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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: 2025/10/1 / 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 →- 論文群制御ロボティクス
アリに学ぶ群れ分離のための壁形成戦略:有限状態機械に基づく強化学習アプローチ
アリの壁形成行動に着想を得て、異種ロボット群が並行タスクを実行しながら空間的に分離を保つための2つの分散制御器(FSMベースとDQN統合型)を開発し、シミュレーションで混合を40〜50%削減した。
原題: Ant-inspired Walling Strategies for Scalable Swarm Separation: Reinforcement Learning Approaches Based on Finite State Machines / Shenbagaraj Kannapiran, Elena Oikonomou, Albert Chu 他
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SPIRAL: マルチドローン競争のための自己対戦型漸進的レーシング学習アルゴリズム
自己対戦により徐々に難易度を上げながら、複数ドローンの競争戦略を深層強化学習で学習させるフレームワークを提案。
原題: SPIRAL: Self-Play Incremental Racing Algorithm for Learning in Multi-Drone Competitions / Onur Akgün
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TACOS: マルチドローンシステムのタスク非依存コーディネータ
大規模言語モデルを活用し、自然言語による高レベルな指示でマルチドローンシステムを制御する統合フレームワークTACOSを提案し、実機実験とアブレーション研究で有効性を示した。
原題: TACOS: Task Agnostic COordinator of a multi-drone System / Alessandro Nazzari, Roberto Rubinacci, Marco Lovera
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作業負荷適応のためのマルチロボット動的カバレッジ経路計画
ガウス混合モデルと容量制約付きボロノイ図を用いて各ロボットの残作業量を動的に推定し、速度変化に対応して負荷を均等化するマルチロボットカバレッジ経路計画法を提案した。
原題: MDCPP: Multi-robot Dynamic Coverage Path Planning for Workload Adaptation / Jun Chen, Mingjia Chen, Shinkyu Park
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視覚言語モデルを用いた協調的マルチロボット探索・捜索
視覚言語モデル(VLM)を活用し、複数ロボットの探索と目的物体捜索を知的に協調させるフレームワークCOMRES-VLMを提案。大規模屋内シミュレーションで従来手法より探索完了が10.2%速く、物体捜索効率が55.7%高いことを示した。
原題: COMRES-VLM: Coordinated Multi-Robot Exploration and Search using Vision Language Models / Ruiyang Wang, Hao-Lun Hsu, David Hunt 他
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軌道暗号化による協調同時着弾誘導
異なる誘導則を持つ無人機群の軌道を多様化させ、敵に意図を予測されにくくしつつ同時着弾を実現する協調誘導法を提案した。
原題: Trajectory Encryption Cooperative Salvo Guidance / Lohitvel Gopikannan, Shashi Ranjan Kumar, Abhinav Sinha
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SafeDiver: マルチエージェント強化学習によるAUV-USV協調ダイバー通信支援
複数のAUVを光・音響マルチモーダル中継ノードとしてマルチエージェント強化学習で協調制御し、USVと連携してダイバー間の高速・高信頼通信を実現する方式を提案した。
原題: SafeDiver: Cooperative AUV-USV Assisted Diver Communication via Multi-agent Reinforcement Learning Approach / Tinglong Deng, Hang Tao, Xinxiang Wang 他
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有袋類型地空ロボットチームによるタスク駆動型地図圧縮を用いた協調探査
地上ロボットと空中ロボットが協力して未知環境を探査する枠組みを提案し、タスクに応じた地図圧縮で通信量を抑えつつ探査効率を高めた。
原題: Collaborative Exploration with a Marsupial Ground-Aerial Robot Team through Task-Driven Map Compression / Angelos Zacharia, Mihir Dharmadhikari, Kostas Alexis
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分散マルチロボット方策のカリキュラム模倣学習
グローバルな実演データのみから、各ロボットの自己中心的な知覚を近似し、カリキュラム学習で長期的な協調を改善する分散制御方策を学習する手法を提案。
原題: Curriculum Imitation Learning of Distributed Multi-Robot Policies / Jesús Roche, Eduardo Sebastián, Eduardo Montijano
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多脚ロボット群による分散協調物体輸送:ピンチ・リフト・ムーブの学習
腕付き四脚ロボット群が通信や集中制御なしに接触力だけで協調し、掴めない物体を持ち上げて運ぶ分散制御を階層的方策と報酬設計で実現した。
原題: Multi-Quadruped Cooperative Object Transport: Learning Decentralized Pinch-Lift-Move / Bikram Pandit, Aayam Kumar Shrestha, Alan Fern
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マルチエージェント系のための分散イベントトリガ型距離ベースフォーメーション制御
限られたリソース下で複数ロボットが距離計測に基づきフォーメーションを形成するため、イベントトリガ型の分散制御器を提案し、衝突回避も保証しつつ制御更新を削減できることを実機で示した。
原題: Distributed Event-Triggered Distance-Based Formation Control for Multi-Agent Systems / Evangelos Psomiadis, Panagiotis Tsiotras
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未知の非凸環境における分散マルチロボット・マルチターゲット同時探索追跡
未知の非凸環境で複数ロボットが探索しながら複数ターゲットを追跡するため、フロンティア探索・Lloydアルゴリズムによる被覆・センサベース追跡を統合した運動計画アルゴリズムを提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Distributed Multi-Robot Multi-Target Simultaneous Search and Tracking in an Unknown Non-convex Environment / Jun Chen, Jiaqing Ma, Philip Dames
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安全・効率的・協調的な自動運転車両インタラクションのための適応的進化フレームワーク
自動運転車同士の相互作用を進化ゲーム理論でモデル化し、因果評価モジュールで進化率を最適化することで、衝突率低減と交通効率向上を実現する分散型フレームワークを提案した。
原題: Adaptive Evolutionary Framework for Safe, Efficient, and Cooperative Autonomous Vehicle Interactions / Yijun Lu, Zhen Tian, Zhihao Lin
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タスク間の優先関係を考慮したオンライン複数ロボットの協調と連携
タスク間の複雑な優先関係、タスク内調整、ロボット連合による協力を組み込んだマルチロボットタスク割り当て問題を定式化し、ネットワークフローに基づくオンライン反復再割り当てアルゴリズムを提案した。
原題: Online Multi-Robot Coordination and Cooperation with Task Precedence Relationships / Walker Gosrich, Saurav Agarwal, Kashish Garg 他
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協調マルチロボットナビゲーションのためのサブチーム化と適応的フォーメーション制御
ロボットチームが狭い通路などで動的にサブチームに分かれ、隊形を保ちながら協調移動できる階層型学習フレームワークSTAFを提案した。
原題: Subteaming and Adaptive Formation Control for Coordinated Multi-Robot Navigation / Zihao Deng, Peng Gao, Williard Joshua Jose 他
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MAST: マルチエージェント空間トランスフォーマーによる協調学習
分散協調マルチロボットシステム向けに、局所観測と限られた通信範囲で通信方針を学習する分散型トランスフォーマーMASTを提案し、割り当て・ナビゲーション・カバレッジ制御で有効性を示した。
原題: MAST: Multi-Agent Spatial Transformer for Learning to Collaborate / Damian Owerko, Frederic Vatnsdal, Saurav Agarwal 他
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中継拠点を活用した省エネルギーマルチロボット配送調整
複数ロボットが荷物を中継しながら配送する枠組みを提案し、走行距離を平均31%削減して配送効率を50%以上向上させた。
原題: Relay-Based Coordination for Energy-Efficient Multi-Robot Pickup and Delivery / Alkesh K. Srivastava, Jared Michael Levin, Philip Dames
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U2UData+:身体的長期タスク向けスケーラブルな群UAV自律飛行データセット
15機のUAVによる群自律飛行で長期依存や動的な目標変化を扱う身体的長期タスク向けの大規模データセットと、オンライン収集・閉ループ検証プラットフォームを構築した。
原題: U2UData+: A Scalable Swarm UAVs Autonomous Flight Dataset for Embodied Long-horizon Tasks / Tongtong Feng, Xin Wang, Feilin Han 他
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電気収穫ロボットの多目的タスク割り当て:階層的経路再構築アプローチ
果樹園収穫のマルチロボットシステムにおいて、負荷依存速度やバッテリー制約を考慮した多目的タスク割り当て問題を定義し、階層的経路再構築アルゴリズムで効率的に解く手法を提案した。
原題: Multi-objective task allocation for electric harvesting robots: a hierarchical route reconstruction approach / Peng Chen, Jing Liang, Hui Song 他
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マルチロボットスケジューリングのための網羅的・最長サービス制御
確率的なタスク到着と移動遅延を伴うマルチロボット・マルチキューのオンラインタスク割り当て問題に対し、網羅的・最長サービス(ESL)ポリシーを提案し、その最適性を証明した。
原題: Exhaustive-Serve-Longest Control for Multi-robot Scheduling Systems / Mohammad Merati, David Castañón
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SwarmChat: LLMによる文脈認識型マルチモーダルロボット群対話システム
大規模言語モデルを活用し、テキスト・音声・遠隔操作などの複数モダリティでロボット群に自然言語指示を出せる文脈認識型対話システムを提案した。
原題: SwarmChat: An LLM-Based, Context-Aware Multimodal Interaction System for Robotic Swarms / Ettilla Mohiuddin Eumi, Hussein Abbass, Nadine Marcus
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動的環境における分散型マルチロボットパトロールの実用的な対処法
分散型マルチロボットパトロールにおいて、経路の通行可能性が動的に変化する環境をオンラインで監視・適応する新手法を提案し、高動的シナリオで既存手法を大幅に上回ることを示した。
原題: Practical Handling of Dynamic Environments in Decentralised Multi-Robot Patrol / James C. Ward, Arthur Richards, Edmund R. Hunt
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時間制約付き知的敵対者による自動化脆弱性テスト:マルチロボット巡回のケーススタディ
マルチロボット巡回システムに対する機械学習ベースの敵対者モデルを提案し、限られた時間内で未検知の侵入を試みることで巡回戦略の脆弱性を評価する。
原題: Time-Constrained Intelligent Adversaries for Automation Vulnerability Testing: A Multi-Robot Patrol Case Study / James C. Ward, Alex Bott, Connor York 他
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動的環境における敵対的エージェントのための二段階安全誘導フレームワーク
敵対的エージェントを安全領域へ誘導するため、到達回避ゲーム理論と局所運動計画を組み合わせた階層型フレームワークを提案し、動的環境での衝突回避と協調を実現した。
原題: Dual-Stage Safe Herding Framework for Adversarial Attacker in Dynamic Environment / Wenqing Wang, Ye Zhang, Haoyu Li 他
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通信削減を実現するイベント駆動型CBBA
マルチロボットのタスク割り当てで使われるCBBAの通信量を、イベント駆動型通信で最大52%削減しつつ、解品質を維持できることを示した研究。
原題: Event Driven CBBA with Reduced Communication / Vinita Sao, Tu Dac Ho, Sujoy Bhore 他
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LLMとの協調による状況適応型ドローン群制御アーキテクチャ
大規模言語モデルを用いて、ミッション状況に応じてドローン群の制御構造を集中型・階層型・ホロニック型から動的に選択する適応型アーキテクチャを提案し、シミュレーションで拡張性・省エネ・接続性の向上を示した。
原題: Human-LLM Synergy in Context-Aware Adaptive Architecture for Scalable Drone Swarm Operation / Ahmed R. Sadik, Muhammad Ashfaq, Niko Mäkitalo 他
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分散ロボット群のメタ状態安定性に対する基盤タイミング非依存性
CSPを用いてロボット群の設計を形式的に検証し、タイミング変動があっても誤ったメタ状態を防ぐ手法を提案。シミュレーションと実機で有効性を確認した。
原題: Substrate-Timing-Independence for Meta-State Stability of Distributed Robotic Swarms / Tinapat Limsila, Mehul Sharma, Paulo Garcia
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擬似無向パスグラフにおける合意形成のロバスト性
双方向接続を保ちつつ重みが非対称・負も許容する擬似無向グラフ上での合意形成理論を提案し、初期値の凸包外の合意値も達成可能であることを示した。
原題: On Robustness of Consensus over Pseudo-Undirected Path Graphs / Abhinav Sinha, Dwaipayan Mukherjee, Shashi Ranjan Kumar
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適応則とニューラルネットワークを用いたマルチクアッドロータ集中輸送システムのオンライン同定
複数のクアッドロータで荷物を集中輸送する際のモデル不確かさや外乱に対し、誤差空間を低次元に分解して適応則と浅いニューラルネットをオンライン更新する同定手法を提案し、ロバスト性を向上させた。
原題: Online Identification using Adaptive Laws and Neural Networks for Multi-Quadrotor Centralized Transportation System / Tianhua Gao, Kohji Tomita, Akiya Kamimura
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SMART: 密集環境におけるスケーラブルなマルチエージェント推論と軌道計画
強化学習による優先度推定と大ステップA*探索、並列凸最適化を組み合わせた階層型フレームワークで、密集環境での多数車両の軌道計画を高速かつ高成功率で実現する。
原題: SMART: Scalable Multi-Agent Reasoning and Trajectory Planning in Dense Environments / Heye Huang, Yibin Yang, Wang Chen 他
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