たな分類フレームワークを提案し、30年の発展と今後の方向性を論じたサーベイ論文。
原題: Virtual, Augmented, and Mixed Reality for Human-Robot Interaction: A Survey and Virtual Design Element Taxonomy ／ Michael Walker, Thao Phung, Tathagata Chakraborti 他
日本語で読む → - 論文アクチュエータ設計ロボティクス
脚式ロボット向け3Dプリント製オープンソースアクチュエータの設計と特性評価
8〜15kg級の脚式ロボット向けに、既製品と3Dプリント部品だけで1個200ドル未満で作れる準ダイレクトドライブアクチュエータを2種類設計し、機械・電気・熱特性を評価した論文。
原題: Design and Characterization of 3D Printed, Open-Source Actuators for Legged Locomotion ／ Karthik Urs, Challen Enninful Adu, Elliott J. Rouse 他
日本語で読む → - 論文自動運転/速度計画ロボティクス
ジャーク制約付き自動運転車の線形計画法による速度計画
衝突回避・速度制限・乗り心地を満たす速度計画を、ジャーク制約と障害物回避を組み込んだ線形計画問題として定式化し、実車試験で有効性を確認した論文。
原題: Jerk Constrained Velocity Planning for an Autonomous Vehicle: Linear Programming Approach ／ Yutaka Shimizu, Takamasa Horibe, Fumiya Watanabe 他
日本語で読む → - 論文ヒューマンロボットインタラクションロボティクス
競争型ヒューマンロボットインタラクションによる運動意欲の向上
フェンシングゲームを舞台に、マルチエージェント強化学習で人間と競争できるロボットを開発し、人間の心拍数を高め運動意欲を引き出すことを示した研究。
原題: Motivating Physical Activity via Competitive Human-Robot Interaction ／ Boling Yang, Golnaz Habibi, Patrick E. Lancaster 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実行可能レンチ集合の計算
脚式ロボットが接地を介して重心に加えられる実行可能なレンチの集合を、不整地や摩擦・駆動限界を考慮して計算する手法を提案し、接触切替の実現可能性評価や非駆動方向の同定に応用する。
原題: Feasible Wrench Set Computation for Legged Robots ／ Ander Vallinas Prieto, Arvid Q. L. Keemink, Edwin H. F. van Asseldonk 他
日本語で読む → - 論文全身制御/MPCロボティクス
衝突回避を考慮した全身動的移動・操作のためのMPC
脚式移動マニピュレータの全身計画において、自己衝突と環境衝突をソフト制約としてMPCに組み込み、動的な移動・操作を衝突なく実現する手法を提案した。
原題: A Collision-Free MPC for Whole-Body Dynamic Locomotion and Manipulation ／ Jia-Ruei Chiu, Jean-Pierre Sleiman, Mayank Mittal 他
日本語で読む → - 論文車両制御ロボティクス
オンボードカメラとIMUを用いたアグレッシブなレースカードリフト制御
車載カメラとIMUのみでドリフト走行を安定化させる制御系を提案し、1/10スケールカーで円軌道ドリフトの有効性を実証した。
原題: Aggressive Racecar Drifting Control Using Onboard Cameras and Inertial Measurement Unit ／ Shuaibing Lin, JiaLiang Qu, Zishuo Li 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
ソフトロボット操作のための物理情報シミュレーションモデル学習：誘電体エラストマーアクチュエータの事例研究
材料特性のニューラルネットワークと解析的動力学を組み合わせた微分可能モデルをFEMデータから学習し、DEAによるコイン引きタスクのシミュレーション・制御・推論で有効性を示した。
原題: Learning physics-informed simulation models for soft robotic manipulation: A case study with dielectric elastomer actuators ／ Manu Lahariya, Craig Innes, Chris Develder 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
深層Q学習による倉庫ロボットの自律ナビゲーション
深層強化学習とQ学習の変種を用いて、倉庫内でのロボットの障害物回避・ナビゲーションと、製品配置の空間利用最大化を単機・複数機の両ケースで2Dシミュレーション上で実現した論文。
原題: Autonomous Warehouse Robot using Deep Q-Learning ／ Ismot Sadik Peyas, Zahid Hasan, Md. Rafat Rahman Tushar 他
日本語で読む → - 論文LiDARオドメトリ画像認識
代表構造発見と3D固有誤差モデリングによる堅牢な自己教師ありLiDARオドメトリ
信頼できる構造に着目した2段階ネットワークと3D点共分散に基づく誤差の重み付け、マッピングへの統合により、自己教師ありLiDARオドメトリの精度とロバスト性を向上させた研究。
原題: Robust Self-Supervised LiDAR Odometry via Representative Structure Discovery and 3D Inherent Error Modeling ／ Yan Xu, Junyi Lin, Jianping Shi 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント計画ロボティクス
GameOpt: 動的交差点のための最適リアルタイムマルチエージェント計画と制御
オークションによる進入順序決定と最適化ベースの軌道計画を組み合わせ、無信号多車線交差点をリアルタイム（10ms未満）で協調制御する手法を提案。スループット25%以上改善、到達時間75%短縮、燃費33%削減を達成。
原題: GAMEOPT: Optimal Real-time Multi-Agent Planning and Control for Dynamic Intersections ／ Nilesh Suriyarachchi, Rohan Chandra, John S. Baras 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
機械的探索のための階層型方策学習
散らかった環境から対象物を取り出すMechanical Searchを階層型POMDPとして定式化し、押し動作と行動選択のサブ方策を強化学習で学習して成功率を32%未満から約80%へ向上させた論文。
原題: Hierarchical Policy Learning for Mechanical Search ／ Oussama Zenkri, Ngo Anh Vien, Gerhard Neumann
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
運動学的冗長系におけるレンチ最大化とUVMSでの実験
水中ロボットマニピュレータシステム(UVMS)において、望む方向の接触レンチを最大化する最適姿勢とアクチュエータ力を線形計画法と二段階最適化で求める手法を提案し、実機実験で従来法より大幅なレンチ能力向上を示した。
原題: Maximising Wrenches for Kinematically Redundant Systems with Experiments on UVMS ／ Wilhelm Johan Marais, Stefan B. Williams, Oscar Pizarro
日本語で読む → - 論文品質多様性最適化cs.NE
大規模並列化による品質多様性最適化の高速化
MAP-ElitesをGPU/TPU上の大規模並列評価で加速するQDaxを提案し、実行時間を約100分の1に短縮した。
原題: Accelerated Quality-Diversity through Massive Parallelism ／ Bryan Lim, Maxime Allard, Luca Grillotti 他
日本語で読む → - 論文群衆ナビゲーションロボティクス
群衆ナビゲーションアルゴリズムの社会的同調性を評価する指標
群衆ナビゲーションアルゴリズムを効率性と社会的同調性の両面で公平に比較するための指標と多様なシナリオからなる評価プロトコルを提案し、最先端手法の汎化課題を明らかにした。
原題: Metrics for Evaluating Social Conformity of Crowd Navigation Algorithms ／ Junxian Wang, Wesley P. Chan, Pamela Carreno-Medrano 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ソフトロボットの這行を学習：設計と制御の同時最適化とsim-to-real転送
有限要素シミュレーションとモデル次数低減を組み合わせ、強化学習でソフト脚ロボットの設計と制御を同時最適化し、実機へゼロショット転送して専門家設計を上回る這行ロボットを実現した。
原題: Soft Robots Learn to Crawl: Jointly Optimizing Design and Control with Sim-to-Real Transfer ／ Charles Schaff, Audrey Sedal, Matthew R. Walter
日本語で読む → - 論文ヒューマノイド/センサキャリブレーションロボティクス
自分でキャリブレーションする力覚センサ内蔵シューズ
小型ヒューマノイドが全身軌道運動中のCoP・GRFの誤差最小化により足部力覚センサを自律キャリブレーションする手法を提案し、NAOで有効性を示した。
原題: Watch Me Calibrate My Force-Sensing Shoes! ／ Yuanfeng Han, Boren Jiang, Gregory S. Chirikjian
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
高出力運搬能力を備えた四足歩行ロボットKirin
直動式準ダイレクトドライブ脚を採用した50kg級四足ロボットKirinを開発し、静止時125kgの持ち上げと動的トロット時50kgの運搬を実証した。
原題: Kirin: A Quadruped Robot with High Payload Carrying Capability ／ Yueheng Zhou, Ming Liu, Chaoyang Song 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/マニピュレーションロボティクス
ソフトリングアクチュエータに埋め込んだ柔軟センサによる把持内回転操作の自己組織化支援
5本指のソフトリングアクチュエータに柔軟センサを埋め込み、把持内操作中に対象物が時計回り・反時計回りのどちらに分岐回転するかを外部計測なしで識別できるようにした研究。
原題: Embedded Soft Sensing in Soft Ring Actuator for Aiding with theSelf-Organisation of the In-Hand Rotational Manipulation ／ Ryman Hashem, Fumiya Iida
日本語で読む → - 論文セマンティックセグメンテーション画像認識
オフロード細粒度セマンティックセグメンテーションのための能動的・対照学習フレームワーク
ピクセル単位のラベルなしでパッチ単位の弱教師あり学習と対照学習・適応クラスタリングにより、オフロードシーンの細粒度セマンティックセグメンテーションを実現し、リスク評価で難フレームを能動的に選択して新シーンへ効率的に適応する手法を提案。
原題: An Active and Contrastive Learning Framework for Fine-Grained Off-Road Semantic Segmentation ／ Biao Gao, Xijun Zhao, Huijing Zhao
日本語で読む → - 論文制御解析ロボティクス
モースグラフ：ロボットコントローラの大域ダイナミクスを解析する位相的ツール
状態空間を離散化し短い軌道の前進伝播だけでモースグラフを構築し、ロボットコントローラのアトラクタや吸引領域を高精度かつ効率的に解析する位相的枠組みを提案した。
原題: Morse Graphs: Topological Tools for Analyzing the Global Dynamics of Robot Controllers ／ Ewerton R. Vieira, Edgar Granados, Aravind Sivaramakrishnan 他
日本語で読む → - 論文UAV経路計画ロボティクス
UAVによる調査のための最短時間軌道生成
ドローンで対象領域を調査する際の時間最適な飛行経路を3次元で計画し、SOCP緩和で計算を高速化、実機クアッドロータで追従制御を実証した論文。
原題: Minimum time trajectory generation for surveying using UAVs ／ Tankasala Srinath, Pehlivanturk Can, Pryor Mitch
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
運動予測と参照ガバナによる低次から高次への動作計画：安全なロボットナビゲーション
低次（位置・速度制御）の参照動作計画を、運動予測と参照ガバナを用いて高次（加速度・ジャーク制御）ロボットモデルへ拡張するフィードバック動作計画フレームワークを提案し、安全性を予測運動範囲で評価して検証した。
原題: From Low to High Order Motion Planners: Safe Robot Navigation using Motion Prediction and Reference Governor ／ Aykut İşleyen, Nathan van de Wouw, Ömür Arslan
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