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最新論文: 2023/10/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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強化学習による歩行タスクのための開ループベースライン
単純な振動子による開ループ制御が、5つの歩行環境でDRLに匹敵する性能を少ないパラメータで達成し、センサノイズや故障、sim2real転移においてDRLより頑健であることを示した。
原題: An Open-Loop Baseline for Reinforcement Learning Locomotion Tasks ／ Antonin Raffin, Olivier Sigaud, Jens Kober 他
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離散時間バリア関数によるロバスト歩行軌道の合成と多接触外骨格ロコモーションへの応用
離散時間バリア関数とサンプリングで歩行のロバスト性を評価・最大化し、外骨格Atalanteで平地歩行と多接触歩行を実現した。
原題: Synthesizing Robust Walking Gaits via Discrete-Time Barrier Functions with Application to Multi-Contact Exoskeleton Locomotion ／ Maegan Tucker, Kejun Li, Aaron D. Ames
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信号時相論理に基づくモデル予測制御による外乱に頑健な二足歩行
信号時相論理(STL)をモデル予測制御のコスト関数に組み込み、実行時に加わる外乱から回復する二足歩行の軌道最適化フレームワークを提案し、脚交差動作の生成で安定性を高めた。
原題: Signal Temporal Logic-Guided Model Predictive Control for Robust Bipedal Locomotion Resilient to Runtime External Perturbations ／ Zhaoyuan Gu, Rongming Guo, William Yates 他
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下肢義足における歩行相検出のためのスマートアルゴリズム評価：包括的レビュー
1999年から2023年までの189件の研究を対象に、下肢義足の歩行相検出に用いられるセンサとアルゴリズムを体系的にレビューし、ウェアラブル・非ウェアラブルセンサの種類や組み合わせ、手法の多様性を整理した。
原題: Assessing Smart Algorithms for Gait Phases Detection in Lower Limb Prosthesis: A Comprehensive Review ／ Barath Kumar JK, Aswadh Khumar G S
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HealthWalk：センサ内蔵型歩行器支援による健康と移動性の促進
歩行器にセンサを組み込み、高齢者やリウマチ・多発性硬化症・パーキンソン病患者などの姿勢改善と転倒予防を目指す研究の概要と試作機を紹介した論文。
原題: HealthWalk: Promoting Health and Mobility through Sensor-Based Rollator Walker Assistance ／ Ivanna Kramer, Kevin Weirauch, Sabine Bauer 他
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脚式ロボットのための完全スパイキングニューラルネットワーク
脚式ロボットの制御にスパイキングニューラルネットワーク(SNN)を導入し、シミュレーション上の多様な地形で高い性能と推論速度・省エネ性を実現した研究。
原題: Fully Spiking Neural Network for Legged Robots ／ Xiaoyang Jiang, Qiang Zhang, Jingkai Sun 他
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DecAP: 減衰アクションプライアを用いたトルクベース脚式ロコモーション方策の模倣学習加速
位置ベース方策で模倣データを生成し、減衰アクションプライアでトルクベース方策の探索を促す二段階学習法を提案。四足ロボットで外乱に対する頑健性を検証した。
原題: DecAP: Decaying Action Priors for Accelerated Imitation Learning of Torque-Based Legged Locomotion Policies ／ Shivam Sood, Ge Sun, Peizhuo Li 他
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ManyQuadrupeds: 多様な四足ロボットのための単一歩行ポリシーの学習
動物の脊髄のリズム生成機構に着想を得て、異なる自由度・形態・質量（2〜200kg）の四足ロボットを単一のポリシーで制御できる歩行学習手法を提案した。
原題: ManyQuadrupeds: Learning a Single Locomotion Policy for Diverse Quadruped Robots ／ Milad Shafiee, Guillaume Bellegarda, Auke Ijspeert
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LANCAR: 言語を活用した非構造環境における文脈認識型ロボット移動
人間の観察者からの言語による文脈情報を大規模言語モデルで解釈し、強化学習エージェントと組み合わせることで、非構造地形でのロボット移動を文脈認識型に改善した研究。
原題: LANCAR: Leveraging Language for Context-Aware Robot Locomotion in Unstructured Environments ／ Chak Lam Shek, Xiyang Wu, Wesley A. Suttle 他
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下肢ロボットシステムにおける歩行相分類のための知的アルゴリズム評価
下肢義肢・外骨格の歩行相検出アルゴリズムに関する系統的レビューで、2010〜2023年の論文を調査し、ヒューリスティック・閾値・振幅ゼロ交差法などの手法を比較評価した。
原題: Evaluating Intelligent Algorithms for Gait Phase Classification in Lower Limb Robotic Systems ／ Barath Kumar JK, Aswadh Khumar G S
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自己中心視点の歩行者軌道予測に向けた新ベンチマークとスケール・運動考慮モデル
自己中心視点の歩行者軌道予測をシナリオ別に評価する新ベンチマークを提案し、マルチモーダル情報と自己運動・スケールを考慮した階層的モデルで最大40%の精度改善を達成した。
原題: A Novel Benchmarking Paradigm and a Scale- and Motion-Aware Model for Egocentric Pedestrian Trajectory Prediction ／ Amir Rasouli
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直脚と転がり接触によるステップ配置を活用した効率的で動的な歩行
ALIPに基づくステップ調整と支持脚長制御、踵から爪先への転がり接触を組み合わせたモデルベース制御器を提案し、ヒューマノイドNadiaで高速歩行や後退・横歩き・旋回・押し戻し復帰を実現、効率も検証した。
原題: Efficient, Dynamic Locomotion through Step Placement with Straight Legs and Rolling Contacts ／ Stefan Fasano, James Foster, Sylvain Bertrand 他
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カリキュラム後知恵強化学習による俊敏で適応的な脚式移動
カリキュラム学習と後知恵経験再生を組み合わせた強化学習で、実機四足ロボットに転倒復帰や高速旋回、屋外疾走などの俊敏な適応行動を実現した。
原題: Learning Agility and Adaptive Legged Locomotion via Curricular Hindsight Reinforcement Learning ／ Sicen Li, Yiming Pang, Panju Bai 他
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ViT-A*: Vision TransformerとA*による脚式ロボットの経路計画
2Dマップと障害物情報を入力に、Vision Transformerで前処理したニューラルネットワークで四足ロボットの大域的経路を生成する手法を提案し、SpotとGo1で有効性を示した。
原題: ViT-A*: Legged Robot Path Planning using Vision Transformer A* ／ Jianwei Liu, Shirui Lyu, Denis Hadjivelichkov 他
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転倒時の守護者：安全な転倒のための能動的モード遷移
四足歩行ロボットが転倒する際に、能動的に転がって安定な姿勢へ遷移し回復することで、衝撃を大幅に低減する枠組みを提案した。
原題: Guardians as You Fall: Active Mode Transition for Safe Falling ／ Yikai Wang, Mengdi Xu, Guanya Shi 他
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限界を育てる：実世界強化学習によるロボット歩行の継続的改善
実世界での強化学習において、訓練中の探索を調整するポリシー正則化フレームワークAPRLを提案し、四足歩行ロボットが数分で歩行を学習し、その後も性能が飽和せず改善し続けることを示した。
原題: Grow Your Limits: Continuous Improvement with Real-World RL for Robotic Locomotion ／ Laura Smith, Yunhao Cao, Sergey Levine
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汎用動物模倣器：多様な運動事前分布による俊敏な移動
動物の運動を模倣しつつ手動設計の運動も取り入れた強化学習フレームワークVIMを提案し、脚式ロボットが単一の制御器で走る・曲がる・跳ぶ・バク宙など多様な俊敏移動スキルを実世界で同時に学習できるようにした。
原題: Generalized Animal Imitator: Agile Locomotion with Versatile Motion Prior ／ Ruihan Yang, Zhuoqun Chen, Jianhan Ma 他
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mCLARI：側方拘束空間で全方向地形適応移動が可能な形状変形昆虫スケールロボット
体長20mm・0.97gの4脚マイクロロボットmCLARIを開発し、受動的な体の柔軟性を活かして狭い空間を全方向に適応移動できることを示した。
原題: mCLARI: a shape-morphing insect-scale robot capable of omnidirectional terrain-adaptive locomotion in laterally confined spaces ／ Heiko Kabutz, Alexander Hedrick, Parker McDonnell 他
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知覚障害に強い脚式ロボットの局所ナビゲーション：劣化した知覚からのEnd-to-End学習
知覚失敗を不可視の障害物や穴としてモデル化し、固有感覚と外界感覚を統合した強化学習方策で脚式ロボットの局所ナビゲーションをEnd-to-Endで学習させ、知覚障害時でも成功率を30%以上向上させた。
原題: Resilient Legged Local Navigation: Learning to Traverse with Compromised Perception End-to-End ／ Jin Jin, Chong Zhang, Jonas Frey 他
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動的なマルチモーダル移動：ハードウェアと制御の概観
スラスタを備えた二足歩行ロボットHarpyのハードウェア設計・シミュレーション・ファームウェア開発を通じ、不整地や転倒からの復帰を可能にする推力支援歩行を検討した論文。
原題: Dynamic Multimodal Locomotion: A Quick Overview of Hardware and Control ／ Shreyansh Pitroda
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過拘束リンク機構による脚式移動
ベネットリンク機構を用いた過拘束ロボット脚を設計し、爬虫類型と哺乳類型の形態間で再構成可能な四足歩行をMPCと強化学習で実現、平面リンクより省エネで優れることを示した。
原題: Overconstrained Locomotion ／ Haoran Sun, Bangchao Huang, Zishang Zhang 他
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軟体四足ロボットの歩行のための自動歩容生成
シミュレーションや人手を必要とせず、限られた計算資源で軟体四足ロボットの歩容を自律生成する手法を提案し、手作り歩容を上回る性能を実証した。
原題: Automated Gait Generation For Walking, Soft Robotic Quadrupeds ／ Jake Ketchum, Sophia Schiffer, Muchen Sun 他
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下肢ダイナミクスの動的歩行モデリング：数理的アプローチ
健常者の歩行実験をもとに、歩行周期全体で下肢関節に生じるトルクを推定する数理モデルを構築し、関節と末端効果器の機能的関係を解析した研究。
原題: Dynamic Gait Modelling of Lower Limb Dynamics : A Mathematical Approach ／ Barath Kumar JK, Aswadh Khumar G S
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DiPPeR: 拡散モデルを用いた脚式ロボット向け2D経路計画
拡散モデルを活用し、四足歩行ロボットのための高速な2D経路計画フレームワークを提案。地図画像から経路を生成し、実機のSpotやGo1で検証した。
原題: DiPPeR: Diffusion-based 2D Path Planner applied on Legged Robots ／ Jianwei Liu, Maria Stamatopoulou, Dimitrios Kanoulas
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SYNLOCO: 中枢パターン生成器と強化学習を統合した四足歩行
CPGのリズム歩行生成と強化学習の適応性を組み合わせ、二段階学習で安定かつ自然な四足歩行制御器を実現した。
原題: SYNLOCO: Synthesizing Central Pattern Generator and Reinforcement Learning for Quadruped Locomotion ／ Xinyu Zhang, Zhiyuan Xiao, Qingrui Zhang 他
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多制約最適性下での局所ナビゲーションのための多様なスキル学習
四足ロボットの局所ナビゲーションにおいて、複数の報酬制約を課しながら多様なポリシーを学習する手法を提案し、実機で障害物を越える俊敏な行動を実現した。
原題: Learning Diverse Skills for Local Navigation under Multi-constraint Optimality ／ Jin Cheng, Marin Vlastelica, Pavel Kolev 他
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主に運動学的なシステムのための適応的歩容モデリングと最適化
データ駆動モデリングと幾何力学を組み合わせた適応的同定手法で、主に運動学的な移動ロボットの歩容を効率的に最適化し、地形変化にも対応できることを示した。
原題: Adaptive Gait Modeling and Optimization for Principally Kinematic Systems ／ Siming Deng, Noah J. Cowan, Brian A. Bittner
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制御バリア関数と解析的平滑化を用いた六輪伸縮脚ロボットTachyon 3のリアルタイム知覚運動制御
六輪伸縮脚ロボットTachyon 3に対し、滑らかな分離軸定理と制御バリア関数を組み合わせ、関節制限や衝突回避を満たす1ms周期のリアルタイム運動生成を実現した。
原題: Real-time Perceptive Motion Control using Control Barrier Functions with Analytical Smoothing for Six-Wheeled-Telescopic-Legged Robot Tachyon 3 ／ Noriaki Takasugi, Masaya Kinoshita, Yasuhisa Kamikawa 他
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強化学習による地形認識型四足歩行
固有感覚と外界感覚を統合し、軌道生成器のパラメータを調整するDNN方策を強化学習で訓練することで、四足ロボットが階段や飛び石などの不整地を任意方向に安全かつ省エネで歩行できるようにした。
原題: Terrain-Aware Quadrupedal Locomotion via Reinforcement Learning ／ Haojie Shi, Qingxu Zhu, Lei Han 他
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AdaptNet: 物理ベースキャラクター制御のためのポリシー適応
既存の強化学習ポリシーの潜在空間を二層階層で修正し、歩行スタイルやタスク目標、形態変化など新たな挙動をゼロから学習するより高速に獲得する手法を提案。
原題: AdaptNet: Policy Adaptation for Physics-Based Character Control ／ Pei Xu, Kaixiang Xie, Sheldon Andrews 他
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