論文
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: 2024/10/1 ／ 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 →- 論文群制御ロボティクス
ロボット群の形状形成における同時学習に基づく相対位置推定
外部測位システムが使えない環境で、機体間の相対位置を同時学習で推定し、群れ全体で形状を形成する制御手法を提案した論文。
原題: Concurrent-Learning Based Relative Localization in Shape Formation of Robot Swarms (Extended version) ／ Jinhu Lü, Kunrui Ze, Shuoyu Yue 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
LLM2Swarm：LLMで応答的に推論・計画・協調するロボット群
大規模言語モデルをロボット群に統合する2つの手法（制御器を生成・検証する間接統合と、各ロボットがLLMを実行し自然言語で協調する直接統合）を提案し、実証した。
原題: LLM2Swarm: Robot Swarms that Responsively Reason, Plan, and Collaborate through LLMs ／ Volker Strobel, Marco Dorigo, Mario Fritz
日本語で読む → - 論文群制御eess.SP
リー群を用いたマニフォールドセンサフュージョンによる空中磁気探査のための視覚協調測位法
GNSSが使えない環境での複数UAVによる空中磁気探査に向け、視覚処理とリー群上のマニフォールドセンサフュージョンを組み合わせた協調測位手法を提案し、実飛行実験でセンチメートル級の精度を実証した。
原題: A Visual Cooperative Localization Method for Airborne Magnetic Surveying Based on a Manifold Sensor Fusion Algorithm Using Lie Groups ／ Liang Liu, Xiao Hu, Wei Jiang 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.NI
ミッション指向ドローンネットワークにおける協調実行のためのエネルギー考慮型マルチエージェント強化学習
各ドローンがバッテリー残量と環境に基づき協調的にタスク実行と軌道計画を学習するMARL手法を提案し、シミュレーションで高いミッション達成率を示した。
原題: Energy-Aware Multi-Agent Reinforcement Learning for Collaborative Execution in Mission-Oriented Drone Networks ／ Ying Li, Changling Li, Jiyao Chen 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
PDSR: 災害後捜索救助のための迅速かつ正確なUAV展開
災害後の捜索救助を効率化するため、多様なセンサを搭載したUAV群を多層アーキテクチャで迅速に展開し、機械学習によるマルチモーダルデータ融合で生存者検出精度を高めるフレームワークを提案した。
原題: PDSR: Efficient UAV Deployment for Swift and Accurate Post-Disaster Search and Rescue ／ Alaa Awad Abdellatif, Ali Elmancy, Amr Mohamed 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
1万台のロボットを展開：生涯マルチエージェント経路探索のためのスケーラブルな模倣学習
通信モジュールと衝突解決・全体誘導を組み合わせた模倣学習により、最大1万台のエージェントで従来手法を上回る生涯マルチエージェント経路探索を実現し、実機10台と仮想100台で検証した。
原題: Deploying Ten Thousand Robots: Scalable Imitation Learning for Lifelong Multi-Agent Path Finding ／ He Jiang, Yutong Wang, Rishi Veerapaneni 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
水中ロボットのためのリーダー・フォロワー型3次元フォーメーション
視覚のみの知覚と低計算な反応制御を用いて、水中ロボット群を3次元フォーメーションで遊泳させるリーダー・フォロワー戦略を提案し、実機BlueSwarmで直列・並列・千鳥配置を実現した。
原題: Leader-Follower 3D Formation for Underwater Robots ／ Di Ni, Hungtang Ko, Radhika Nagpal
日本語で読む → - 論文群制御HCI
スウォームマニピュレーション：仮想現実における効率的で正確な複数物体操作技術
VR空間で群制御の考え方を用いて複数物体を操作する新手法を提案し、従来の仮想ハンドやレイキャスティングと比較して、選択・回転・サイズ変更タスクでの性能とユーザー体験を評価した。
原題: Swarm manipulation: An efficient and accurate technique for multi-object manipulation in virtual reality ／ Xiang Li, Jin-Du Wang, John J. Dudley 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
強化学習による静的・動的障害物回避を伴うマルチUAV編隊制御
2段階の強化学習パイプラインと注意機構エンコーダ、カリキュラム学習を用いて、複数UAVの編隊維持と静的・動的障害物回避を両立させる手法を提案し、実機実験で有効性を示した。
原題: Multi-UAV Formation Control with Static and Dynamic Obstacle Avoidance via Reinforcement Learning ／ Yuqing Xie, Chao Yu, Hongzhi Zang 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
通信を伴うマルチエージェント強化学習による複数船舶の協調航法と衝突回避
MADDPGに通信機構を組み込み、部分観測下で複数船舶が協調航法と衝突回避を学習できるフレームワークを提案し、単一エージェント手法を大きく上回る性能と一貫した通信プロトコルの獲得を示した。
原題: Multiple Ships Cooperative Navigation and Collision Avoidance using Multi-agent Reinforcement Learning with Communication ／ Y. Wang, Y. Zhao
日本語で読む → - 論文群制御機械学習
群衆環境における人間相互作用の幾何学的グラフニューラルネットワークモデリング
歩行者の視野・進行方向・距離カーネルを用いて群衆の相互作用グラフを構築し、心理学的知見を組み込んだ幾何学的GNNで将来軌道を予測する手法を提案した。
原題: Geometric Graph Neural Network Modeling of Human Interactions in Crowded Environments ／ Sara Honarvar, Yancy Diaz-Mercado
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
EMOS: 身体性を考慮した異種マルチロボットOSとLLMエージェント
異種ロボット群がURDFから自身の身体能力を理解し、LLMエージェントが協調して操作・知覚・ナビゲーション・物体再配置を行うフレームワークとベンチマークを提案。
原題: EMOS: Embodiment-aware Heterogeneous Multi-robot Operating System with LLM Agents ／ Junting Chen, Checheng Yu, Xunzhe Zhou 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
階層型探索に基づく協調動作計画
非ホロノミックなアッカーマンモデルの無人地面車両群に対し、二値衝突探索木を用いた階層型のリーダーレス協調動作計画法を提案し、複数グループや障害物環境での有効性を実機検証した。
原題: Hierarchical Search-Based Cooperative Motion Planning ／ Yuchen Wu, Yifan Yang, Gang Xu 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
浅水域養殖水質モニタリング向け低コスト無人表面艇の設計と開発
3Dプリント双胴カタマラン型の低コストUSVを試作し、ROSとEKFセンサフュージョンによる二層制御で浅水域の自律航行性能を評価した。
原題: Towards Design and Development of a Low-Cost Unmanned Surface Vehicle for Aquaculture Water Quality Monitoring in Shallow Water Environments ／ Aiyelari Temilolorun, Yogang Singh
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
GNSS拒否海域におけるUAV-六脚ロボット協調による自律回収システム
GNSSが使えない海上環境で、UAVに搭載したウインチで六脚ロボットを自律的に展開・回収する協調システムを開発し、光学フロー・LiDAR・深度のセンサフュージョンで位置推定を行い、実海域試験で有効性を検証した。
原題: A Collaborative Team of UAV-Hexapod for an Autonomous Retrieval System in GNSS-Denied Maritime Environments ／ Seungwook Lee, Maulana Bisyir Azhari, Gyuree Kang 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
GPTベースのDecision Transformerによる無信号交差点でのマルチ車両協調
GPTアーキテクチャを用いたDecision Transformerを無信号交差点の複数車両調整に適用し、予約ベース手法より総走行時間を短縮できることを示した研究。
原題: A GPT-based Decision Transformer for Multi-Vehicle Coordination at Unsignalized Intersections ／ Eunjae Lee, Minhee Kang, Yoojin Choi 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
水上・水中協調による沿岸水中証拠探索システム
自律水上艇・曳航水中機・仿生水中ロボットの3機協調で、沿岸域の人工物探索を効率化するシステムを提案し、池と沿岸での実験で有効性を示した。
原題: Coastal Underwater Evidence Search System with Surface-Underwater Collaboration ／ Hin Wang Lin, Pengyu Wang, Zhaohua Yang 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
コンセンサスADMMによるマルチロボット軌道生成：凸 vs 非凸
マルチロボットの軌道計画において、衝突回避制約を凸化したC-ADMMと非凸なC-ADMMを比較し、凸手法が1000倍少ない反復で収束し、非凸手法は安全制約違反や準最適解を生むことを示した。
原題: Multi-Robot Trajectory Generation via Consensus ADMM: Convex vs. Non-Convex ／ Jushan Chen
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
限られた視界を持つ無記憶ロボット群における対称性の保持
限られた視界と記憶を持たないロボット群が、回転対称性を保ちながら近接集合するアルゴリズムを提案し、対称性保持の十分条件を動力学系理論で解析した。
原題: Symmetry Preservation in Swarms of Oblivious Robots with Limited Visibility ／ Raphael Gerlach, Sören von der Gracht, Christopher Hahn 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ルーピー運動：多細胞ロボットにおける回転の創発
均質な1自由度セルが連結した多細胞ロボット「Loopy」が、モルフォゲンの拡散・反応・能動輸送という局所相互作用だけで自発的に回転運動を創発することを示した研究。
原題: Loopy Movements: Emergence of Rotation in a Multicellular Robot ／ Trevor Smith, Yu Gu
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
フロンティア・シェパーディング：大規模探索のための生物に着想を得たマルチロボットフレームワーク
牧羊犬が羊の群れを誘導する行動を模倣し、フロンティアを羊の群れ、ロボットを牧羊犬として扱うことで、大規模環境を効率的に探索するマルチロボット手法を提案した。シミュレーションと実機実験で有効性を示した。
原題: Frontier Shepherding: A Bio-inspired Multi-robot Framework for Large-Scale Exploration ／ John Lewis, Meysam Basiri, Pedro U. Lima
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
SymAware: 状況認識を備えた信頼性の高いマルチエージェントシステムのためのソフトウェア開発フレームワーク
エージェント間の状況認識の計算・共有・制御を支援するマルチエージェントシミュレーション用ソフトウェアフレームワークを提案し、3つのケーススタディで有効性と効率性を検証した。
原題: SymAware: A Software Development Framework for Trustworthy Multi-Agent Systems with Situational Awareness ／ Ernesto Casablanca, Zengjie Zhang, Gregorio Marchesini 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
極限海況下の水中タスクに向けたUSV-AUV協調フレームワーク
USVの経路計画と強化学習を組み合わせ、極限海況下でも複数AUVの高精度測位と協調作業を実現するフレームワークを提案し、水中データ収集タスクのシミュレーションで有効性を示した。
原題: USV-AUV Collaboration Framework for Underwater Tasks under Extreme Sea Conditions ／ Jingzehua Xu, Guanwen Xie, Xinqi Wang 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
球体ロボットによる視覚的集団行動
10台の球体ロボットが全方位視覚情報のみを用いて群れ行動を実現し、シミュレーションと実機でほぼ同一の集団運動（群がり・旋回）を再現した。
原題: Visual collective behaviors on spherical robots ／ Diego Castro, Christophe Eloy, Franck Ruffier
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
SOAR: 異種UAV群による探索と撮影の同時実行で高速自律再構成
LiDAR搭載の探索機とカメラ搭載の撮影機からなる異種マルチUAVシステムを提案し、探索と撮影を並行して進めることで複雑環境の高速な3次元再構成を実現した。
原題: SOAR: Simultaneous Exploration and Photographing with Heterogeneous UAVs for Fast Autonomous Reconstruction ／ Mingjie Zhang, Chen Feng, Zengzhi Li 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
単一の人間ガイダンスによるマルチロボット協調の実現
人間が短時間だけ複数のエージェントを切り替え操作し、心の理論モデルを組み込むことで、マルチエージェントの協調行動を効率的に学習させる手法を提案し、かくれんぼタスクで成功率を最大58%改善、実機マルチロボットでも検証した。
原題: Enabling Multi-Robot Collaboration from Single-Human Guidance ／ Zhengran Ji, Lingyu Zhang, Paul Sajda 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
速度障害物法と制御バリア関数を組み合わせたマルチエージェント障害物回避
速度障害物法による誘導と制御バリア関数による安全性保証を組み合わせ、過度に保守的な挙動を改善したマルチエージェント衝突回避手法を提案し、その有効性を検証した。
原題: Multi-Agent Obstacle Avoidance using Velocity Obstacles and Control Barrier Functions ／ Alejandro Sánchez Roncero, Rafael I. Cabral Muchacho, Petter Ögren
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
深層強化学習によるスケーラブルなマルチロボット情報経路計画
未知の3D環境で静止ターゲットを効率的に発見するため、集中訓練・分散実行と協調グラフを用いた深層強化学習手法を提案し、最大64台のロボットで従来手法を上回る性能を実現した。
原題: Scalable Multi-Robot Informative Path Planning for Target Mapping via Deep Reinforcement Learning ／ Apoorva Vashisth, Manav Kulshrestha, Damon Conover 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
電子集積型微小ロボットのための動電推進
流体中で電場を発生させて推進する動電型マイクロモーターにオンボード電子回路を統合し、閉ループ制御で経路追従や群れ移動を実現した。
原題: Electrokinetic Propulsion for Electronically Integrated Microscopic Robots ／ Lucas C. Hanson, William H. Reinhardt, Scott Shrager 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
深層強化学習による未知環境でのマルチUAV追跡逃避のオンライン計画
深層強化学習を用いて、未知環境で複数のUAVが協調して逃避者を追跡・捕獲するための方策を学習し、実機のクアッドロータにゼロショットで展開した研究。
原題: Online Planning for Multi-UAV Pursuit-Evasion in Unknown Environments Using Deep Reinforcement Learning ／ Jiayu Chen, Chao Yu, Guosheng Li 他
日本語で読む →