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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: 2025/9/1 ／ 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 →- 論文視覚ナビゲーションロボティクス
ObjectReact: 物体相対制御を学習する視覚ナビゲーション
単眼カメラとトポロジカルマップを用いた視覚ナビゲーションにおいて、画像相対ではなく物体相対の制御を学習する新手法を提案し、センサ高さの変化に対する頑健性を示した。
原題: ObjectReact: Learning Object-Relative Control for Visual Navigation ／ Sourav Garg, Dustin Craggs, Vineeth Bhat 他
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混雑環境における移動ロボットの効率的ナビゲーションのためのMPCフレームワーク
有限区間の最短経路プランナをMPCの軌道最適化に統合し、混雑環境でも衝突回避と目標到達を両立するナビゲーション手法を提案。小型地上ロボットで実機検証した。
原題: An MPC framework for efficient navigation of mobile robots in cluttered environments ／ Johannes Köhler, Daniel Zhang, Raffaele Soloperto 他
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TopoNav: トポロジカルグラフを活用した高度な物体ナビゲーション
トポロジカルグラフを空間記憶として用いることで、長期的な物体ナビゲーションタスクにおける記憶管理と動的環境への対応を改善するフレームワークを提案。
原題: TopoNav: Topological Graphs as a Key Enabler for Advanced Object Navigation ／ Peiran Liu, Qiang Zhang, Daojie Peng 他
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TANGO: 走行可能性を考慮した局所メトリック制御によるトポロジカルゴールへのナビゲーション
RGB画像のみを用い、3Dマップや学習済み制御器なしで物体レベルのサブゴールへ長距離ナビゲーションするトポメトリック手法を提案。単眼深度と走行可能性推定で局所軌道を予測し、基盤モデルによりゼロショットで未知環境に適用できる。
原題: TANGO: Traversability-Aware Navigation with Local Metric Control for Topological Goals ／ Stefan Podgorski, Sourav Garg, Mehdi Hosseinzadeh 他
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人間のための環境で人間らしくナビゲーションするロボットシステム
視覚言語モデルの推論能力を活用し、標識の読み取りや道案内の依頼といった人間らしい行動を組み込んだモジュール式ナビゲーションシステムを提案し、大規模複雑な建物内での効率的な移動を実現した。
原題: Human-like Navigation in a World Built for Humans ／ Bhargav Chandaka, Gloria X. Wang, Haozhe Chen 他
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FiLM-Nav: VLMファインチューニングによる効率的で汎化可能なナビゲーション
事前学習済みVLMをナビゲーション方策として直接ファインチューニングし、視覚履歴と目標から次の探索フロンティアを選ぶことで、未知物体カテゴリにも汎化する物体探索ナビゲーションを実現した。
原題: FiLM-Nav: Efficient and Generalizable Navigation via VLM Fine-tuning ／ Naoki Yokoyama, Sehoon Ha
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ラタトゥイユ：実世界のソーシャルロボットナビゲーションのための模倣学習の要素
オフライン模倣学習を用いてソーシャルナビゲーションの安全性と成功率を大幅に改善するパイプラインとモデルアーキテクチャを提案し、実世界の大学キャンパスで検証した。
原題: Ratatouille: Imitation Learning Ingredients for Real-world Social Robot Navigation ／ James R. Han, Mithun Vanniasinghe, Hshmat Sahak 他
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OmniNav：探索と視覚言語ナビゲーションを統合するフレームワーク
指示・物体・地点ゴールナビゲーションとフロンティア探索を単一アーキテクチャで扱う統合ナビゲーションフレームワークを提案し、高速・低速モジュール連携で経路効率と汎化性能を向上させた。
原題: OmniNav: A Unified Framework for Prospective Exploration and Visual-Language Navigation ／ Xinda Xue, Junjun Hu, Minghua Luo 他
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身体性ナビゲーション基盤モデル
四足歩行・ドローン・車輪ロボット・車両にまたがる800万件のナビゲーションサンプルで学習し、視覚言語ナビゲーションや物体探索、追跡、自動運転など多様なタスクを単一アーキテクチャでこなす基盤モデルを提案。
原題: Embodied Navigation Foundation Model ／ Jiazhao Zhang, Anqi Li, Yunpeng Qi 他
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PA-MPPI: 未知環境におけるクアッドロータ航法のための知覚認識型モデル予測パス積分制御
未知環境でクアッドロータが目標まで飛行する際、障害物で目標が見えないときは未知領域を観測できる経路を優先する知覚コストをMPPIに組み込み、地図を拡張しながら代替経路をオンライン計画する手法を提案。50Hzで動作することを実機実験で示した。
原題: PA-MPPI: Perception-Aware Model Predictive Path Integral Control for Quadrotor Navigation in Unknown Environments ／ Yifan Zhai, Rudolf Reiter, Davide Scaramuzza
日本語で読む → - 論文マルチエージェントナビゲーションロボティクス
反復リスク配分によるリスク制約付きマルチエージェント視覚ナビゲーション
視覚観測のみで協調する複数エージェントのナビゲーションにおいて、ユーザ指定のグローバルリスク予算を反復的に各エージェントへ配分することで、危険領域を避けつつ成功率を高める手法を提案した。
原題: Risk-Bounded Multi-Agent Visual Navigation via Iterative Risk Allocation ／ Viraj Parimi, Brian C. Williams
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AERO-MPPI: アンカー誘導型アンサンブル軌道最適化による俊敏な地図不要ドローン航法
LiDAR点群からアンカーを抽出し、複数のMPPI最適化器をGPU上で並列実行することで、地図構築なしに障害物環境を高速・安全に飛行するドローン航法フレームワークを提案した。
原題: AERO-MPPI: Anchor-Guided Ensemble Trajectory Optimization for Agile Mapless Drone Navigation ／ Xin Chen, Rui Huang, Longbin Tang 他
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HUNT: 瞬時相対座標系による非構造環境での高速UAVナビゲーションと追跡
オンボードの姿勢・高度・速度などの瞬時観測量からナビゲーション目標を直接定義し、探索中の高速反応飛行と目標発見後の追跡を単一の相対的枠組みで統合したリアルタイムUAVフレームワーク。
原題: HUNT: High-Speed UAV Navigation and Tracking in Unstructured Environments via Instantaneous Relative Frames ／ Alessandro Saviolo, Jeffrey Mao, Giuseppe Loianno
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安全なロボットナビゲーション基盤モデルのための制約付きデコーディング
自己回帰型トランスフォーマーによるロボットナビゲーション基盤モデルに対し、Signal Temporal Logicで記述された安全仕様を満たすようデコード時に制約を課す手法SafeDecを提案し、CHORESベンチマークで有効性を示した。
原題: Constrained Decoding for Safe Robot Navigation Foundation Models ／ Parv Kapoor, Akila Ganlath, Michael Clifford 他
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CE-Nav: フロー誘導強化学習による形態横断型ローカルナビゲーションの精緻化
模倣学習で形態非依存の汎用ナビゲーション方策を学習し、強化学習で各ロボットの動特性に適応させる2段階フレームワークを提案。四足・二足・ドローンで高精度かつ低適応コストを実現。
原題: CE-Nav: Flow-Guided Reinforcement Refinement for Cross-Embodiment Local Navigation ／ Kai Yang, Tianlin Zhang, Zhengbo Wang 他
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動的環境における安全なギャップベース計画
動的障害物を明示的に扱うギャップベース局所計画器を提案し、ギャップの追跡・伝播と追跡誘導により衝突回避を実現、実機検証も行った。
原題: Safe Gap-based Planning in Dynamic Settings ／ Max Asselmeier, Abdel Zaro, Dhruv Ahuja 他
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SemSight: ナビゲーションのための多階層シーン意味論の確率的鳥瞰図予測
未知領域の部屋レベルの意味構造を確率的に鳥瞰図で予測するモデルを提案し、マスク制約付き学習でナビゲーション効率を向上させた。
原題: SemSight: Probabilistic Bird's-Eye-View Prediction of Multi-Level Scene Semantics for Navigation ／ Jiaxuan He, Jiamei Ren, Chongshang Yan 他
日本語で読む → - 論文社会ナビゲーションロボティクス
データ駆動型社会ロボットナビゲーション指標のベンチマークに向けて
社会ロボットナビゲーションのベンチマークと政策最適化のためのデータ駆動型指標を開発し、4427件の軌道データセットを収集・評価して、学習済み指標SN26を提案した。
原題: Towards Data-Driven Metrics for Social Robot Navigation Benchmarking ／ Pilar Bachiller-Burgos, Ulysses Bernardet, Luis V. Calderita 他
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高速フーリエ領域相互相関によるイベントカメラベースの視覚教示・再現ナビゲーション
イベントカメラのストリームマッチングを周波数領域の相互相関で高速化し、屋内外3000m以上の経路を15cm以下の誤差で自律走行できる視覚教示・再現ナビゲーションを実現した。
原題: Event-Based Visual Teach-and-Repeat via Fast Fourier-Domain Cross-Correlation ／ Gokul B. Nair, Alejandro Fontan, Michael Milford 他
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SONAR: クロスモーダル推論による意味的物体ナビゲーションの集約的推論
意味マップと視覚言語モデルを組み合わせ、未知環境での物体ナビゲーションを頑健にする手法を提案し、MP3Dで評価した。
原題: SONAR: Semantic-Object Navigation with Aggregated Reasoning through a Cross-Modal Inference Paradigm ／ Yao Wang, Zhirui Sun, Wenzheng Chi 他
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不確実性区間を考慮した決定を行う可動障害物間ナビゲーションNAMOUnc
観測ノイズや行動失敗などの不確実性を見積もり、障害物を除去するか迂回するかの時間コスト区間を比較して意思決定するNAMOフレームワークを提案し、実機実験で有効性を示した。
原題: NAMOUnc: Navigation Among Movable Obstacles with Decision Making on Uncertainty Interval ／ Kai Zhang, Eric Lucet, Julien Alexandre Dit Sandretto 他
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MetricNet: 生成ナビゲーションポリシーにおけるメートルスケールの復元
生成ナビゲーションポリシーが出力する抽象的な軌跡にメートル距離を与え、障害物を回避しつつ目標へ向かう制御を可能にする手法を提案。
原題: MetricNet: Recovering Metric Scale in Generative Navigation Policies ／ Abhijeet Nayak, Débora Oliveira Makowski, Samiran Gode 他
日本語で読む → - 論文航空ナビゲーションロボティクス
遅延に強い俊敏性：実世界の航空ナビゲーションのための非同期エンドツーエンド学習
知覚と制御を非同期に分離し、知覚遅延を考慮した時間エンコーディングで高頻度制御を実現する強化学習フレームワークを提案。実機で100Hz制御とゼロショットsim-to-realを達成。
原題: Agile in the Face of Delay: Asynchronous End-to-End Learning for Real-World Aerial Navigation ／ Yude Li, Zhexuan Zhou, Huizhe Li 他
日本語で読む → - 論文マルチロボットナビゲーションロボティクス
潜在活性編集：安全なマルチロボットナビゲーションのための学習済みポリシーの推論時改良
学習済みポリシーの重みを変えずに、推論時に内部活性を編集して衝突回避を促す手法を提案し、マルチクアッドロータナビゲーションで衝突を約90%削減した。
原題: Latent Activation Editing: Inference-Time Refinement of Learned Policies for Safer Multirobot Navigation ／ Satyajeet Das, Darren Chiu, Zhehui Huang 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーション/強化学習ロボティクス
VEGA: 物理情報ニューラルオペレータとPPOによる電気自動車ナビゲーションエージェント
車両の物理パラメータをPINOで推定し、PPOで充電停止を含む経路計画を行うEV向けエネルギー考慮型ナビゲーションシステムを提案。米国横断ルートで実用的な計画を高速に生成し、他国への汎化も示した。
原題: VEGA: Electric Vehicle Navigation Agent via Physics-Informed Neural Operator and Proximal Policy Optimization ／ Hansol Lim, Minhyeok Im, Jonathan Boyack 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
Conformalizedセマンティックマップを用いた未知環境における安全計画
知覚の不確実性がある未知環境で、セマンティックな到達・回避タスクをユーザー指定の確率で達成するプランナを提案。Conformal Predictionでセマンティックマップの不確実性をモデルフリーに定量化する。
原題: Safe Planning in Unknown Environments Using Conformalized Semantic Maps ／ David Smith Sundarsingh, Yifei Li, Tianji Tang 他
日本語で読む → - 論文物体ナビゲーション画像認識
PersONAL: パーソナライズされた身体性エージェントのための包括的ベンチマーク
家庭内で「リリーのリュックを探して」のような個人固有の物体を探索・特定するパーソナライズ身体性AIのベンチマークを提案し、既存手法と人間の性能差を明らかにした。
原題: PersONAL: Towards a Comprehensive Benchmark for Personalized Embodied Agents ／ Filippo Ziliotto, Jelin Raphael Akkara, Alessandro Daniele 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
特権情報を用いた強化学習によるクアッドロータのナビゲーション
到達時間マップとヨー調整損失を特権情報として活用し、大きな障害物を回避するクアッドロータのナビゲーションを強化学習で実現した。
原題: Quadrotor Navigation using Reinforcement Learning with Privileged Information ／ Jonathan Lee, Abhishek Rathod, Kshitij Goel 他
日本語で読む → - 論文ソーシャルナビゲーションロボティクス
責任と関与：ソーシャルロボットナビゲーションにおける相互作用の評価
ソーシャルロボットナビゲーションにおいて、人間とロボットの衝突解決への貢献度を測る「責任」指標を時間正規化で拡張し、新たに衝突を悪化させる度合いを捉える「関与」指標を提案。シミュレーションで協調的な衝突解決の評価に有効であることを示した。
原題: Responsibility and Engagement -- Evaluating Interactions in Social Robot Navigation ／ Malte Probst, Raphael Wenzel, Monica Dasi
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
フォトリアリスティック再構成環境で学習した深層ニューラルネットワークによる実世界ロボット探索
フォトグラメトリで再構成した環境の画像からロボットの位置姿勢を推定する深層学習モデルを改良し、屋内実環境でのナビゲーションを実現した。
原題: Real World Robotic Exploration using Deep Neural Networks Trained in Photorealistic Reconstructed Environments ／ Isaac Ronald Ward
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