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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: 2026/4/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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要素ベースのフォーメーション制御：連続体力学からの統一的視点
連続体力学の変形勾配を用いて、フォーメーション制御のための統一的な要素ベースのフレームワークを構築し、様々な幾何学的不変性を実現する分散制御則を導出した。
原題: Element-based Formation Control: a Unified Perspective from Continuum Mechanics ／ Kun Cao, Lihua Xie
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DM$^3$-Nav: 分散型マルチエージェント・マルチモーダル・マルチオブジェクト意味的ナビゲーション
中央集権的な管理なしに、複数のロボットがアドホックな通信で協調し、複数の物体を探索・ナビゲーションする分散型システムを提案した。
原題: DM$^3$-Nav: Decentralized Multi-Agent Multimodal Multi-Object Semantic Navigation ／ Amin Kashiri, Atharva Jamsandekar, Yasin Yazıcıoğlu
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平面追従のためのフィードバック速度制御について
リーダーとフォロワーの平面追従問題に対し、新しいフィードバック速度制御則を提案し、安定性を証明した。実験とシミュレーションで検証し、Nエージェントへの拡張も示した。
原題: On Feedback Speed Control for a Planar Tracking ／ Xincheng Li, Tengyue Liu, Udit Halder
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証明書駆動の閉ループ型マルチエージェント経路探索と継承可能な分解手法
倉庫や物流でのマルチエージェント経路探索（MAPF）において、閉ループ型アルゴリズムの短期的視点による問題を解決するため、証明書軌道と艦隊予算を導入し、証明書改善更新のみを受け入れることで完全性を保証し、さらに予算に基づく分解で大規模問題を効率的に解く手法を提案した。
原題: Certificate-Driven Closed-Loop Multi-Agent Path Finding with Inheritable Factorization ／ Jiarui Li, Runyu Zhang, Gioele Zardini
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MARS-Dragonfly: モジュール型空中ロボットシステムの機敏で頑健な飛行制御
モジュール型空中ロボットシステム（MARS）の制御を、力・トルク等価でポリトープ制約を持つ仮想クアッドロータと二段階予測割り当てパイプラインを用いて実現し、多様な構成での安定飛行を可能にした。
原題: MARS-Dragonfly: Agile and Robust Flight Control of Modular Aerial Robot Systems ／ Rui Huang, Zhiqian Cai, Siyu Tang 他
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二台の四足ロボットによる協調搬送のための安全重視型集中非線形MPC
二台の四足ロボットが協調してペイロードを搬送する際に、衝突回避などの安全性を保証する集中型非線形モデル予測制御（NMPC）を提案し、実機実験で有効性を検証した。
原題: Safety-Critical Centralized Nonlinear MPC for Cooperative Payload Transportation by Two Quadrupedal Robots ／ Ruturaj S. Sambhus, Yicheng Zeng, Kapi Ketan Mehta 他
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マルチロボットサービスプロトタイプにおける集約プログラミングの活用
マルチロボットシステムの調整ソフトウェアに集約プログラミングを適用したプロトタイプを構築し、シミュレーションと大学図書館での実地試験で検証した。
原題: Exploiting Aggregate Programming in a Multi-Robot Service Prototype ／ Giorgio Audrito, Andrea Basso, Daniele Bortoluzzi 他
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安全なマルチエージェント航法のための微分可能な環境・軌道同時最適化
環境配置を変数として扱い、エージェントの軌道と環境を同時に最適化することで、安全な航法を実現する微分可能な最適化手法を提案した。
原題: Differentiable Environment-Trajectory Co-Optimization for Safe Multi-Agent Navigation ／ Zhan Gao, Gabriele Fadini, Stelian Coros 他
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PAINT: 脚式ロボットによるパートナー非依存・意図認識型協調運搬
脚式ロボットがパートナーの意図を proprioceptive 情報から推定し、地形に頑健な歩容と組み合わせて協調運搬を行う軽量な階層学習フレームワークを提案。多様な地形・荷物・パートナーでの実験で有効性を示した。
原題: PAINT: Partner-Agnostic Intent-Aware Cooperative Transport with Legged Robots ／ Zhihao Cao, Tianxu An, Chenhao Li 他
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ベイズ的専門家選択を備えた拡散ポリシーによる能動的多目標追跡
移動ロボットの能動的多目標追跡において、拡散ポリシーの専門家戦略選択をオフライン文脈的バンディット問題として定式化し、不確実性を考慮した悲観的選択（LCB基準）を行うベイズ的枠組みを提案した。
原題: Diffusion Policy with Bayesian Expert Selection for Active Multi-Target Tracking ／ Haotian Xiang, Qin Lu, Yaakov Bar-Shalom
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貪欲カルマン・スウォーム：過酷環境におけるロボット群の状態推定の改善
ロボット群の各ロボットが、利用可能な隣接ロボットの相対センシングデータを貪欲に統合して状態推定精度を向上させる分散手法を提案し、通信制約下でも中央集権的手法に近い性能を実現することをシミュレーションで示した。
原題: Greedy Kalman-Swarm: Improving State Estimation in Robot Swarms in Harsh Environments ／ Phunyapa Suksomboon, Paulo Garcia
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FORMULA: ニューラル障壁学習を用いた安全保証付きフォーメーションMPC
マルチロボットのフォーメーション制御において、MPCとニューラルCBFを統合し、手動設計なしで安全性を保証する分散型フレームワークを提案した。
原題: FORMULA: FORmation MPC with neUral barrier Learning for safety Assurance ／ Qintong Xie, Weishu Zhan, Peter Chin
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M²GRPO: 生体模倣水中ロボットの追跡のためのMambaベースのマルチエージェントグループ相対方策最適化
生体模倣水中ロボットの協調追跡問題に対し、Mambaポリシーとグループ相対方策最適化を組み合わせた新しいフレームワークM²GRPOを提案し、シミュレーションと実機実験で既存手法より高い追跡成功率と捕獲効率を達成した。
原題: M$^{2}$GRPO: Mamba-based Multi-Agent Group Relative Policy Optimization for Biomimetic Underwater Robots Pursuit ／ Yukai Feng, Zhiheng Wu, Zhengxing Wu 他
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軌道上宇宙AI：衛星コンステレーションのための連合・マルチエージェント・協調アルゴリズム
衛星コンステレーションの自律運用に向けたAI研究を、連合学習・マルチエージェント・協調センシングの3つのパラダイムで体系的に整理したサーベイ論文。
原題: On-Orbit Space AI: Federated, Multi-Agent, and Collaborative Algorithms for Satellite Constellations ／ Ziyang Wang
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PRoID: マルチロボット探索と中継における情報伝達率の予測
複数ロボットが未知環境を探索し情報を基地局へ届ける際、各ロボットがいつ探索をやめて中継すべきかを、学習した地図予測とチーム状況に基づき動的に判断する基準PRoIDを提案。故障リスクを考慮した拡張版も導入し、実データで固定スケジュール方式より高い性能を示した。
原題: PRoID: Predicted Rate of Information Delivery in Multi-Robot Exploration and Relaying ／ Seungchan Kim, Seungjae Baek, Micah Corah 他
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PREVENT-JACK: 長尺連結重型車両群のためのコンテキストステアリング
長い連結重型車両(HAV)の群れを対象に、ジャックナイフ現象や衝突を防ぐ分散型制御手法を提案した。6つの局所行動を統合し、最大10台のトレーラーを持つ車両で検証し、デッドロックやライブロックの発生条件をシミュレーションで分析した。
原題: PREVENT-JACK: Context Steering for Swarms of Long Heavy Articulated Vehicles ／ Adrian Baruck, Michael Dubé, Christoph Steup 他
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VULCAN: 屋内火災対応のための視覚言語モデル強化型マルチエージェント協調ナビゲーション
火災時の屋内環境で、視覚言語モデルを用いたマルチエージェント協調ナビゲーション手法を提案し、煙や熱などの動的障害をシミュレートしたベンチマークで既存手法の限界を示した。
原題: VULCAN: Vision-Language-Model Enhanced Multi-Agent Cooperative Navigation for Indoor Fire-Disaster Response ／ Shengding Liu, Qiben Yan
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自律型負傷者トリアージのためのベイズ推論フレームワーク
大量事故現場で自律ロボットが視覚情報から負傷者の状態を推定し、ベイズネットワークを用いてトリアージ判断を行うシステムを提案。DARPAチャレンジで精度が大幅に向上した。
原題: A Bayesian Reasoning Framework for Robotic Systems in Autonomous Casualty Triage ／ Szymon Rusiecki, Cecilia Morales, Pia Störy 他
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大きく出るか、帰るか：ブライテンバーグロボットによるモビング行動のシミュレーション
Webotsシミュレーションで、ブライテンバーグロボット群が捕食者（光源）に対してモビング（集団攻撃）を行う際、呼びかけの範囲と群れのサイズが成功率に与える影響を調べた。
原題: Go Big or Go Home: Simulating Mobbing Behavior with Braitenbergian Robots ／ Elaheh Sanoubari
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移動プラットフォーム上を転がる関節ロボットの動的結合と間接制御
非対称な2リンクロボットが移動台上で転がる際の動的結合をモデル化し、プラットフォームの制御だけでロボットの行動を間接的に制御できることを示した論文。
原題: Dynamic Coupling and Indirect Control of Jointed Robots Rolling Atop A Moving Platform ／ Hamidreza Moradi, Scott David Kelly
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推論による飛行：適応型UAV群のための能動的推論世界モデル
UAV群の軌道計画を階層的確率推論問題として定式化し、遺伝的アルゴリズムによる専門家デモから学習した世界モデルを用いて、オンラインで適応的な計画と衝突回避を実現する手法を提案した。
原題: Flying by Inference: Active Inference World Models for Adaptive UAV Swarms ／ Kaleem Arshid, Ali Krayani, Lucio Marcenaro 他
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移動制約に基づく行動予測を用いたUAV群のシェパード誘導
羊飼いの犬のように少数のナビゲータUAVが多数の自律UAV群を目標位置へ誘導する制御法を提案。実機の速度・加速度制約を考慮しつつ、群れの将来挙動を予測して効率的な誘導を実現する。
原題: Shepherding UAV Swarm with Action Prediction Based on Movement Constraints ／ Yusuke Tsunoda, Yusuke Goto, Takao Sato
日本語で読む → - 論文群制御機械学習
鉄道車両の入換問題に対する新しいハイブリッドヒューリスティック強化学習最適化アプローチ
貨物ヤードでの鉄道車両の入換計画問題を、片側アクセスと両側アクセスの2つのサブ問題に分解し、鉄道特有のヒューリスティックとQ学習を組み合わせたハイブリッドフレームワークを提案した。
原題: A Novel Hybrid Heuristic-Reinforcement Learning Optimization Approach for a Class of Railcar Shunting Problems ／ Ruonan Zhao, Joseph Geunes
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
自律移動ロボット群のバッテリ劣化を考慮したフリートスケジューリング
複数の自律移動ロボットのタスク割り当てと充電計画を、バッテリ劣化を考慮して最適化する手法を提案。階層的matheuristicにより大規模問題を効率的に解く。
原題: Fleet-Level Battery-Health-Aware Scheduling for Autonomous Mobile Robots ／ Jiachen Li, Shihao Li, Jian Chu 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
予測時空間観測と深層強化学習による分散型エンドツーエンド多機追跡
LiDAR生データから直接制御指令を生成する分散型MARLフレームワークを提案し、予測時空間観測により障害物回避と動的目標の包囲を実現、実機ドローン群で検証した。
原題: Decentralized End-to-End Multi-AAV Pursuit Using Predictive Spatio-Temporal Observation via Deep Reinforcement Learning ／ Yude Li, Zhexuan Zhou, Huizhe Li 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
C$^2$-Explorer: 連結性を考慮したタスク表現と連続性駆動のタスク割り当てによる分散型マルチUAV探査
通信制約下でのマルチUAV探査効率を高めるため、未知領域を連結グラフで分割し、非隣接割り当てを抑制する連続性重視のタスク割り当て手法を提案した。シミュレーションで探査時間を43.1%、経路長を33.3%削減し、実機でも有効性を確認した。
原題: C$^2$-Explorer: Contiguity-Driven Task Allocation with Connectivity-Aware Task Representation for Decentralized Multi-UAV Exploration ／ Xinlu Yan, Mingjie Zhang, Yuhao Fang 他
日本語で読む → - 論文流体力学/群制御ロボティクス
過去を目覚めさせる：流体後流効果をロボットにモデル化するための記憶の利用
マルチコプターや魚雷など、媒体を撹乱して移動するロボットが生み出す後流効果が隣接ロボットに及ぼす影響を、過去の状態履歴と輸送遅延を考慮したデータ駆動モデルで正確に予測する手法を提案・検証した。
原題: Wake Up to the Past: Using Memory to Model Fluid Wake Effects on Robots ／ Luca Vendruscolo, Eduardo Sebastián, Amanda Prorok 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
異種計測群の統合協調位置推定：統一データ駆動手法
異なる計測能力を持つロボット群の協調位置推定問題に対し、相互計測とオドメトリのみを用いたペア相対位置推定と、弱連結な有向計測トポロジー下での分散協調位置推定を実現する統一データ駆動手法を提案した。
原題: Integrated cooperative localization of heterogeneous measurement swarm: A unified data-driven method ／ Kunrui Ze, Wei Wang, Guibin Sun 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
認識ギャップを橋渡しする：分散型家庭用ロボットのための社会的媒介による状態外部化
家庭内の分散型ロボットシステムにおいて、ユーザーの視界外で動作するロボットの状態を、近くにいる社会的仲介ロボットが音声と視覚表示で外部化することで、ユーザーの認識と信頼を向上させる手法を提案・評価した。
原題: Bridging the Awareness Gap: Socially Mediated State Externalization for Transparent Distributed Home Robots ／ Wenzheng Zhao, Manideep Duggi, Fengpei Yuan
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
マルチロボットマッピングのための分散ガウス過程モデル
複数ロボットが局所的な経験と計算のみを用いて協調的にグローバル関数を学習する分散ガウス過程モデルDistGPを提案し、ガウス信念伝播による分散学習が集中学習と同等の性能を達成できることを示した。
原題: A Distributed Gaussian Process Model for Multi-Robot Mapping ／ Seth Nabarro, Mark van der Wilk, Andrew J. Davison
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