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最新論文: 2025/4/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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四足歩行の動的運動における衝突検出と外力推定の同時実行
関節エンコーダとロボット動力学のみを用い、相互作用多重モデルカルマンフィルタで接触モードと外力を同時推定し、反射運動とアドミタンス制御で衝突回避とバランスを実現する手法を提案。
原題: Simultaneous Collision Detection and Force Estimation for Dynamic Quadrupedal Locomotion ／ Ziyi Zhou, Stefano Di Cairano, Yebin Wang 他
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二足歩行ロボットの堅牢な押し戻し回復：多領域ハイブリッド系と低次元モデル予測制御の融合
歩行中の二足ロボットが外力を受けても転倒せず復帰できるよう、ハイブリッド系モデルと低次元モデル予測制御を組み合わせ、足配置・歩行タイミング・足首制御を決定する手法を提案し、Cassieのシミュレーションで有効性を示した。
原題: Robust Push Recovery on Bipedal Robots: Leveraging Multi-Domain Hybrid Systems with Reduced-Order Model Predictive Control ／ Min Dai, Aaron D. Ames
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スペクトル正規化によるリプシッツ制約付きヒューマノイド歩行方策の学習
ヒューマノイドの歩行制御において、ネットワーク重みのスペクトルノルムを制約することで高周波なトルク変動を抑え、GPUメモリを削減しつつ実機転移性能を勾配ペナルティ法と同等にした研究。
原題: Spectral Normalization for Lipschitz-Constrained Policies on Learning Humanoid Locomotion ／ Jaeyong Shin, Woohyun Cha, Donghyeon Kim 他
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剛体および関節型柔軟四脚ロボットによる多用途・堅牢・爆発的な移動
並列弾性を明示的に扱うテンプレートモデルと軌道最適化・追従制御を提案し、剛体と柔軟な四脚ロボットで跳躍や旋回などの動的運動の性能向上を実証した。
原題: Versatile, Robust, and Explosive Locomotion with Rigid and Articulated Compliant Quadrupeds ／ Jiatao Ding, Peiyu Yang, Fabio Boekel 他
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Feelbert: フィードバック線形化に基づく組込みリアルタイム四脚歩行フレームワーク
足先加速度を制御変数とするフィードバック線形化で四脚ロボットの全身制御則を導出し、動的メモリ確保なしのC++実装で組込みリアルタイム実行を可能にした歩行フレームワーク。
原題: Feelbert: A Feedback Linearization-based Embedded Real-Time Quadrupedal Locomotion Framework ／ Aristide Emanuele Casucci, Federico Nesti, Mauro Marinoni 他
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上半身と下半身の敵対的学習によるヒューマノイドの全身運動制御
上半身と下半身のポリシーを敵対的に学習させ、歩行と動作模倣を両立する全身制御フレームワークALMIを提案し、実機ヒューマノイドで検証した。
原題: Adversarial Locomotion and Motion Imitation for Humanoid Policy Learning ／ Jiyuan Shi, Xinzhe Liu, Dewei Wang 他
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足裏IMUを用いたギア駆動ヒューマノイドの二足歩行学習
トルクセンサのない高ギア比アクチュエータを持つヒューマノイドに対し、足裏に取り付けたIMUを活用した強化学習フレームワークを提案し、不整地での安定歩行を実現した。
原題: Learning Bipedal Locomotion on Gear-Driven Humanoid Robot Using Foot-Mounted IMUs ／ Sotaro Katayama, Yuta Koda, Norio Nagatsuka 他
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PPF: モデル仮定ベース正則化によるヒューマノイド歩行の事前学習と保持的ファインチューニング
モデルベース制御器の模倣で事前学習し、強化学習でファインチューニングする際にモデル仮定が成り立つ状態でのみ正則化することで、破滅的忘却を防ぎつつ複雑な地形や高速指令に対応するヒューマノイド歩行方策を学習するフレームワークを提案。
原題: PPF: Pre-training and Preservative Fine-tuning of Humanoid Locomotion via Model-Assumption-based Regularization ／ Hyunyoung Jung, Zhaoyuan Gu, Ye Zhao 他
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建設現場における記憶駆動型LLMエージェントによる解釈可能な歩行予測
建設現場での外骨格支援に向け、音声と視覚入力を用いたLLMエージェントに短期・長期記憶を組み合わせ、歩行モードを高精度かつ信頼性高く予測する手法を提案した。
原題: Interpretable Locomotion Prediction in Construction Using a Memory-Driven LLM Agent With Chain-of-Thought Reasoning ／ Ehsan Ahmadi, Chao Wang
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PALo: 四足歩行ロボットの姿勢認識型移動制御の学習
四足歩行ロボットの速度追従に加え、体高やピッチ・ロール角をリアルタイムに調整できる姿勢認識型の移動制御を、深層強化学習で実現し実機へ転移した研究。
原題: PALo: Learning Posture-Aware Locomotion for Quadruped Robots ／ Xiangyu Miao, Jun Sun, Hang Lai 他
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TAR: 対照学習による教師整合表現を用いた四足歩行
特権情報を持つ教師と自己受容のみの生徒の表現を対照学習で整合させ、四足歩行の汎化性能と実環境適応を向上させる手法を提案。
原題: TAR: Teacher-Aligned Representations via Contrastive Learning for Quadrupedal Locomotion ／ Amr Mousa, Neil Karavis, Michele Caprio 他
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NMPCと低次元モデルによるヘビ型ロボットの歩容生成
低次元モデルと非線形モデル予測制御(NMPC)を組み合わせ、狭い環境でもヘビ型ロボットが自律的に歩容を生成できる動作計画手法を提案し、高精度シミュレーションと実機実験で検証した。
原題: Reduced-Order Model-Based Gait Generation for Snake Robot Locomotion using NMPC ／ Adarsh Salagame, Eric Sihite, Milad Ramezani 他
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人間の歩行制御の時間スケールは環境文脈と感覚入力モダリティに依存する
深層学習を用いて歩行・走行時の足配置制御の時間スケールを予測し、複雑な地形では速い制御に依存することや、視線→全身状態→重心状態の順に予測精度が高いことを明らかにした。
原題: Human locomotor control timescales depend on the environmental context and sensory input modality ／ Wei-Chen Wang, Antoine De Comite, Alexandra Voloshina 他
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未知のペイロードに適応する四足歩行の物理情報ニューラルネットワーク予測制御
オンラインでペイロードを同定し、その質量パラメータを物理情報ニューラルネットワークの損失に組み込むことで、未知の積載物があっても四足歩行の追従精度を35%向上させる制御フレームワークを提案した。
原題: Physics-informed Neural Network Predictive Control for Quadruped Locomotion ／ Haolin Li, Yikang Chai, Bailin Lv 他
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有界合理性を持つ敵対的強化学習による動的障害物回避
四足歩行ロボットのナビゲーションにおいて、障害物を敵対的エージェントとしてモデル化し、量子応答均衡でその合理性を制限する階層的強化学習手法を提案。未見の迷路でのロバスト性を実証し、Unitree GO1のシミュレーションで有効性を示した。
原題: Dynamic Obstacle Avoidance with Bounded Rationality Adversarial Reinforcement Learning ／ Jose-Luis Holgado-Alvarez, Aryaman Reddi, Carlo D'Eramo
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運動学的手法とLSTMモデルによる踵接地・つま先離地イベントの検出
588名の健常者の4363歩行周期を対象に、7つの運動学的手法とLSTMモデルで踵接地・つま先離地を検出し、Zeni法とLSTMが同等の精度を示したことを明らかにした。
原題: Detecting Heel Strike and toe off Events Using Kinematic Methods and LSTM Models ／ Longbin Zhang, Zhizhang Li, Xinyi Fu 他
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混合都市交通における社会的適合型自動運転のための相互作用認識型モデル予測意思決定
歩行者の意図を推定するモデルとモデル予測制御を統合し、人間参加型実験で歩行者の横断時間短縮と快適性・安全性・信頼感の向上を確認した。
原題: Interaction-Aware Model Predictive Decision-Making for Socially-Compliant Autonomous Driving in Mixed Urban Traffic Scenarios ／ Balint Varga, Thomas Brand, Marcus Schmitz 他
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野生環境における四足歩行ロボットのランタイム学習
四足歩行ロボットが動的な野生環境で安全に適応できるよう、強化学習エージェントと検証可能な物理モデルベースの制御器を組み合わせたランタイム学習フレームワークを提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Runtime Learning of Quadruped Robots in Wild Environments ／ Yihao Cai, Yanbing Mao, Lui Sha 他
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VMTS: 視覚支援型教師-生徒強化学習による二足歩行ロボットの多地形移動
視覚入力を用いた教師-生徒強化学習に地形選択戦略とアラインメント損失を組み合わせ、二足歩行ロボットが多様な地形を歩行できるようにした研究。
原題: VMTS: Vision-Assisted Teacher-Student Reinforcement Learning for Multi-Terrain Locomotion in Bipedal Robots ／ Fu Chen, Rui Wan, Peidong Liu 他
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生物に着想を得た可塑性ニューラルネットワークによる複雑な動物型ロボットのゼロショット分布外汎化
ヘブ則に基づく可塑性ニューラルネットワークに重み正規化を導入し、18自由度のフンコロガシ型と16自由度のヤモリ型ロボットの歩行制御において、ゼロショットでのsim-to-real適応や未見の不整地・形態損傷への汎化を実現した。
原題: Bio-Inspired Plastic Neural Networks for Zero-Shot Out-of-Distribution Generalization in Complex Animal-Inspired Robots ／ Binggwong Leung, Worasuchad Haomachai, Joachim Winther Pedersen 他
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脚式ロボットのためのエネルギー効率の良い動作計画手法
脚式ロボットの歩行において、足裏の配置セットに基づいてステップを決定し、エネルギー効率とロバスト性を両立するオンライン動作計画を提案。モデルフリー強化学習や生物模倣よりも低い輸送コストと高いロバスト性を実現し、実機で検証した。
原題: Energy-Efficient Motion Planner for Legged Robots ／ Alexander Schperberg, Marcel Menner, Stefano Di Cairano
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チェーン駆動サンドイッチ脚型四足ロボット：設計と実験的解析
低コストで製作可能な中型四足ロボットを提案し、サンドイッチ脚構造とデュアルモーターで機敏な歩容を実現、平地と斜面でのトロット・クロール歩容を実験検証した。
原題: A Chain-Driven, Sandwich-Legged Quadruped Robot: Design and Experimental Analysis ／ Aman Singh, Bhavya Giri Goswami, Ketan Nehete 他
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HWC-Loco：階層型全身制御による堅牢なヒューマノイド歩行
ヒューマノイドの歩行制御をロバスト最適化問題として定式化し、安全性と目標追従のトレードオフを階層型ポリシーで動的に解決する手法を提案。多様な地形・機体・タスクで優れた性能を示した。
原題: HWC-Loco: A Hierarchical Whole-Body Control Approach to Robust Humanoid Locomotion ／ Sixu Lin, Guanren Qiao, Yunxin Tai 他
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歩行支援ロボットの制御戦略評価のための人間参加型シミュレーションフレームワーク
歩行支援ロボットの制御戦略を評価するため、人間参加型シミュレーションフレームワークを提案し、速度適応制御とPID制御を比較した。
原題: A Human-In-The-Loop Simulation Framework for Evaluating Control Strategies in Gait Assistive Robots ／ Yifan Wang, Sherwin Stephen Chan, Mingyuan Lei 他
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適応的負のダンピング制御によるユーザ依存型多地形歩行支援ヒップ外骨格
ヒップ外骨格において、適応的な仮想負のダンピングで支援トルクを生成し、ベイズ最適化で支援強度を調整することで、多地形環境での歩行を個別に支援する制御法を提案した。
原題: Adaptive Negative Damping Control for User-Dependent Multi-Terrain Walking Assistance with a Hip Exoskeleton ／ Giulia Ramella, Auke Ijspeert, Mohamed Bouri
日本語で読む → - 論文四足歩行ロボティクス
完全な専門家データセット不要の四足ロボット多様スキル連続制御
専門家のデモンストレーションなしで、目標姿勢に基づき自己模倣と敵対的学習により四足ロボットの多様なスキルとその滑らかな遷移を獲得する手法を提案。
原題: Continuous Control of Diverse Skills in Quadruped Robots Without Complete Expert Datasets ／ Jiaxin Tu, Xiaoyi Wei, Yueqi Zhang 他
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四足歩行ロボットによる協調的荷物運搬のためのコンプライアント制御
固有受容感覚センサから外力を推定し、アドミタンス制御と制御バリア関数ベースのQPを組み合わせて、四足ロボットが人と協調して荷物を運ぶ際の加速度を精密に制御する手法を提案した。
原題: Compliant Control of Quadruped Robots for Assistive Load Carrying ／ Nimesh Khandelwal, Amritanshu Manu, Shakti S. Gupta 他
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蒸留PPO：ヒューマノイド知覚歩行のための新たな二段階強化学習フレームワーク
完全観測MDPで教師方策を学習し、その知識で生徒方策を正則化・監督する二段階の知覚歩行フレームワークを提案した論文。
原題: Distillation-PPO: A Novel Two-Stage Reinforcement Learning Framework for Humanoid Robot Perceptive Locomotion ／ Qiang Zhang, Gang Han, Jingkai Sun 他
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KINESIS：筋骨格系ヒト歩行の動作模倣
筋腱駆動型の筋骨格モデルで人間の歩行を模倣する強化学習フレームワークを提案し、最大290筋の制御と人間のEMG活動と相関する筋活動パターンの生成を実現した。
原題: KINESIS: Motion Imitation for Human Musculoskeletal Locomotion ／ Merkourios Simos, Alberto Silvio Chiappa, Alexander Mathis
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MuJoCoを用いた脚式ロボットの全身モデル予測制御
MuJoCoのダイナミクスと有限差分近似微分を用いたiLQRによる全身MPCを実機の四足歩行・二足歩行・ヒューマノイドに適用し、シンプルな手法で実世界でも有効であることを示した。
原題: Whole-Body Model-Predictive Control of Legged Robots with MuJoCo ／ John Z. Zhang, Taylor A. Howell, Zeji Yi 他
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