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最新論文: 2023/4/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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視覚移動制御のためのニューラルボリュメトリックメモリ
単眼深度カメラを用いた脚式ロボットの不整地移動において、3D世界のSE(3)同変性を考慮した幾何学的メモリを導入し、過去の観測から足元の地形を推定する手法を提案した。
原題: Neural Volumetric Memory for Visual Locomotion Control ／ Ruihan Yang, Ge Yang, Xiaolong Wang
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学習した行動残差による連続的な多様ジャンプ
最適制御と強化学習を組み合わせた階層的枠組みで、四足ロボットがシミュレーションから実機へ直接展開でき、最大50cmの高さ・60cmの前方・90度の旋回を含む多様で連続的なジャンプ動作を実現した。
原題: Continuous Versatile Jumping Using Learned Action Residuals ／ Yuxiang Yang, Xiangyun Meng, Wenhao Yu 他
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複数Lyapunov解析による多領域二足歩行のハイブリッドモデルに対する大域位置追従制御の安定性保証
多領域二足歩行のハイブリッドモデルに対し、複数Lyapunov解析を用いて大域位置追従制御を安定化させる手法を提案し、ROBOTIS OP3のシミュレーションで有効性を示した。
原題: Provably Stabilizing Global-Position Tracking Control for Hybrid Models of Multi-Domain Bipedal Walking via Multiple Lyapunov Analysis ／ Yuan Gao, Kentaro Barhydt, Christopher Niezrecki 他
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滑りやすい地形における四足ロボットのための二層適応軌道追従制御
滑りやすい地面でも脚のスリップを防ぐため、優先度付きの二層適応機構を備えた四足ロボットの軌道追従制御器を提案し、シミュレーションと実験で検証した。
原題: Two-layer adaptive trajectory tracking controller for quadruped robots on slippery terrains ／ Despina-Ekaterini Argiropoulos, Dimitrios Papageorgiou, Michael Maravgakis 他
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段階的接触最適化：接触陰的解法と多相ハイブリッド軌道最適化の融合
脚式ロボットの軌道最適化において、接触陰的解法と多相ハイブリッド解法を段階的に組み合わせることで、高速かつロバストな収束と最適性の向上を実現する手法を提案。
原題: Staged Contact Optimization: Combining Contact-Implicit and Multi-Phase Hybrid Trajectory Optimization ／ Michael R. Turski, Joseph Norby, Aaron M. Johnson
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外骨格アタランテにおける安全な歩行リハビリテーションの実現：実験結果
下肢外骨格アタランテで、患者の筋力に応じて歩行軌道をオンライン最適化し、安定性を保ちながらリハビリを可能にする制御系を開発し、実験で検証した。
原題: Enabling safe walking rehabilitation on the exoskeleton Atalante: experimental results ／ Maxime Brunet, Marine Pétriaux, Florent Di Meglio 他
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脚ロボットの安全な軌道計画と制御のための収束iLQR
ハイブリッド軌道の最悪ケース摂動成長を評価する基本解行列をiLQRに組み込み、LQR追従制御下での閉ループ収束性を考慮した軌道を生成する手法を提案した。
原題: Convergent iLQR for Safe Trajectory Planning and Control of Legged Robots ／ James Zhu, J. Joe Payne, Aaron M. Johnson
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確率論的入力状態安定性
有界な外乱に対する入力状態安定性(ISS)を、非有界な確率的外乱を持つ離散時間系に拡張した「確率的ISS(ISSp)」を提案し、マルチンゲール理論に基づくリアプノフ条件を与え、二足歩行ロボットの段差外乱に適用した。
原題: Input-to-State Stability in Probability ／ Preston Culbertson, Ryan K. Cosner, Maegan Tucker 他
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MonoPIC：IoTエッジ向け単眼低遅延歩行者意図分類フレームワーク（ID3決定木モデル使用）
MediaPipeの姿勢推定から得たクォータニオンを用いて、単眼2D画像中の歩行者の意図をID3決定木で分類する低遅延手法を提案し、平均48msの遅延で83.56%の精度を達成した。
原題: MonoPIC -- A Monocular Low-Latency Pedestrian Intention Classification Framework for IoT Edges Using ID3 Modelled Decision Trees ／ Sriram Radhakrishna, Adithya Balasubramanyam
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四脚ロボットのための三脚動的歩容に関する技術報告
脚を1本失った四脚ロボットでも動的に歩けるよう、単脚ホッピングの制御則を三脚に応用した歩容を実験的に検証した。
原題: Technical Report on: Tripedal Dynamic Gaits for a Quadruped Robot ／ Abriana Stewart-Height, Daniel E. Koditschek
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固有感覚と尻尾制御による四足ロボットの極限地形走破
固有感覚に基づく歩容計画と2自由度尻尾の制御を組み合わせ、脚長の1.5倍の段差や傾斜地でも四足ロボットを安定して走破させる手法を提案。
原題: Proprioception and Tail Control Enable Extreme Terrain Traversal by Quadruped Robots ／ Yanhao Yang, Joseph Norby, Justin K. Yim 他
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電流フィードバックを用いたヒューマノイドの二足歩行学習
トルク追従誤差によるsim2realギャップを、シミュレーションで劣化させたトルク追従と実機の電流フィードバック活用で克服し、HRP-5Pで二足歩行を実現した。
原題: Learning Bipedal Walking for Humanoids with Current Feedback ／ Rohan Pratap Singh, Zhaoming Xie, Pierre Gergondet 他
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トポロジーに基づくMPCによる自動足配置と接触面選択
トポロジーの巻き数とポテンシャル場を用いた接触面ペナルティ関数を導入し、全身ダイナミクスを考慮したMPCで足配置と接触面をリアルタイムに同時計画する手法を提案。
原題: Topology-Based MPC for Automatic Footstep Placement and Contact Surface Selection ／ Jaehyun Shim, Carlos Mastalli, Thomas Corbères 他
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ロバストな歩行の入力-状態安定性解析
不整地での二足歩行のロバスト性を入力-状態安定性の観点から定義し、周期軌道の安定性を保証するロバストリアプノフ関数を提案した。
原題: An Input-to-State Stability Perspective on Robust Locomotion ／ Maegan Tucker, Aaron D. Ames
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シンプルな二輪自己平衡ロボットの実装
倒立振子の原理を利用し、ステッパーモータとBluetoothアプリ制御で四方向移動が可能な二輪自己平衡ロボットを開発した。
原題: Simple Two-wheel Self-Balancing Robot Implementation ／ Sayed Erfan Arefin
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対称性の破れが多様な四足歩行を生む
群論を用いて脚式移動の対称性を定式化し、バネマスモデルで対称性の破れが歩容を変化させることを示した。
原題: Breaking Symmetries Leads to Diverse Quadrupedal Gaits ／ Jiayu Ding, Zhenyu Gan
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非瞬時両脚支持期を考慮した二足歩行のハイブリッドゼロダイナミクス制御
両脚支持期を連続的に扱うハイブリッドゼロダイナミクス制御を提案し、劣駆動・完全駆動・過駆動の3設計を数値最適化で比較して、省エネ性と安定性のトレードオフを明らかにした。
原題: Hybrid Zero Dynamics Control for Bipedal Walking with a Non-Instantaneous Double Support Phase ／ Yinnan Luo, Ulrich J. Römer, Alexander Dyck 他
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強化学習による実世界でのヒューマノイド歩行
固有感覚と行動の履歴を入力とするTransformerベースの強化学習コントローラを訓練し、シミュレーションから実世界へゼロショットで転移して、屋外の多様な地形を歩行できるヒューマノイドロボットを実現した。
原題: Real-World Humanoid Locomotion with Reinforcement Learning ／ Ilija Radosavovic, Tete Xiao, Bike Zhang 他
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四足ロボットの最適バウンディング歩容に関するエネルギー解析
四足ロボットA1の全身モデルと4種類の非対称歩容を構築し、軌道最適化により各歩容のエネルギー消費を比較した結果、2つの飛行相を持つバウンディングが広い速度域で最も高効率であることを示した。
原題: Energetic Analysis on the Optimal Bounding Gaits of Quadrupedal Robots ／ Yasser G. Alqaham, Jing Cheng, Zhenyu Gan
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受動歩行からエネルギー最適な歩容ファミリーを生成する手法
受動歩行が持つ大域的最適性を種として利用し、トルク二乗積分などのエネルギーコストに対して局所最適な歩容の連続ファミリーを計算する手法を提案し、2リンク二足歩行モデルで実証した。
原題: An Approach for Generating Families of Energetically Optimal Gaits from Passive Dynamic Walking Gaits ／ Nelson Rosa, Bassel Katamish, Maximilian Raff 他
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二足歩行ロボットの走行：高速・低速適応を用いた人間らしい駆動タイミング
バネ質量モデルと人間の筋骨格系を模した二足ロボットに、高速・低速適応を組み込んだ中枢パターン生成器（CPG）を適用し、人間らしい走行を実現した研究。
原題: Bipedal Robot Running: Human-like Actuation Timing Using Fast and Slow Adaptations ／ Yusuke Sakurai, Tomoya Kamimura, Yuki Sakamoto 他
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衝撃不変制御：衝撃時の制御権限を最大化する
脚式ロボットが環境に衝突する際の速度変化に対し、制御目的を衝撃に不変な部分空間へ射影することで、衝撃モデルやタイミングの不確かさに頑健なフィードバック制御を実現するフレームワークを提案し、二足歩行ロボットCassieの歩行・跳躍・走行制御で有効性を示した。
原題: Impact-Invariant Control: Maximizing Control Authority During Impacts ／ William Yang, Michael Posa
日本語で読む → - 論文自動運転・歩行者相互作用ロボティクス
自動運転車と歩行者の無信号横断時における相互作用：道路設計・AV運行・信号表示の役割
VR実験により、無信号の多車線道路で自動運転車と歩行者が対面する状況を再現し、道路中央線の設計や車両の信号表示が歩行者の待ち時間や横断時間に与える影響を分析した。
原題: Pedestrian Behavior Interacting with Autonomous Vehicles during Unmarked Midblock Multilane Crossings: Role of Infrastructure Design, AV Operations and Signaling ／ Fengjiao Zou, Jennifer Ogle, Weimin Jin 他
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難地形を移動するロボットの視覚運動行動の学習
二足歩行ロボット（シミュレーション）とクローラロボット（実機）を用い、階段や飛び石などの難地形を踏破するための視覚運動行動を効率的に学習させる手法を提案した。新しい行動の追加時に再学習を最小限に抑え、スケーラブルな行動ライブラリの構築を目指す。
原題: Learning Visuo-Motor Behaviours for Robot Locomotion Over Difficult Terrain ／ Brendan Tidd
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ARMP: 複雑な屋内環境における四足歩行ロボットのための自己回帰型動作計画
軌道最適化で動作ライブラリを構築し、その多様体を教師あり学習で獲得することで、任意長の物理的に実現可能な動作計画を自己回帰的に生成する四足歩行ロボットのフレームワークを提案した。
原題: ARMP: Autoregressive Motion Planning for Quadruped Locomotion and Navigation in Complex Indoor Environments ／ Jeonghwan Kim, Tianyu Li, Sehoon Ha
日本語で読む → - 論文歩行ナビゲーションロボティクス
ArtPlanner: フィールドにおける堅牢な脚式ロボットナビゲーション
DARPA地下トンネルチャレンジで優勝したCERBERUSチームが使用した脚式ロボット用ナビゲーションプランナー。到達可能性と学習済み足場スコアを用いたサンプリングベース手法で、リアルタイムに経路計画を行う。
原題: ArtPlanner: Robust Legged Robot Navigation in the Field ／ Lorenz Wellhausen, Marco Hutter
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制御バリア関数による協調脚式移動の安全クリティカルな調整
制御バリア関数を用いて、複数の四足ロボットが隊形を維持しつつ障害物を避けて安全に協調移動するための階層型制御手法を提案し、実機実験で検証した。
原題: Safety-Critical Coordination for Cooperative Legged Locomotion via Control Barrier Functions ／ Jeeseop Kim, Jaemin Lee, Aaron D. Ames
日本語で読む → - 論文歩行機械学習
Swim: 移動制御タスクのための汎用・高性能・効率的な活性化関数
深層強化学習によるロボット移動制御向けに、Swishより効率的で高性能な活性化関数Swimを提案し、MuJoCoタスクでTD3と組み合わせて有効性を示した。
原題: Swim: A General-Purpose, High-Performing, and Efficient Activation Function for Locomotion Control Tasks ／ Maryam Abdool, Tony Dear
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
安定性を保証する反応的歩容合成：静的・動的障害物下での動的歩行
周期的な歩行運動を行うロボットが、静的・動的障害物を避けながら安定して移動できるよう、動的運動プリミティブ（DMP）を切り替える計画手法を提案し、安定性を保証する条件を導出した。
原題: Reactive Gait Composition with Stability: Dynamic Walking amidst Static and Moving Obstacles ／ Kunal Sanjay Narkhede, Mohamad Shafiee Motahar, Sushant Veer 他
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多様な二足歩行と暗黙的な遷移を学習する汎用ポリシー
歩行・跳躍・ブロック乗り越えなどの複数の運動モードとその間の遷移を単一のポリシーで生成し、パルクール的な経路計画に応用した研究。
原題: Learning Multimodal Bipedal Locomotion and Implicit Transitions: A Versatile Policy Approach ／ Lokesh Krishna, Quan Nguyen
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