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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: 2023/9/1 ／ 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 →- 論文歩行者検知画像認識
走行車両搭載センサによる歩行者の意味的・関節的検知
走行中の車両に搭載したLiDARデータで歩行者の関節まで検知するためのベンチマークの必要性を提唱し、交通安全向上への可能性を示した論文。
原題: Semantic and Articulated Pedestrian Sensing Onboard a Moving Vehicle ／ Maria Priisalu
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PogoXの陸上移動：ハードウェア設計からエネルギー整形とステップ間ダイナミクスに基づく制御まで
バネ脚付きクアッドロータPogoXで、推力重量比が1未満でもホッピングを可能にする制御を実現した。
原題: Terrestrial Locomotion of PogoX: From Hardware Design to Energy Shaping and Step-to-step Dynamics Based Control ／ Yi Wang, Jiarong Kang, Zhiheng Chen 他
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フロー誘導マルコフニューラルオペレータによるロボットナビゲーションのための軌道予測
歩行者の動きをマルコフ過程としてモデル化し、オプティカルフローを統合したニューラルオペレータFlowMNOで軌道予測を行う手法を提案。既存の深層学習手法を大きく上回る精度を示し、ロボットナビゲーションへの応用可能性を示した。
原題: Trajectory Prediction for Robot Navigation using Flow-Guided Markov Neural Operator ／ Rashmi Bhaskara, Hrishikesh Viswanath, Aniket Bera
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剛体・関節軟体四足ロボットの高ダイナミック動作の二段階学習
進化戦略で単純な制御方策を探索した後、深層強化学習で洗練させる二段階学習により、四足ロボットのプロンキングやバク宙などの動的動作をゼロから獲得する手法を提案。
原題: Two-Stage Learning of Highly Dynamic Motions with Rigid and Articulated Soft Quadrupeds ／ Francecso Vezzi, Jiatao Ding, Antonin Raffin 他
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衝突円錐制御バリア関数(C3BF)を用いた安全な脚式ロコモーション
衝突円錐制御バリア関数(C3BF)を参照コントローラの上に保護フィルタとして組み込むC3BF-QPを提案し、静的・動的障害物環境下での脚式ロボットの衝突回避をPyBulletシミュレーションで検証した。
原題: Safe Legged Locomotion using Collision Cone Control Barrier Functions (C3BFs) ／ Manan Tayal, Shishir Kolathaya
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論理で歩く：信号時相論理ガイド型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）をモデル予測制御に組み込み、外乱を受けた二足歩行ロボットがタスク仕様を満たしつつロバスト性を最大化する復帰軌道を生成する枠組みを提案した。
原題: Walking-by-Logic: Signal Temporal Logic-Guided Model Predictive Control for Bipedal Locomotion Resilient to External Perturbations ／ Zhaoyuan Gu, Rongming Guo, William Yates 他
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粒状地形を歩行する二足歩行ロボットのためのエネルギー効率の良い足形状設計
粒状地形上での二足歩行ロボットの運動とエネルギーを解析し、エネルギー効率と歩行効率を考慮した足形状の多目的最適化を行った。硬い粒状地形では非凸形状の足が最良の性能を示すことを発見した。
原題: Energy Efficient Foot-Shape Design for Bipedal Walkers on Granular Terrain ／ Xunjie Chen, Jingang Yi, Hao Wang
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脚式ロボットの歩行における線形インパクタを用いた標準化外乱除去テストに向けて：予備研究、観察、および示唆
脚式ロボットの外乱除去テストを標準化するため、線形インパクタを導入し、ヒューマノイドDigitの3つの歩行制御器を前方向の衝撃に対して評価した。
原題: Towards Standardized Disturbance Rejection Testing of Legged Robot Locomotion with Linear Impactor: A Preliminary Study, Observations, and Implications ／ Bowen Weng, Guillermo A. Castillo, Yun-Seok Kang 他
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強化学習と生成事前学習モデルによる四足ロボットの生物らしい敏捷性と遊び
動物の運動データから生成モデルで制御信号を学び、階層的に環境適応と戦略を訓練することで、四足ロボットに生物らしい敏捷性と鬼ごっこ遊びを実現した。
原題: Lifelike Agility and Play in Quadrupedal Robots using Reinforcement Learning and Generative Pre-trained Models ／ Lei Han, Qingxu Zhu, Jiapeng Sheng 他
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最もシンプルな歩行ロボット：1アクチュエータと2剛体からなる二足歩行ロボット
1自由度の股関節アクチュエータと2つの剛体のみで構成された二足歩行ロボット「Mugatu」を開発し、開ループ安定性や停止・発進、左右の方向制御を実験的に示した。
原題: The Simplest Walking Robot: A bipedal robot with one actuator and two rigid bodies ／ James Kyle, Justin K. Yim, Kendall Hart 他
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動物の模倣による俊敏な地形適応歩行の学習
実犬の動きを模倣学習させた四足ロボットに地形適応を追加し、未見の地形でも自然な歩容で移動できるようにした。実機Maxで階段を1.1m/sで登ることに成功。
原題: Learning Terrain-Adaptive Locomotion with Agile Behaviors by Imitating Animals ／ Tingguang Li, Yizheng Zhang, Chong Zhang 他
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四足歩行ロボットのための幾何学的に変調可能な歩容設計
幾何学的力学を用いて、滑りなし条件下の平面四足ロボットの2ビート歩容を設計する枠組みを提案し、歩容の軌道を連続的に変調する制御入力を導入した。
原題: Geometrically Modulable Gait Design for Quadrupeds ／ Hari Krishna Hari Prasad, Ross L. Hatton, Kaushik Jayaram
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四節リンク・五節リンク機構を用いたロボットトカゲの最適運動学設計
四節・五節リンク機構を組み合わせ、胴体の動きが脚に伝わる新しい駆動方式でヤモリの歩行を再現するロボットトカゲを設計・試作した。
原題: Optimal Kinematic Design of a Robotic Lizard using Four-Bar and Five-Bar Mechanisms ／ Rajashekhar V S, Debasish Ghose, Arockia Selvakumar Arockia Doss
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敏捷な四足歩行を支援する新規ロック可能なバネ式プリズマティックスパイン
四足ロボットの柔軟なプリズマティックスパインの効果を調べるため、バネ式ロック可能スパインモジュールとSCIQプラットフォームを開発し、垂直跳び・着地試験で剛性スパインと比較した。
原題: A Novel Lockable Spring-loaded Prismatic Spine to Support Agile Quadrupedal Locomotion ／ Keran Ye, Kenneth Chung, Konstantinos Karydis
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ヒューマノイドロボットのハードウェア設計と歩容生成の同時最適化：ハイブリッドゼロダイナミクスによる協調設計
ハイブリッドゼロダイナミクス（HZD）を用いて、ヒューマノイドロボットの設計パラメータと歩行歩容を同時に最適化する協調設計フレームワークを提案し、新型ロボットADAMの大腿・下腿設計に適用して省エネ歩行を実現した。
原題: Humanoid Robot Co-Design: Coupling Hardware Design with Gait Generation via Hybrid Zero Dynamics ／ Adrian B. Ghansah, Jeeseop Kim, Maegan Tucker 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ファイバージャミングを用いた柔軟ロボット脚
ファイバージャミング構造を腱として用い、衝撃吸収と関節安定性を実現する柔軟ロボット脚を開発した。
原題: A Compliant Robotic Leg Based on Fibre Jamming ／ Lois Liow, James Brett, Josh Pinskier 他
日本語で読む → - 論文自動運転/歩行者認識画像認識
自動運転のための歩行者環境モデル
単眼カメラと自己位置情報から歩行者の骨格を推定・追跡し、3D位置を含む環境モデルを構築する手法を提案。
原題: Pedestrian Environment Model for Automated Driving ／ Adrian Holzbock, Alexander Tsaregorodtsev, Vasileios Belagiannis
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
リスク回避型方策学習による頑健な四脚歩行
分位点回帰で不確実性をモデル化し、最悪ケースを最適化するリスク回避型強化学習で、外乱に強い四脚ロボットの歩行方策を実現した。
原題: Robust Quadrupedal Locomotion via Risk-Averse Policy Learning ／ Jiyuan Shi, Chenjia Bai, Haoran He 他
日本語で読む → - 論文歩行者軌道予測ロボティクス
極座標衝突グリッド：衝突判定を用いた共有空間における歩行者軌道予測のための効果的な相互作用モデリング
歩行者と車両・歩行者同士の衝突リスク（衝突までの時間と接近方向）を極座標グリッドで表現し、共有空間での歩行者軌道予測精度を向上させる手法を提案した論文。
原題: Polar Collision Grids: Effective Interaction Modelling for Pedestrian Trajectory Prediction in Shared Space Using Collision Checks ／ Mahsa Golchoubian, Moojan Ghafurian, Kerstin Dautenhahn 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
歩幅とケイデンスを調整する聴覚キューイング戦略：健常成人による実現可能性研究
健常成人を対象に、歩幅とケイデンスを監視しながら個人モデルを学習し、聴覚キューで歩幅を維持できるかを検証した実現可能性研究。
原題: Auditory cueing strategy for stride length and cadence modification: a feasibility study with healthy adults ／ Tina LY Wu, Anna Murphy, Chao Chen 他
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四足ロボットのための潜在空間内での複数歩容学習
歩容エンコーダと生成器で潜在空間を構築し、歩容依存の報酬と条件付き敵対的運動事前分布を用いて、四足ロボットGo1に複数の歩容を学習させる枠組みを提案した。
原題: Learning Multiple Gaits within Latent Space for Quadruped Robots ／ Jinze Wu, Yufei Xue, Chenkun Qi
日本語で読む → - 論文車輪型二足歩行ロボティクス
バイオに着想を得た車輪型二足歩行ロボットの設計と制御
人間のバーベルスクワットに着想を得た機構設計と、高さ可変の車輪型線形倒立振子モデルに基づく制御器により、車輪型二足歩行ロボットの動的性能を向上させた。
原題: Design and Control of a Bio-inspired Wheeled Bipedal Robot ／ Haizhou Zhao, Lei Yu, Siying Qin 他
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Digitによる移動障害物の追い越し：モデル予測コンタリング制御による二足歩行ロボットの経路追従
二足歩行ロボットDigitが、経路追従の忠実さと速さをオンラインで調整しながら歩行できるモデル予測コンタリング制御手法を提案し、曲線経路追従や移動障害物の追い越しをシミュレーションで実証した。
原題: Overtaking Moving Obstacles with Digit: Path Following for Bipedal Robots via Model Predictive Contouring Control ／ Kunal S. Narkhede, Dhruv A. Thanki, Abhijeet M. Kulkarni 他
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単一剛体キャラクタによる多様環境下での適応的追従
全身キャラクタを単一剛体として重心力学モデルで表現し、参照動作を追従する方策を強化学習で効率的に学習。未経験環境や方策遷移にも追加学習なしで適応できることを示した。
原題: Adaptive Tracking of a Single-Rigid-Body Character in Various Environments ／ Taesoo Kwon, Taehong Gu, Jaewon Ahn 他
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報酬だけでなく制約も：脚式ロボットの移動制御への応用
複雑なロボットの制御器を強化学習で訓練する際、報酬設計の労力を減らすために制約条件を導入する新しいフレームワークを提案し、脚式ロボットの移動制御に適用して有効性を示した。
原題: Not Only Rewards But Also Constraints: Applications on Legged Robot Locomotion ／ Yunho Kim, Hyunsik Oh, Jeonghyun Lee 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
複雑地形を走るロボットの急速な進歩
四足ロボットが、データ駆動学習と正確かつ単純なモデルを組み合わせることで、砂地を人間のジョギングより速く低エネルギーで走行できるようになった。
原題: Swift progress for robots over complex terrain ／ Chen Li, Feifei Qian
日本語で読む → - 論文歩行者軌道予測機械学習
自動運転に向けた歩行者軌道予測手法の評価
自動運転での利用を想定し、ETH/UCYデータセット上で歩行者軌道予測手法を単一軌道生成の観点から評価し、観測履歴の影響や推論時間、定性比較を通じて課題を分析した。
原題: Evaluating Pedestrian Trajectory Prediction Methods with Respect to Autonomous Driving ／ Nico Uhlemann, Felix Fent, Markus Lienkamp
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
到達可能性を考慮したキャプチャ領域と時間調整・交差歩行による歩行回復
ヒューマノイドが不安定から回復するため、到達可能性を考慮したキャプチャ領域の計算、交差歩行戦略、時間適応戦略を提案し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: Reachability Aware Capture Regions with Time Adjustment and Cross-Over for Step Recovery ／ Robert Griffin, James Foster, Stefan Fasano 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
不整地における動的四足歩行のための適応力制御
力ベース制御に適応制御を組み込み、モデル不確かさや未知の地形影響に対応することで、Unitree A1が自重の50%の荷物を積んで不整地を高速トロットやバウンドで移動できるようにした。
原題: Adaptive Force-Based Control of Dynamic Legged Locomotion over Uneven Terrain ／ Mohsen Sombolestan, Quan Nguyen
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
SafeSteps: モデルベース事前情報を用いた脚式ロボットの安全な足運び計画ポリシーの学習
地形の安全性情報を事前に学習してポリシーに組み込み、四足ロボットが安全な足運びを計画できるようにした手法を提案し、実機実験で安全性の向上を確認した。
原題: SafeSteps: Learning Safer Footstep Planning Policies for Legged Robots via Model-Based Priors ／ Shafeef Omar, Lorenzo Amatucci, Victor Barasuol 他
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