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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
📖 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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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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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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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
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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
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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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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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四足歩行ロボットの安定かつ効率的な移動を実現する新たな多歩容戦略
四足歩行ロボットが様々な地形や速度で安定かつ効率的に移動するため、移動コストと安定性の両方を考慮した歩容選択・遷移戦略を提案し、実験で有効性を示した。
原題: A Novel Multi-Gait Strategy for Stable and Efficient Quadruped Robot Locomotion ／ Daoxun Zhang, Xieyuanli Chen, Zhengyu Zhong 他
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四足歩行のための神経回路に基づくアーキテクチャ事前分布
哺乳類の脊髄・四肢の神経回路を模したANNアーキテクチャを四足歩行に適用し、MLPより少ないデータと桁違いに少ないパラメータで同等の性能と高い汎化・実機展開を実現した。
原題: Neural Circuit Architectural Priors for Quadruped Locomotion ／ Nikhil X. Bhattasali, Venkatesh Pattabiraman, Lerrel Pinto 他
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歩幅調整を伴う様式的人型ロボット歩行のためのオンラインDNN駆動非線形MPC
人間の動作データで学習したDNNで歩行軌道を生成し、非線形MPCで着地位置をオンライン調整することで、人らしい歩容を保ちながら転倒防止や外乱耐性を実現した。
原題: Online DNN-driven Nonlinear MPC for Stylistic Humanoid Robot Walking with Step Adjustment ／ Giulio Romualdi, Paolo Maria Viceconte, Lorenzo Moretti 他
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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
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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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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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制約付きスキル発見：教師なし強化学習による四足歩行
距離制約下でスキルと状態の相互情報量を最大化し、ノルムマッチング目的で多様な歩行スキルを学習。実機ANYmalでゼロショット目標到達を実現した。
原題: Constrained Skill Discovery: Quadruped Locomotion with Unsupervised Reinforcement Learning ／ Vassil Atanassov, Wanming Yu, Alexander Luis Mitchell 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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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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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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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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四足歩行の強化学習：現状の進展と今後の展望
四足ロボットの歩行制御に強化学習を適用する研究を、学習アルゴリズム・報酬設計・sim2real転移などの観点から包括的にサーベイし、今後の研究方向を整理した。
原題: Reinforcement Learning For Quadrupedal Locomotion: Current Advancements And Future Perspectives ／ Maurya Gurram, Prakash Kumar Uttam, Shantipal S. Ohol
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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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障害物回避を伴う厳しい環境下でのヒューマノイド二足歩行の学習
強化学習の報酬関数に距離項を追加し、障害物のある環境でも衝突せず目的地まで歩行できるヒューマノイドの二足歩行方策を実現した。
原題: Learning Bipedal Walking for Humanoid Robots in Challenging Environments with Obstacle Avoidance ／ Marwan Hamze, Mitsuharu Morisawa, Eiichi Yoshida
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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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微分可能シミュレーションを用いた知覚的四足歩行制御のための残差方策学習
微分可能シミュレーションによる一次方策勾配法に残差方策学習を組み合わせ、四足歩行の移動と知覚ナビゲーションを数分でエンドツーエンド学習できることを示した。
原題: Residual Policy Learning for Perceptive Quadruped Control Using Differentiable Simulation ／ Jing Yuan Luo, Yunlong Song, Victor Klemm 他
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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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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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最適周期軌道ライブラリを生成する間接法と経済的二足歩行への応用
間接法と数値継続法を組み合わせて最適な周期歩行軌道のライブラリを効率的に生成する手法を提案し、コンパス型二足歩行で直接法との精度比較を行った。
原題: The Indirect Method for Generating Libraries of Optimal Periodic Trajectories and Its Application to Economical Bipedal Walking ／ Maximilian Raff, Kathrin Flaßkamp, C. David Remy
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