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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: 2025/1/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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歩行姿勢投影特徴を用いたセマンティック走破性推定
人間の歩行動作のデモンストレーションからDINOv2の密なピクセル特徴を抽出し、再構成誤差で未知・危険地形を検出する脚式ロボット向け走破性推定手法を提案した。
原題: Watch Your STEPP: Semantic Traversability Estimation using Pose Projected Features ／ Sebastian Ægidius, Dennis Hadjivelichkov, Jianhao Jiao 他
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トレッドミル運動用受動的機械アドオン（P-MATE）による脳卒中リハビリテーション
脳卒中後の歩行リハビリ向けに、弾性ケーブルと滑車で麻痺側と非麻痺側の脚を連動させる低コストな受動的トレッドミル用アドオンを開発し、理学療法士と健常者8名で使用感と生体力学的データを評価した。
原題: A Passive Mechanical Add-on for Treadmill Exercise (P-MATE) in Stroke Rehabilitation ／ Irene L. Y. Beck, Belle C. Hopmans, Bram Haanen 他
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二足歩行ロボットキャラクターの設計と制御
エンタメ向けに、表現豊かな芸術的動作と堅牢な動的移動を両立する二足歩行ロボットを設計し、強化学習ベースの制御とアニメーションエンジン、操作インターフェースを統合した。
原題: Design and Control of a Bipedal Robotic Character ／ Ruben Grandia, Espen Knoop, Michael A. Hopkins 他
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適応性と安全性の橋渡し：多様な物理環境下での俊敏な衝突回避歩行の学習
俊敏ポリシーと回復ポリシーを物理パラメータ推定器と到達回避価値ネットワークで切り替え、未知の摩擦や積載量にも適応する脚式ロボット歩行手法BASを提案した。
原題: Bridging Adaptivity and Safety: Learning Agile Collision-Free Locomotion Across Varied Physics ／ Yichao Zhong, Chong Zhang, Tairan He 他
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六脚ロボットの多様な移動スキル
深度カメラとVIOを搭載した六脚ロボットが、階段昇降・障害物回避・テーブル下のすり抜けをシミュレーションのみで学習し、実機で高い成功率を達成した。
原題: Versatile Locomotion Skills for Hexapod Robots ／ Tomson Qu, Dichen Li, Avideh Zakhor 他
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生物に着想を得た歩容戦略で適応を学ぶ四足歩行ロボットの汎用移動
動物の歩容遷移・歩容記憶・リアルタイム運動調整の3原則を深層強化学習に組み込み、外部センサなしで複数の歩容を切り替えながら不整地を安定して歩ける四足ロボット制御を実現した。
原題: Learning to Adapt through Bio-Inspired Gait Strategies for Versatile Quadruped Locomotion ／ Joseph Humphreys, Chengxu Zhou
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狭い配管内検査のための四足歩行ロボットの移動学習
強化学習を用いて、四足歩行ロボットが狭い配管内を障害物があっても適応的に移動できる方策を訓練した研究。
原題: Learning Quadrupedal Robot Locomotion for Narrow Pipe Inspection ／ Jing Guo, Ziwei Wang, Weibang Bai
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Ask1: カスタム四足歩行ロボットの開発と強化学習に基づく制御
Unitree Go1に似た形態を持つ自作四足ロボットAsk1を開発し、参照軌道やAMPを使わない新しい報酬関数による強化学習制御を実機で検証した。
原題: Ask1: Development and Reinforcement Learning-Based Control of a Custom Quadruped Robot ／ Yang Zhang, Yuxing Lu, Guiyang Xin 他
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歩行中の下肢運動学的状態による地面外乱検出
歩行中の下肢の関節角度などの運動学的状態のずれを追跡し、外乱を高精度・低遅延で検出する手法を開発した。
原題: Ground Perturbation Detection via Lower-Limb Kinematic States During Locomotion ／ Maria T. Tagliaferri, Leonardo Campeggi, Owen N. Beck 他
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歩道サルサのモデル
歩行者同士がすれ違う際に同じ側へ避け続ける「歩道サルサ」現象を、確率的信念とリスク知覚に基づくモデルで再現し、ロボットの意思決定への応用可能性を示した。
原題: A Model of the Sidewalk Salsa ／ Olger Siebinga
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二足歩行ロボットのためのマルチモーメンタムオブザーバによる接触推定
接触センサに頼らず、複数の動力学モデルとモーメンタムオブザーバを併用して二足歩行ロボットの接地状態を推定する手法を提案した。
原題: Multi-Momentum Observer Contact Estimation for Bipedal Robots ／ J. Joe Payne, Daniel A. Hagen, Denis Garagić 他
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幾何最適化を用いた四足ロボットの分散逆動力学制御
完全な剛体動力学と厳密な摩擦円錐制約を幾何最適化ソルバで扱う分散逆動力学制御器を提案し、四足ロボットの滑り低減と姿勢追従性向上、組込みプロセッサ上での高速収束を実現した。
原題: Distributed Inverse Dynamics Control for Quadruped Robots using Geometric Optimization ／ Nimesh Khandelwal, Amritanshu Manu, Shakti S. Gupta 他
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GainAdaptor: 多様な地形での適応的・省エネ歩行を実現する二重アクターによる四足歩行学習
四足ロボットの関節PDゲインを地形に応じて自律調整する二重アクター強化学習フレームワークを提案し、Unitree Go1で適応性と省エネ性の向上を実証した。
原題: GainAdaptor: Learning Quadrupedal Locomotion with Dual Actors for Adaptable and Energy-Efficient Walking on Various Terrains ／ Mincheol Kim, Nahyun Kwon, Jung-Yup Kim
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MOVE: 限られた視界で3D環境を全方位に移動する多技能脚式ロコモーション
一人称視点の低コスト四足ロボットが、視野外の状況を推論しながら、登攀・跳躍・階段昇降などを単一のニューラルネットワークで全方位にこなす学習フレームワークを提案。
原題: MOVE: Multi-skill Omnidirectional Legged Locomotion with Limited View in 3D Environments ／ Songbo Li, Shixin Luo, Jun Wu 他
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すべての四足歩行制御を守る万能セーフティフィルタ：未知環境でのロバストなナビゲーション
LiDAR入力と外乱推定を用いて制御理論的な安全価値関数を予測し、未知環境でも様々な四足歩行コントローラに適応する安全フィルタを提案した。
原題: One Filter to Deploy Them All: Robust Safety for Quadrupedal Navigation in Unknown Environments ／ Albert Lin, Shuang Peng, Somil Bansal
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複雑地形における四足歩行ロボットの適応的転倒復帰コントローラの学習
深層強化学習を用いて、岩場や急斜面などの複雑地形で四足歩行ロボットが転倒から復帰できる適応的コントローラを訓練し、実機への転移とシミュレーションで有効性を検証した。
原題: Learning an Adaptive Fall Recovery Controller for Quadrupeds on Complex Terrains ／ Yidan Lu, Yinzhao Dong, Ji Ma 他
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二足歩行ロボットBoltの全身MPCとリアルタイム足踏みシーケンサの感度解析
二足歩行ロボットBoltに対し、全身モデル予測制御と足踏みシーケンサを組み合わせた制御器を提案し、シミュレーションで速度追従や外乱・滑りからの復帰を実証するとともに、足踏みシーケンス問題の感度解析を行った。
原題: Whole-body MPC and sensitivity analysis of a real time foot step sequencer for a biped robot Bolt ／ Constant Roux, Côme Perrot, Olivier Stasse
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物理情報を活用した模倣学習による速度適応型歩行エージェントの学習
生体力学データから合成歩行データを生成し、敵対的模倣学習で様々な歩行速度に適応する骨格ヒューマノイドエージェントを訓練した研究。
原題: Learning Speed-Adaptive Walking Agent Using Imitation Learning with Physics-Informed Simulation ／ Yi-Hung Chiu, Ung Hee Lee, Changseob Song 他
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野生動物動画からの強化学習
インターネット上の野生動物動画を教師信号として活用し、四足ロボットが歩行・ジャンプ・静止などの多様な運動スキルを獲得する強化学習手法を提案した。
原題: Reinforcement Learning from Wild Animal Videos ／ Elliot Chane-Sane, Constant Roux, Olivier Stasse 他
日本語で読む → - 論文歩行支援・外骨格ロボティクス
簡易セラピスト入力による下肢外骨格の深層学習制御
セラピストがUIで歩行特徴を調整できるデータ駆動型の部分支援外骨格制御を提案し、健常者2名のトレッドミル歩行と階段昇降で検証した。
原題: Deep-Learning Control of Lower-Limb Exoskeletons via simplified Therapist Input ／ Lorenzo Vianello, Clément Lhoste, Emek Barış Küçüktabak 他
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受動的な膝屈曲がステップ間遷移における後脚の前方推進力を増大させる
受動足首を持つ二足歩行ロボットEcoWalker-2を用い、膝屈曲の受動的・能動的開始が歩行力学に与える影響を比較し、受動的屈曲が後脚の前方運動量を大きく増やすことを示した。
原題: Passive knee flexion increases forward impulse of the trailing leg during the step-to-step transition ／ Bernadett Kiss, Alexandra Buchmann, Daniel Renjewski 他
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低次元モデルと二次計画法を用いたHuskyの急斜面歩行の実現
固定ゼロモーメント点と推力を持つ修正VLIPモデルを提案し、QP MPCで急斜面歩行を実現する制御法をシミュレーションで検証した。
原題: Enabling steep slope walking on Husky using reduced order modeling and quadratic programming ／ Kaushik Venkatesh Krishnamurthy, Eric Sihite, Chenghao Wang 他
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線形離散制御バリア関数を用いた二足歩行ロボットのリアルタイム安全ナビゲーション
LIPモデルに進行方向を組み込み、離散制御バリア関数を線形近似することで、障害物環境でもリアルタイムに安全な歩容と経路を同時計画する枠組みを提案し、Digitロボットのシミュレーションで検証した。
原題: Real-Time Safe Bipedal Robot Navigation using Linear Discrete Control Barrier Functions ／ Chengyang Peng, Victor Paredes, Guillermo A. Castillo 他
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オープンエンドなロボット問題を学習するための多目的アルゴリズム
多目的進化アルゴリズムを自動カリキュラム学習として用いる手法(MOL)を提案し、四足歩行ロボットの強化学習において安定性と適応性を向上させた。
原題: Multi-Objective Algorithms for Learning Open-Ended Robotic Problems ／ Martin Robert, Simon Brodeur, Francois Ferland
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低コスト・スタンドアロン・リアルタイムなTinyMLベースの歩行診断ユニット：下肢ロボット義足と外骨格を対象として
ESP32とTinyMLを用いた低コストなウェアラブル歩行診断ユニットを開発し、5種類の歩行シナリオを92%の精度でリアルタイム分類した。
原題: A Cost-effective, Stand-alone, and Real-time TinyML-Based Gait Diagnosis Unit Aimed at Lower-limb Robotic Prostheses and Exoskeletons ／ Zarin Anjum Madhiha, Antar Mazumder, Sohani Munteha Hiam
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傾斜地におけるスラスタ支援二足歩行のための二次計画法最適化
鳥が翼を使って急斜面を走る動きに着想を得て、接触制約付き二次計画法と全身制御器を組み合わせ、スラスタ付き二足ロボットHarpyの傾斜地歩行をシミュレーションで実現した研究。
原題: Quadratic Programming Optimization for Bio-Inspired Thruster-Assisted Bipedal Locomotion on Inclined Slopes ／ Shreyansh Pitroda, Eric Sihite, Kaushik Venkatesh Krishnamurthy 他
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パラメトリックおよび加法的不確かさ下での堅牢な四足歩行のためのチャンス制約付き凸MPC
ペイロードや地形の変動を確率的な外乱としてモデル化し、摩擦円錐制約をチャンス制約として扱うことで、パラメータ調整なしに未知の荷重下でも安定した四足歩行を実現するMPC手法を提案した。
原題: Chance-Constrained Convex MPC for Robust Quadruped Locomotion Under Parametric and Additive Uncertainties ／ Ananya Trivedi, Sarvesh Prajapati, Mark Zolotas 他
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歩行と登攀を行うムカデ型仮想生物における行動多様性
動物の歩行原理を参考に、うねり・蠕動・脚運動を組み合わせた単一の分散型制御器を設計し、ムカデ型ロボットのシミュレーションで環境や形態の変化に応じて6種類の移動モードが創発することを示した。
原題: Behaviour diversity in a walking and climbing centipede-like virtual creature ／ Emma Stensby Norstein, Kotaro Yasui, Takeshi Kano 他
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強化学習による歩行タイミングと領域の適応で押し出し復元を強化
強化学習で歩幅の許容領域とタイミングを動的に調整し、ヒューマノイドが大きな押し出しから復元できる歩行制御を実現した。
原題: Enhancing Model-Based Step Adaptation for Push Recovery through Reinforcement Learning of Step Timing and Region ／ Tobias Egle, Yashuai Yan, Dongheui Lee 他
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脚式ロボットの線形制御に向けたKoopmanダイナミクスの継続学習と持ち上げ
データセットと潜在空間を段階的に拡張しながらKoopman線形モデルを継続学習し、脚式ロボットの歩行制御を単純な線形MPCで高精度に実現した。
原題: Continual Learning and Lifting of Koopman Dynamics for Linear Control of Legged Robots ／ Feihan Li, Abulikemu Abuduweili, Yifan Sun 他
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