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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: 2024/11/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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確率的アプローチによるフィードバック制御で多脚ロボットの不整地歩行を改善
多脚ロボットが不整地を速く歩けるよう、生体模倣の縦方向の体幹波動と接地パターンに基づくフィードバック制御を提案し、実験と確率モデルで有効性を示した。
原題: Probabilistic approach to feedback control enhances multi-legged locomotion on rugged landscapes ／ Juntao He, Baxi Chong, Jianfeng Lin 他
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連続的に柔軟な脚を持つ二足歩行ロボット
従来の剛体関節と弾性アクチュエータの代わりに、下腿部に連続的に変形する柔軟構造を組み込んだ二足歩行ロボットを開発し、そのモデル化・制御手法を提案して歩行実験に成功した。
原題: Bipedal walking with continuously compliant robotic legs ／ Robin Bendfeld, C. David Remy
日本語で読む → - 論文歩行者軌道予測画像認識
欠損データを含む歩行者軌道予測：データセット、補完、ベンチマーク
歩行者軌道の観測データに欠損がある場合を扱うため、欠損座標をシミュレートしたデータセットTrajImputeを構築し、補完手法と軌道予測手法を体系的に評価した。
原題: Pedestrian Trajectory Prediction with Missing Data: Datasets, Imputation, and Benchmarking ／ Pranav Singh Chib, Pravendra Singh
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拡散モデルによる四足歩行のオフライン適応
分類器不要のガイド付き拡散モデルを用いて、四足ロボットの複数スキル学習と訓練後の新しい歩行行動へのオフライン適応を実現し、ANYmalでの実機実験で有効性を示した。
原題: Offline Adaptation of Quadruped Locomotion using Diffusion Models ／ Reece O'Mahoney, Alexander L. Mitchell, Wanming Yu 他
日本語で読む → - 論文外骨格/歩行ロボティクス
歩行モード遷移：下肢外骨格におけるシステム・ユーザー固有の変動性への対処
下肢外骨格の歩行モード遷移検出において、ユーザーやシステムの違いによる変動性に対応するため、統計ベースとベイズ最適化の2手法で有限状態機械分類器を適応させ、精度を最大80%向上させた。
原題: Locomotion Mode Transitions: Tackling System- and User-Specific Variability in Lower-Limb Exoskeletons ／ Andrea Dal Prete, Zeynep Özge Orhan, Anastasia Bolotnikova 他
日本語で読む → - 論文歩行/sim2realロボティクス
Sharpness-Aware強化学習によるロボット歩行方策の汎化性能向上
勾配ベース強化学習にSharpness-Aware最適化を組み込み、接触の多い環境でも方策のロバスト性と汎化性能を高める手法を提案した。
原題: Improving generalization of robot locomotion policies via Sharpness-Aware Reinforcement Learning ／ Severin Bochem, Eduardo Gonzalez-Sanchez, Yves Bicker 他
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スラスタダイナミクスとQP最適化を用いたHarpyの拡張キャプチャポイント制御
脚とスラスタを併用する二足歩行ロボットHarpyに対し、キャプチャポイント制御と二次計画法を組み合わせたスラスタ支援歩行制御器を開発し、シミュレーションで性能を検証した。
原題: Enhanced Capture Point Control Using Thruster Dynamics and QP-Based Optimization for Harpy ／ Shreyansh Pitroda, Eric Sihite, Taoran Liu 他
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平衡位置と剛性を適応制御する並列ねじりばねによる脚式ロボットのエネルギー消費最適化
歩行や跳躍などの周期的運動において、ねじりばねの平衡位置と剛性をサーボ駆動のウォームギアで調整する適応コンプライアンス機構を開発し、モータ負荷と消費電力を大幅に削減できることをシミュレーションで示した。
原題: Optimizing energy consumption for legged robot by adapting equilibrium position and stiffness of a parallel torsion spring ／ Danil Belov, Artem Erkhov, Farit Khabibullin 他
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TRIP: リスク認識予測を用いた四足歩行ロボットの地形走破性マッピング
限られた視野やデータの疎らさに対処するため、球面投影での踏破性推定とベイズカーネル推論を組み合わせ、四足ロボットのオンライン自律ナビゲーション向けにリスクを考慮した地形走破性マップを生成する手法を提案した。
原題: TRIP: Terrain Traversability Mapping With Risk-Aware Prediction for Enhanced Online Quadrupedal Robot Navigation ／ Minho Oh, Byeongho Yu, I Made Aswin Nahrendra 他
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知覚的内部モデルによるヒューマノイドの歩行学習
機体周辺の高さマップを内部モデルとして用い、ノイズに強く低計算コストでヒューマノイドの階段昇降を含む不整地歩行を実現した研究。
原題: Learning Humanoid Locomotion with Perceptive Internal Model ／ Junfeng Long, Junli Ren, Moji Shi 他
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全歩容を学習する四足歩行フレームワーク AllGaits
深層強化学習で中枢パターン発生器を制御し、四足動物の9種類の歩容とその遷移を単一ポリシーで生成、エネルギー効率や速度に応じた最適歩容を調査した。
原題: AllGaits: Learning All Quadruped Gaits and Transitions ／ Guillaume Bellegarda, Milad Shafiee, Auke Ijspeert
日本語で読む → - 論文歩行機械学習
外部行動好奇心による方策行動の多様化
模倣学習に質的多様性最適化を組み合わせ、外部批評家からの好奇心報酬で多様なロボット歩行行動を獲得する手法を提案した論文。
原題: Diversifying Policy Behaviors with Extrinsic Behavioral Curiosity ／ Zhenglin Wan, Xingrui Yu, David Mark Bossens 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
俊敏な脚式移動のための状態推定トランスフォーマ
四足ロボットの跳躍などの動的動作に向け、過去の状態から高さや速度などの特権状態を予測するTransformerベースの状態推定器SETを提案した。
原題: State Estimation Transformers for Agile Legged Locomotion ／ Chen Yu, Yichu Yang, Tianlin Liu 他
日本語で読む → - 論文歩行者予測ロボティクス
都市自動運転のための歩行者運動予測評価
歩行者運動予測の最先端手法を自動運転フレームワークAutoware Miniに統合し、エストニア・タルトゥの実都市環境で実験して、従来の予測評価指標の有効性を検証した。
原題: Pedestrian motion prediction evaluation for urban autonomous driving ／ Dmytro Zabolotnii, Yar Muhammad, Naveed Muhammad
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
Lipschitz制約付きポリシーによる滑らかなヒューマノイド歩行の学習
方策にLipschitz制約を勾配ペナルティとして課すことで、低域通過フィルタや平滑化報酬を使わずに滑らかで頑健なヒューマノイド歩行制御を学習する手法を提案し、実機で検証した。
原題: Learning Smooth Humanoid Locomotion through Lipschitz-Constrained Policies ／ Zixuan Chen, Xialin He, Yen-Jen Wang 他
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FRASA: ヒューマノイドロボットの転倒復帰と起き上がりのためのエンドツーエンド強化学習エージェント
深層強化学習とCross-Qアルゴリズムを用いて、ヒューマノイドロボットの転倒からの復帰と起き上がりを統合したエンドツーエンドエージェントを提案し、従来のキーフレーム手法より優れた性能を示した。
原題: FRASA: An End-to-End Reinforcement Learning Agent for Fall Recovery and Stand Up of Humanoid Robots ／ Clément Gaspard, Marc Duclusaud, Grégoire Passault 他
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四足歩行のためのCentral Pattern Generatorのオンライン最適化
脊椎動物の脊髄にあるCentral Pattern Generator(CPG)をベイズ最適化でオンライン調整し、速度指令や摩擦・斜面・積載量の変化に3分以内で適応する四足歩行制御を実現した。
原題: Online Optimization of Central Pattern Generators for Quadruped Locomotion ／ Zewei Zhang, Guillaume Bellegarda, Milad Shafiee 他
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LocoVR: 仮想現実におけるマルチユーザー屋内歩行データセット
仮想現実内の130以上の屋内家庭環境で2人組の歩行軌跡を7000以上収集し、社会的なナビゲーション行動を含むデータセットを構築した。
原題: LocoVR: Multiuser Indoor Locomotion Dataset in Virtual Reality ／ Kojiro Takeyama, Yimeng Liu, Misha Sra
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蠕動波の追加が複雑地形における多脚歩行性能を向上させる
多脚ロボットに蠕動波を追加することで、起伏のある地形での障害物乗り越え能力と走破性が大幅に向上することを示した研究。
原題: Addition of a peristaltic wave improves multi-legged locomotion performance on complex terrains ／ Massimiliano Iaschi, Baxi Chong, Tianyu Wang 他
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四足歩行ロボットによる障害物回避を伴うリーダー追従
RFトランスポンダ・RGBカメラ・LiDARを融合し、脚式ロボットが動的で狭い環境でも操作者を自然に追従できる仮想リーシュシステムを開発し、ANYmalで実証した。
原題: Obstacle-Avoidant Leader Following with a Quadruped Robot ／ Carmen Scheidemann, Lennart Werner, Victor Reijgwart 他
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実世界の視覚データから学習する走破性認識型脚式ナビゲーション
脚式ロボットの制御器の価値関数に基づいて走破性コストをロボット中心に推定し、RGBDナビゲーション計画に統合して実世界で効率的に強化学習する手法を提案した。
原題: Traversability-Aware Legged Navigation by Learning from Real-World Visual Data ／ Hongbo Zhang, Zhongyu Li, Xuanqi Zeng 他
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未知の水平・垂直運動をする面上での二足歩行のための適応足首トルク制御
未知の動きをする面上での二足歩行を安定させるため、適応足首トルク制御器と歩幅計画法を提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Adaptive Ankle Torque Control for Bipedal Humanoid Walking on Surfaces with Unknown Horizontal and Vertical Motion ／ Jacob Stewart, I-Chia Chang, Yan Gu 他
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深層強化学習による歩行のための潜在行動事前分布
専門家のデモンストレーションから学習した潜在行動を事前分布として強化学習に組み込み、トルク制御による歩行学習を効率化し、転移タスクの性能も向上させた研究。
原題: Latent Action Priors for Locomotion with Deep Reinforcement Learning ／ Oliver Hausdörfer, Alexander von Rohr, Éric Lefort 他
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マルチロボットSLAM向けのオープンソース3Dプリント四足歩行ロボット
低コストでオープンソースの四足歩行ロボット「Squeaky」を設計し、複数台の協調SLAM(マルチロボットSLAM)研究のためのプラットフォームとして提案した。
原題: Additively Manufactured Open-Source Quadruped Robots for Multi-Robot SLAM Applications ／ Zachary Fuge, Benjamin Beiter, Alexander Leonessa
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難地形を歩行するヒューマノイドの学習
固有感覚と行動の履歴から次行動を予測するTransformerを平坦地で事前学習し強化学習で不整地に微調整することで、実機ヒューマノイドが未整備の自然地形や急斜面を安定して歩行できるようにした。
原題: Learning Humanoid Locomotion over Challenging Terrain ／ Ilija Radosavovic, Sarthak Kamat, Trevor Darrell 他
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柔軟な動作を実現する腰部回旋機構を備えた堅牢な四足歩行ロボット
オープンソース四足ロボットsolo8に腰部の自由度を追加したsolo9を開発し、GAILに基づく全身制御で様々な歩容での旋回や不整地適応を実現した。
原題: A Robust Quadruped Robot with Twisting Waist for Flexible Motions ／ Quancheng Qian, Xiaoyi Wei, Zonghao Zhang 他
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選好整合拡散プランナによる四足歩行制御
報酬ラベルなしの専門家データで拡散プランナをオフライン学習し、弱い選好ラベリングを用いたオンライン強化学習でロバスト性を高め、四足歩行の速度追従と実機ゼロショット転移を実現した。
原題: Preference Aligned Diffusion Planner for Quadrupedal Locomotion Control ／ Xinyi Yuan, Zhiwei Shang, Zifan Wang 他
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SDS：単一動画から四足歩行スキルを合成する「見て、やって、完了」パイプライン
GPT-4oを用いて単一の動画から報酬関数を自動生成し、四足ロボットの歩容（トロット、バウンド、ペース、ホップ）を強化学習で獲得する手法を提案。シミュレーションと実機で100%の歩容一致を達成。
原題: SDS -- See it, Do it, Sorted: Quadruped Skill Synthesis from Single Video Demonstration ／ Maria Stamatopoulou, Jeffrey Li, Dimitrios Kanoulas
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ステップ調整を伴うヒューマノイド歩行のための離散時間モデル予測制御
低次元LIPMで足配置とCoM軌道をオンライン調整するMPCと全身トルク制御を組み合わせ、押し外乱に耐える安定歩行をシミュレーションで実現した。
原題: Discrete time model predictive control for humanoid walking with step adjustment ／ Vishnu Joshi, Suraj Kumar, Nithin V 他
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