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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: 2025/9/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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フォーカスによる構成：シーングラフに基づくアトミックスキル
タスクに関連する物体と関係に注目するシーングラフ表現を用いて、拡散ベース模倣学習によるスキルを学習し、VLMプランナーと組み合わせることで、長期的な操作タスクの構成的一般化とロバスト性を向上させた。
原題: Compose by Focus: Scene Graph-based Atomic Skills ／ Han Qi, Changhe Chen, Heng Yang
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VLBiMan: 視覚言語基盤による一発実演からの汎化可能な両腕ロボット操作
人間の1回の実演をタスク分解して不変スキルを抽出し、視覚言語モデルで環境変化に適応させることで、再学習なしに多様な両腕操作タスクへ汎化するフレームワークを提案。
原題: VLBiMan: Vision-Language Anchored One-Shot Demonstration Enables Generalizable Bimanual Robotic Manipulation ／ Huayi Zhou, Kui Jia
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MotionTrans: 人間のVRデータでロボットマニピュレーション方策の動作レベル学習を実現
VRで収集した人間の動作データを変換し、ロボットデータと重み付き共訓練することで、13タスクの動作をエンドツーエンド方策へ直接転移。9タスクはゼロショットで成功し、事前学習・微調整性能も40%向上。
原題: MotionTrans: Human VR Data Enable Motion-Level Learning for Robotic Manipulation Policies ／ Chengbo Yuan, Rui Zhou, Mengzhen Liu 他
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HeLoM: 六脚ロボットによる全身ロコマニピュレーションのための階層型学習
六脚ロボットが前脚で物体を押し、後脚で推進・バランスを取る全身協調動作を階層型強化学習で実現し、重く不規則な物体の押し操作をシミュレーションと実機で検証した。
原題: HeLoM: Hierarchical Learning for Whole-Body Loco-Manipulation by a Hexapod Robot ／ Xinrong Yang, Peizhuo Li, Hongyi Li 他
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ActivePose: ロボットマニピュレーションのための能動的6D物体姿勢推定と追跡
VLMと「ロボットの想像力」を組み合わせ、曖昧さを検出してカメラを次の最良視点へ動かすことで、6D物体姿勢推定・追跡を能動的に高精度化する手法を提案。
原題: ActivePose: Active 6D Object Pose Estimation and Tracking for Robotic Manipulation ／ Sheng Liu, Zhe Li, Weiheng Wang 他
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効率的な幾何認識ビジョンエンコーダによるロボットマニピュレーションの改善
幾何認識型の視覚表現を模倣学習に組み込むことで成功率が最大6.5%向上することを示し、さらにVGGTを蒸留した高速・軽量なエンコーダeVGGTを提案した論文。
原題: Improving Robotic Manipulation with Efficient Geometry-Aware Vision Encoder ／ An Dinh Vuong, Minh Nhat Vu, Ian Reid
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量子機械学習とGroverのアルゴリズムによるロボットマニピュレータの量子最適化
パラメータ化量子回路で順運動学を近似し、Groverのアルゴリズムで最適な関節配置を探索することで、ロボットマニピュレータの運動学最適化を古典手法より最大93倍高速化する量子ネイティブな枠組みを提案した。
原題: Quantum Machine Learning and Grover's Algorithm for Quantum Optimization of Robotic Manipulators ／ Hassen Nigatu, Shi Gaokun, Li Jituo 他
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柔軟手首の受動コンプライアンスとVLMによる失敗回復を統合したロバストな物体挿入
受動的に柔らかい手首で接触を安全に吸収し、VLMが失敗を検知して回復動作を提案することで、位置ずれや摩擦変化があっても物体挿入を成功させる手法を提案した。
原題: Robust and Resilient Soft Robotic Object Insertion with Compliance-Enabled Contact Formation and Failure Recovery ／ Mimo Shirasaka, Cristian C. Beltran-Hernandez, Masashi Hamaya 他
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全電動型重量級ロボットマニピュレータ：アクチュエータ構成最適化とセンサレス制御
電動リニアアクチュエータで駆動する重量級マニピュレータについて、モデル化・構成最適化・センサレス制御を統合した枠組みを提案し、実験で軌道追従性能を検証した。
原題: All-Electric Heavy-Duty Robotic Manipulator: Actuator Configuration Optimization and Sensorless Control ／ Mohammad Bahari, Amir Hossein Barjini, Pauli Mustalahti 他
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タスク空間速度場と関節空間二次計画法による階層的反応型把持
タスク空間の速度場と関節空間の二次計画法を階層的に組み合わせ、高自由度アームハンドシステムが動的環境や外乱に適応しながらリアルタイムで衝突のない把持動作を実現するフレームワークを提案。
原題: Hierarchical Reactive Grasping via Task-Space Velocity Fields and Joint-Space Quadratic Programming ／ Yonghyeon Lee, Tzu-Yuan Lin, Alexander Alexiev 他
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跳ぶ前に見よ：高自由度ロボットのための運動と知覚の同時計画
知覚制約を満たしながら高自由度ロボットの運動を計画するため、知覚スコアをニューラル代理モデルで近似しGPU並列化した確率的ロードマッププランナ（PS-PRM）を提案。動的環境でのオンライン再計画を可能にした。
原題: Look as You Leap: Planning Simultaneous Motion and Perception for High-DOF Robots ／ Qingxi Meng, Emiliano Flores, Carlos Quintero-Peña 他
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エンドツーエンド強化学習による器用な把持政策の改善
シミュレータと強化学習を別々のGPUに分散する手法を提案し、視覚ベースのエンドツーエンド学習を効率化して、深度を用いた器用な把持政策を訓練・蒸留した。
原題: End-to-end RL Improves Dexterous Grasping Policies ／ Ritvik Singh, Karl Van Wyk, Pieter Abbeel 他
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カーテンウォール設置のための脚腕協調動作
6脚ロボットによるカーテンウォール設置のため、脚と折り畳みアーム・マニピュレータの動作を統合する階層的最適化に基づく全身制御フレームワークを設計し、実験で有効性を確認した。
原題: Leg-Arm Coordinated Operation for Curtain Wall Installation ／ Xiao Liu, Weijun Wang, Tianlun Huang 他
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ジャミンググリッパに着想を得たソフト再把持ツール
ジャミング転移現象を利用したソフト治具を提案し、多様な形状の部品を安定して置ける空洞を形成して再把持の精度を高めた。10種の機械部品で80%以上の配置成功率を達成した。
原題: Soft Regrasping Tool Inspired by Jamming Gripper ／ Takuya Kiyokawa, Zhengtao Hu, Weiwei Wan 他
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MELEGROS：光学センサを内蔵したゾウの鼻に着想を得たモノリシックグリッパ
ゾウの鼻の先端構造に倣い、光学導波路センサと空気圧チャンバを単一の軟質樹脂で一体造形したグリッパを開発し、触覚と固有感覚を分離して把持・すくい上げ・リーチングを実現した。
原題: MELEGROS: Monolithic Elephant-inspired Gripper with Optical Sensors ／ Petr Trunin, Diana Cafiso, Anderson Brazil Nardin 他
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GBPP: 二段階学習による把持を考慮したロボットのベース配置予測
RGB-D画像1枚から把持に適したロボットのベース姿勢を高速に選ぶ学習ベースのスコアラーを提案。安価なヒューリスティックで大規模データを自動ラベリングし、少数の高忠実度シミュレーションで微調整する二段階カリキュラムを採用した。
原題: GBPP: Grasp-Aware Base Placement Prediction for Robots via Two-Stage Learning ／ Jizhuo Chen, Diwen Liu, Jiaming Wang 他
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マルチモーダル政策コンセンサスによるマルチモーダルマニピュレーション
視覚や触覚など複数の感覚モダリティを、それぞれに特化した拡散モデルと適応的な重み付けを行うルータネットワークで統合し、接触の多いタスクや遮蔽された物体の操作を可能にする手法を提案。
原題: Multi-Modal Manipulation via Multi-Modal Policy Consensus ／ Haonan Chen, Jiaming Xu, Hongyu Chen 他
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柔軟関節ハイパー冗長マニピュレータにおける腱長からの順静力学計算
重力下で大型化する腱駆動ハイパー冗長マニピュレータに対し、腱の張力と長さを統合した入力で順静力学を解くスクリューベースの反復解法を提案し、腱長のみを用いた開ループ制御の有効性を実験で示した。
原題: Computing forward statics from tendon-length in flexible-joint hyper-redundant manipulators ／ Weiting Feng, Kyle L. Walker, Yunjie Yang 他
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MEMBOT: 断続的な部分観測環境における記憶ベースロボット制御
観測が断続的に欠落する部分観測環境に対応するため、信念推定と方策学習を分離した記憶ベースのモジュール型アーキテクチャを提案し、マニピュレーションタスクで有効性を示した。
原題: MEMBOT: Memory-Based Robot in Intermittent POMDP ／ Youzhi Liang, Eyan Noronha
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テンソル不変データ支援制御とマルチボディシステムの動的分解
座標に依存しないテンソル力学とデータ支援制御を組み合わせ、マルチボディシステムを確実な部分と不確実な部分に分解する枠組みを提案し、シミュレーションで検証した。
原題: Tensor Invariant Data-Assisted Control and Dynamic Decomposition of Multibody Systems ／ Mostafa Eslami, Maryam Babazadeh
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TopoCut: スペクトル報酬と離散拡散ポリシーによる多段階切断の学習
変形物体の多段階ロボット切断のためのベンチマークを提案し、位相追跡・スペクトル報酬・拡散ポリシーを統合して切断品質の評価と汎化性能を向上させた。
原題: TopoCut: Learning Multi-Step Cutting with Spectral Rewards and Discrete Diffusion Policies ／ Liquan Wang, Jiangjie Bian, Eric Heiden 他
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ManiFlow：一貫性フロー学習による汎用ロボットマニピュレーションポリシー
視覚・言語・固有感覚入力を条件に、一貫性フロー学習で1〜2ステップの高精度なロボット動作生成を実現する汎用模倣学習ポリシーを提案。
原題: ManiFlow: A General Robot Manipulation Policy via Consistency Flow Training ／ Ge Yan, Jiyue Zhu, Yuquan Deng 他
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接触を考慮した動的最適化による全方向車輪脚型移動マニピュレータの全身運動制御
全方向移動可能な車輪脚型四脚ロボットにマニピュレータを搭載し、操作と車輪-地面接触を統合した接触考慮型全身動的最適化でリアルタイム制御を実現した。
原題: Whole-body Motion Control of an Omnidirectional Wheel-Legged Mobile Manipulator via Contact-Aware Dynamic Optimization ／ Zong Chen, Shaoyang Li, Ben Liu 他
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属性に基づく物体グラウンディングと空間推論によるロボット把持検出
自然言語で指定された物体を空間推論で特定し、把持姿勢を予測するフレームワークOGRGを提案。重複物体がある場面でも機能し、弱教師あり学習にも対応する。
原題: Attribute-based Object Grounding and Robot Grasp Detection with Spatial Reasoning ／ Houjian Yu, Zheming Zhou, Min Sun 他
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ManipForce: 接触の多いマニピュレーションのための周波数対応表現を用いた力誘導方策学習
人間のデモから高周波の力覚とRGBを同時取得するハンドヘルドシステムと、周波数・モダリティ対応埋め込みと双方向クロスアテンションで融合する拡散方策を提案し、歯車組立など6つの接触リッチタスクで平均83%の成功率を達成した。
原題: ManipForce: Force-Guided Policy Learning with Frequency-Aware Representation for Contact-Rich Manipulation ／ Geonhyup Lee, Yeongjin Lee, Kangmin Kim 他
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BiGraspFormer: エンドツーエンドの両腕把持トランスフォーマ
物体の点群から両腕で協調した把持姿勢を直接生成するトランスフォーマを提案し、衝突や力の不均衡を抑えつつ高速推論を実現した。
原題: BiGraspFormer: End-to-End Bimanual Grasp Transformer ／ Kangmin Kim, Seunghyeok Back, Geonhyup Lee 他
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INF-3DP: 暗黙的ニューラル場による衝突回避マルチ軸3Dプリンティング
暗黙的ニューラル場を用いて、ツールパス生成と衝突回避動作計画を統合したマルチ軸3Dプリンティングの計算フレームワークを提案し、従来手法より最大2桁高速化を実現した。
原題: INF-3DP: Implicit Neural Fields for Collision-Free Multi-Axis 3D Printing ／ Jiasheng Qu, Zhuo Huang, Dezhao Guo 他
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BagIt! 布製バッグへの物体詰め込みのための適応型双腕マニピュレーション
変形する布製バッグの状態をGMMで推定し、双腕ロボットが視覚フィードバックに基づいて適応的に物体を袋詰めするシステムを提案した。
原題: BagIt! An Adaptive Dual-Arm Manipulation of Fabric Bags for Object Bagging ／ Peng Zhou, Jiaming Qi, Hongmin Wu 他
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OIPP: 多様な飛来物体を捕球するための物体適応型着弾点予測器
四足ロボットがバスケットで飛来物体を捕球するため、20物体・8000軌道の実世界データセットを構築し、物体適応型エンコーダと着弾点予測器からなるOIPPを提案した。
原題: OIPP: Object-Adaptive Impact Point Predictor for Catching Diverse In-Flight Objects ／ Ngoc Huy Nguyen, Kazuki Shibata, Takamitsu Matsubara
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6自由度ロボットマニピュレータのための効果的な軌道計画と最適化された経路計画
6自由度マニピュレータの経路計画を最適化する手法を提案し、逆運動学の解の組み合わせを最短経路問題に帰着してダイクストラ法で解く。
原題: An Effective Trajectory Planning and an Optimized Path Planning for a 6-Degree-of-Freedom Robot Manipulator ／ Takumu Okazaki, Akira Terui, Masahiko Mikawa
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