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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: 2025/4/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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連続的な群衆の歩行行動生成
単一画像から空間レイアウトを抽出し、拡散モデルとマルコフ連鎖を組み合わせて、多様な行動と相互作用を持つ連続的な群衆軌跡を自動生成するフレームワークを提案した。
原題: Continuous Locomotive Crowd Behavior Generation ／ Inhwan Bae, Junoh Lee, Hae-Gon Jeon
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NavEX: 非凸・起伏環境における代表点クラスタリングを用いたマルチエージェント被覆
非凸で起伏のある環境でのマルチエージェント配置のため、代表点クラスタリングと障害物・走行可能性を考慮した最短距離を組み合わせた被覆フレームワークNavEXを提案し、公平アクセス配置とホットスポット配置を準最適に解く。
原題: NavEX: A Multi-Agent Coverage in Non-Convex and Uneven Environments via Exemplar-Clustering ／ Donipolo Ghimire, Carlos Nieto-Granda, Solmaz S. Kia
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障害物環境におけるマルチロボット経路交差最小ナビゲーションのための同時割当タスク実行
障害物環境でのマルチロボットナビゲーションにおいて、経路交差を最小化するために、ロボット割当・目標点収束・衝突回避を整数制約と制御バリア関数制約で符号化し、オンライン制約最適化で解く手法を提案した。
原題: Concurrent-Allocation Task Execution for Multi-Robot Path-Crossing-Minimal Navigation in Obstacle Environments ／ Bin-Bin Hu, Weijia Yao, Yanxin Zhou 他
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敵対的知覚下におけるマルチロボット協調
学習ベースの知覚モジュールへの敵対的攻撃（誤分類・誤位置推定・遅延）がマルチドローン協調に与える影響を解析し、VIOと知覚モデルを統合して頑健な相対位置推定と状態推定を行うフレームワークを提案した。
原題: Multi-Robot Coordination with Adversarial Perception ／ Rayan Bahrami, Hamidreza Jafarnejadsani
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過信せず協調せよ：極限海況下の水中タスクに向けたFIMとRLに基づくUSV-AUV協調システム
極限海況での水中タスク性能を高めるため、フィッシャー情報行列でUSVの経路を最適化して複数AUVの位置推定精度を上げ、強化学習でAUV群の協調計画・制御を行うUSV-AUV協調システムを開発した。
原題: Never too Cocky to Cooperate: An FIM and RL-based USV-AUV Collaborative System for Underwater Tasks in Extreme Sea Conditions ／ Jingzehua Xu, Guanwen Xie, Jiwei Tang 他
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Pogobot：群ロボティクスとプログラマブルアクティブマターのためのオープンソース低コストロボット
群ロボティクスとアクティブマター研究向けに、振動・車輪移動、赤外線通信、センサを備えた低コスト（約250ユーロ）のオープンソースロボットPogobotを開発し、そのハード・ソフトウェア構成を公開した。
原題: Pogobot: an Open-Source, Low-Cost Robot for Swarm Robotics and Programmable Active Matter ／ Alessia Loi, Loona Macabre, Jérémy Fersula 他
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GenGrid: 群ロボティクス向け汎用分散実験環境グリッド
群ロボティクス実験用のオープンソース分散型モジュール式グリッド基盤を開発し、複数ロボット種に対応した制御・データ収集機能と応用例を示した。
原題: GenGrid: A Generalised Distributed Experimental Environmental Grid for Swarm Robotics ／ Pranav Kedia, Madhav Rao
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リアルタイムMAPFのためのリアルタイムLaCAM
完全性保証を持つ初のリアルタイム多エージェント経路計画手法を提案し、混雑環境でもミリ秒単位の制限時間で全時間計画と同等の成功率を達成した。
原題: Real-Time LaCAM for Real-Time MAPF ／ Runzhe Liang, Rishi Veerapaneni, Daniel Harabor 他
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MRTA-Sim: オープンワールド環境におけるマルチロボット割当・計画・制御のためのモジュラーシミュレータ
複雑な屋内環境でマルチロボットタスク割当（MRTA）手法を評価するため、ROS2/Gazebo上でNAV2とCBF-QPを統合したモジュラーシミュレータを開発し、SMTベースの動的MRTAで実証した。
原題: MRTA-Sim: A Modular Simulator for Multi-Robot Allocation, Planning, and Control in Open-World Environments ／ Victoria Marie Tuck, Hardik Parwana, Pei-Wei Chen 他
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空中ロボットによる持続的監視と目標検出：実環境での展開と評価
複数の空中ロボットが協調して持続的に監視と目標検出を行う分散アルゴリズムを提案し、最大11機での実証実験で有効性と耐障害性を示した。
原題: Aerial Robots Persistent Monitoring and Target Detection: Deployment and Assessment in the Field ／ Manuel Boldrer, Vit Kratky, Martin Saska
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衝突が誘起する形状変化ロボットペアの結合と輸送
形状変化ロボットが衝突を介して自発的にペアを形成し、長距離を移動する現象を実験とシミュレーションで解明した。
原題: Collision Induced Binding and Transport of Shape Changing Robot Pairs ／ Akash Vardhan, Ram Avinery, Hosain Bagheri 他
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効果的な人間-群ロボットインタラクション界面の設計：タスク性能に関するユーザー研究からの知見
群ロボットを誘導するタブレット界面を10の設計原則に基づき開発し、31名のユーザー研究で危険回避と目標到達性能を評価した。
原題: Designing Effective Human-Swarm Interaction Interfaces: Insights from a User Study on Task Performance ／ Wasura D. Wattearachchi, Erandi Lakshika, Kathryn Kasmarik 他
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6Gに向けた捜索救助マルチロボットシステムの通信・ロボティクス協調設計
5G SAを基盤としたエッジクラウド構成で、複数ロボットと救助隊の協調を目指し、リスク・要救助者検知やSLAM、避難支援UGVなどの実証実験を行い、6Gへの課題を整理した。
原題: Strengthening Multi-Robot Systems for SAR: Co-Designing Robotics and Communication Towards 6G ／ Juan Bravo-Arrabal, Ricardo Vázquez-Martín, J. J. Fernández-Lozano 他
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生成AI強化マルチエージェント強化学習による低高度UAV救助のタスク割当と探索最適化
UAV・地上ロボット・飛行船の協調フレームワークで救助タスクの割当と探索を最適化し、ハンガリアン法と生成拡散モデルベースのMADDPGを組み合わせて遅延とエネルギーを削減した研究。
原題: Task Assignment and Exploration Optimization for Low Altitude UAV Rescue via Generative AI Enhanced Multi-agent Reinforcement Learning ／ Xin Tang, Qian Chen, Wenjie Weng 他
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Neural ATTF: 生涯マルチエージェント経路計画へのスケーラブルな解法
倉庫自動化などのMAPD問題に対し、学習ベースの経路計画Neural STA*と優先度付きタスク割当PGTMを組み合わせ、動的環境でのスケーラビリティと効率を向上させたフレームワークを提案。
原題: Neural ATTF: A Scalable Solution to Lifelong Multi-Agent Path Planning ／ Kushal Shah, Jihyun Park, Seung-Kyum Choi
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協調型自律エージェントによるローリングホライズン被覆制御
複数のUAVが分散モデル予測制御を用いて、3D物体表面の可視領域を考慮しながら協調的に被覆計画を立てる手法を提案し、建物点検に応用した。
原題: Rolling Horizon Coverage Control with Collaborative Autonomous Agents ／ Savvas Papaioannou, Panayiotis Kolios, Theocharis Theocharides 他
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敵対的エージェントを含むマルチエージェント配送経路計画の安定性保証
配送依頼を処理するマルチエージェント経路計画において、一部のエージェントが意図的に遅延を引き起こす場合でも、依頼の滞留数が有界となるためのフリート規模と敵対的エージェント比率の条件を理論的に導出し、サンフランシスコのタクシーデータで検証した。
原題: Provably Stable Multi-Agent Routing with Bounded-Delay Adversaries in the Decision Loop ／ Roee M. Francos, Daniel Garces, Stephanie Gil
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位置推定不確かさ下でのマルチロボット協調のためのイベント駆動型分散LQG制御
位置推定の不確かさがある環境で、通信を抑えつつ複数ロボットを集合させるイベントトリガ型LQG制御を提案し、Robotariumの実機実験で有効性を示した論文。
原題: Event-Based Distributed Linear Quadratic Gaussian for Multi-Robot Coordination with Localization Uncertainty ／ Tohid Kargar Tasooji, Sakineh Khodadadi
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階層強化学習による双方向タスク・動作計画：戦略的対峙への応用
群ロボットの対峙シナリオにおいて、タスク計画と動作計画を双方向に連携させる階層強化学習手法を提案し、高い勝率と高速な意思決定を実現した。
原題: Bidirectional Task-Motion Planning Based on Hierarchical Reinforcement Learning for Strategic Confrontation ／ Qizhen Wu, Lei Chen, Kexin Liu 他
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意見ダイナミクスに基づく多ロボットの狭路通過意思決定
非線形意見ダイナミクス(NOD)を多ロボットの経路計画に組み込み、狭い通路でのデッドロックを減らす意思決定フレームワークを提案し、ゲーム縮約で大規模化にも対応した。
原題: Opinion-Driven Decision-Making for Multi-Robot Navigation through Narrow Corridors ／ Norah K. Alghamdi, Shinkyu Park
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衝突を利用した宇宙空間での協調物体輸送
微小重力下で自由浮遊する物体を、ロボット群が衝突を介して協調的に輸送するための計画・制御手法を提案し、シミュレータと実機で検証した。
原題: Collaborative Object Transportation in Space via Impact Interactions ／ Joris Verhagen, Jana Tumova
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メリーゴーラウンド：デッドロック防止を備えた分散型マルチロボットシステムの安全制御
分散型マルチロボットナビゲーションにおいて、一時的な「ラウンドアバウト」を形成することでデッドロックを防止し、安全性を保ちながら前進を保証する手法を提案。
原題: Merry-Go-Round: Safe Control of Decentralized Multi-Robot Systems with Deadlock Prevention ／ Wonjong Lee, Joonyeol Sim, Joonkyung Kim 他
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変形可能なモジュラーロボット：独立・集団移動のためのCPGベース手法
各モジュールが独立した駆動・電源・制御を持ち、単独でも協調しても移動できるモジュラーロボットを開発し、階層型CPGで制御することで柔軟な移動を実現した。
原題: Transformable Modular Robots: A CPG-Based Approach to Independent and Collective Locomotion ／ Jiayu Ding, Rohit Jakkula, Tom Xiao 他
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局所性に基づく分解型マルチエージェントActor-Criticによるマルチロボット協調学習
ロボット間の局所的な関係を依存グラフで捉え、関連の強いロボット同士をグループ化して学習する協調マルチエージェント強化学習手法Loc-FACMACを提案し、複数環境で既存手法を最大108%上回る性能を示した。
原題: Learning Multi-Robot Coordination through Locality-Based Factorized Multi-Agent Actor-Critic Algorithm ／ Chak Lam Shek, Amrit Singh Bedi, Anjon Basak 他
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ファジィ論理に基づくモデル予測制御：最適意思決定と常識的意思決定を統合するパラダイム
ファジィ論理をモデル予測制御に組み込み、親子二層構造で複数ロボットの未知環境探索と目標発見を効率化する手法を提案し、シミュレーションで性能と計算時間の改善を示した。
原題: Fuzzy-Logic-based model predictive control: A paradigm integrating optimal and common-sense decision making ／ Filip Surma, Anahita Jamshidnejad
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CTS-CBS：マルチエージェント協調タスク順序付けと経路探索の新手法
エージェントが指定順にタスク地点を訪問しつつ衝突回避経路を計画するCTS-MAPF問題に対し、二段階探索で完全性と最適性を保証するCTS-CBSを提案し、実験で成功率と速度の大幅な向上を示した。
原題: CTS-CBS: A New Approach for Multi-Agent Collaborative Task Sequencing and Path Finding ／ Junkai Jiang, Ruochen Li, Yibin Yang 他
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物理的制約下におけるマルチロボット協調
アクチュエータ飽和などの物理的制約を考慮し、ポントリャーギン最小原理を用いた最適合意制御で複数ロボットの省エネルギ rendezvous を実現した研究。
原題: Multi-Robot Coordination Under Physical Limitations ／ Tohid Kargar Tasooji, Sakineh Khodadadi
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5Gとロボットのエネルギー認識型統合オーケストレーション：実験用テストベッドとフィールド検証
5G接続ロボット群のナビゲーション・センシング・クラウド資源利用を統合制御するOROSを実機テストベッドで検証し、計算オフロードとセンサー動的制御により約15%の省エネを達成した。
原題: Energy-aware Joint Orchestration of 5G and Robots: Experimental Testbed and Field Validation ／ Milan Groshev, Lanfranco Zanzi, Carmen Delgado 他
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四足歩行ロボットチームによるケーブル牽引荷物の分散ナビゲーション：MARLアプローチ
複数の四足歩行ロボットがケーブルで繋がれた荷物を協調して牽引し、障害物を避けながら狭い環境をナビゲートするための分散型マルチエージェント強化学習プランナーを開発した。実機で1～4台、シミュレーションで最大12台のロボットでの有効性を実証した。
原題: Decentralized Navigation of a Cable-Towed Load using Quadrupedal Robot Team via MARL ／ Wen-Tse Chen, Minh Nguyen, Zhongyu Li 他
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マルチモードロボットチームのためのエネルギーを考慮したタスク割り当て
飛行・走行・歩行など複数モードを切り替えられるロボット群に対し、モード選択とタスク割り当てを同時に最適化する制約付き最適化フレームワークを提案した論文。
原題: Energy-Aware Task Allocation for Teams of Multi-mode Robots ／ Takumi Ito, Riku Funada, Mitsuji Sampei 他
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