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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: 2025/11/1 ／ 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 →- 論文物体操作ロボティクス
拡散方向場による物体中心タスク表現と転移
曲面物体上でのタスク転移を可能にするため、拡散方向場（DOF）を用いて局所参照枠を滑らかに表現し、スパースなキーポイント対応でタスクを転移する手法を提案した。
原題: Object-centric Task Representation and Transfer using Diffused Orientation Fields ／ Cem Bilaloglu, Tobias Löw, Sylvain Calinon
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
LLMを活用した強化学習制御タスクの報酬関数設計
システムとタスクのテキスト記述から報酬関数を自律生成・評価するLLMベースのフレームワークLEARN-Optを提案し、事前知識なしでEUREKAに匹敵する性能を実現した。
原題: Leveraging LLMs for reward function design in reinforcement learning control tasks ／ Franklin Cardenoso, Wouter Caarls
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
SENTINEL: ヒューマノイド全身制御のための完全エンドツーエンド言語行動モデル
言語指示と固有感覚入力から低レベル行動を直接生成するエンドツーエンドモデルを構築し、シミュレーションと実機でヒューマノイドの全身制御を実現した。
原題: SENTINEL: A Fully End-to-End Language-Action Model for Humanoid Whole Body Control ／ Yuxuan Wang, Haobin Jiang, Shiqing Yao 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
VLMベースロボットマニピュレーションのための中間表現の再考
VLMが理解しやすく汎用性の高い中間表現SEAMを提案し、語彙と文法に分解することで多様な未見タスクに対応。さらに検索拡張少数ショット学習による開放語彙セグメンテーションを設計し、実世界実験でSOTA性能を示した。
原題: Rethinking Intermediate Representation for VLM-based Robot Manipulation ／ Weiliang Tang, Jialin Gao, Jia-Hui Pan 他
日本語で読む → - 論文医療画像/3D生成画像認識
人工ニューラルネットワークに基づく三次元解剖データ生成
物理的な臓器モデルから超音波画像を取得し、ニューラルネットワークでセグメンテーションして3D解剖モデルを生成するワークフローを提案。前立腺モデルで実証し、3D GANで多様なモデルを生成。
原題: Three-Dimensional Anatomical Data Generation Based on Artificial Neural Networks ／ Ann-Sophia Müller, Moonkwang Jeong, Meng Zhang 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
Skypilot: 物理的接地を取り入れたLLM微調整によるAAVカバレッジ探索
モンテカルロ木探索と物理に基づく報酬を組み合わせてLLMを物理世界に接地させ、Qwen3-4Bを微調整することで、自律飛行体のカバレッジ探索を効率化した二段階フレームワーク。
原題: Skypilot: Fine-Tuning LLM with Physical Grounding for AAV Coverage Search ／ Zhongkai Chen, Yihao Sun, Chao Yan 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
EcoFlight: 障害物を避けながら省エネ経路を見つける自律センシングドローンの経路計画
ドローンの推進系と飛行力学に基づく消費エネルギーモデルを用い、3次元空間の障害物を避けつつ最小エネルギー経路を探索するアルゴリズムを提案し、高密度環境で省エネ効果を実証した。
原題: EcoFlight: Finding Low-Energy Paths Through Obstacles for Autonomous Sensing Drones ／ Jordan Leyva, Nahim J. Moran Vera, Yihan Xu 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
NORA-1.5：世界モデルと行動に基づく選好報酬で訓練された視覚-言語-行動モデル
事前学習済みNORAにフローマッチング行動エキスパートを追加し、世界モデルと正解からの逸脱を報酬とするDPOで事後学習することで、シミュレーションと実機の両方で信頼性と汎化性能を向上させたVLAモデル。
原題: NORA-1.5: A Vision-Language-Action Model Trained using World Model- and Action-based Preference Rewards ／ Chia-Yu Hung, Navonil Majumder, Haoyuan Deng 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ニューロ進化による平面ヘビ型ロボットの障害物回避制御
NEATを用いて蛇行運動のパラメータを進化させ、密集環境で平面ヘビ型ロボットを障害物回避しながら追従制御する手法を提案した。
原題: Towards Obstacle-Avoiding Control of Planar Snake Robots Exploring Neuro-Evolution of Augmenting Topologies ／ Advik Sinha, Akshay Arjun, Abhijit Das 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
経路と障害物の重なりを利用した制約変位問題の局所最適解
ロボットが障害物を動かして経路を確保する問題に対し、まず障害物を貫通する軌道を計算し、その後障害物をずらして衝突を解消する二段階手法を提案した。
原題: Locally Optimal Solutions to Constraint Displacement Problems via Path-Obstacle Overlaps ／ Antony Thomas, Fulvio Mastrogiovanni, Marco Baglietto
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
SAC-MoE：不確実性を伴うハイブリッド力学系の制御のためのMixture-of-Expertsを用いた強化学習
ハイブリッド力学系の制御において、潜在モードと切替えの不確実性に対処するため、SACのアクターをMixture-of-Expertsでモデル化し、カリキュラム学習で訓練する手法を提案。未見環境へのゼロショット汎化性能を最大6倍向上させた。
原題: SAC-MoE: Reinforcement Learning with Mixture-of-Experts for Control of Hybrid Dynamical Systems with Uncertainty ／ Leroy D'Souza, Akash Karthikeyan, Yash Vardhan Pant 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
ヒューマノイドロボットのための適応型ニューラル遠隔操作の学習：逆運動学からエンドツーエンド制御へ
VR遠隔操作において、従来の逆運動学とPD制御の代わりに強化学習で直接関節指令を生成する方策を学習し、追従誤差や滑らかさ、外力適応を改善した。
原題: Learning Adaptive Neural Teleoperation for Humanoid Robots: From Inverse Kinematics to End-to-End Control ／ Sanjar Atamuradov
日本語で読む → - 論文モデルベース強化学習ロボティクス
夢見るファルコン：クアッドコプターのための物理情報に基づくモデルベース強化学習
クアッドコプターの制御にDreamerを適用する際、物理情報を組み込んだ世界モデルを提案し、標準的なRNNベースのモデルと比較した。
原題: Dreaming Falcon: Physics-Informed Model-Based Reinforcement Learning for Quadcopters ／ Eashan Vytla, Bhavanishankar Kalavakolanu, Andrew Perrault 他
日本語で読む → - 論文自動運転認証ロボティクス
自動運転車の認証における主要手法の比較評価
自動運転車の認証プロセスで用いられる主要な手法を比較評価し、認証パイプラインを構築して各段階で適用可能な手法を整理した。
原題: A Comparative Evaluation of Prominent Methods in Autonomous Vehicle Certification ／ Mustafa Erdem Kırmızıgül, Hasan Feyzi Doğruyol, Haluk Bayram
日本語で読む → - 論文協調自動運転ロボティクス
協調自動運転を検証するための小型テストベッド
スマートインフラを備えた1:15スケールの小型テストベッドCIVATを構築し、V2V/V2I通信を用いた協調自動運転の機能を検証した。
原題: Miniature Testbed for Validating Multi-Agent Cooperative Autonomous Driving ／ Hyunchul Bae, Eunjae Lee, Jehyeop Han 他
日本語で読む → - 論文安全設計cs.LO
Safe-ROS: 安全クリティカル領域における自律ロボットのためのアーキテクチャ
安全クリティカルな領域で自律ロボットを運用するためのSafe-ROSアーキテクチャを提案し、原子力環境での自律検査ロボットに適用して検証した。
原題: Safe-ROS: An Architecture for Autonomous Robots in Safety-Critical Domains ／ Diana C. Benjumea, Marie Farrell, Louise A. Dennis
日本語で読む → - 論文群制御math.OC
ドローン群のエネルギー管理：POMDPとDDPGを統合した認知的自律制御
部分観測マルコフ決定過程（POMDP）と深層決定論的方策勾配（DDPG）を組み合わせ、不確実環境下でドローン群がエネルギー管理と航法を自律学習する枠組みを提案し、ミッション成功率とエネルギー効率の向上を示した。
原題: Drone Swarm Energy Management ／ Michael Z. Zgurovsky, Pavlo O. Kasyanov, Liliia S. Paliichuk
日本語で読む → - 論文テスト・検証ロボティクス
産業用ロボットシステムのためのミューテーションテスト
産業用ロボットのソフトウェア信頼性向上のため、ロボット動作やセンサ読み取りの意味論を捉えたドメイン固有のミューテーション演算子を定義し、従来の演算子より有効なテストを生成できることを実証した。
原題: Mutation Testing for Industrial Robotic Systems ／ Marcela Gonçalves dos Santos, Sylvain Hallé, Fábio Petrillo
日本語で読む → - 論文軌道計画AI
GHOST: 凸集合グラフ上の巡回セールスマン問題を解く
凸集合グラフ上で定義される新しい巡回セールスマン問題に対し、組合せ探索と凸軌道最適化を組み合わせた階層的フレームワークGHOSTを提案し、最適性を保証しつつ高速に解く。
原題: GHOST: Solving the Traveling Salesman Problem on Graphs of Convex Sets ／ Jingtao Tang, Hang Ma
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
ベビー・ソフィア：自己接触と手の注視による自己探求の発達的アプローチ
乳児の発達に着想を得て、強化学習によりロボットが自己接触と手の注視を自律的に学習するフレームワークを提案し、好奇心ベースの内的報酬だけで協調的なマルチモーダル学習が可能なことを示した。
原題: Baby Sophia: A Developmental Approach to Self-Exploration through Self-Touch and Hand Regard ／ Stelios Zarifis, Ioannis Chalkiadakis, Artemis Chardouveli 他
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
LongComp: ロバストな軌道予測のためのロングテール合成ゼロショット汎化
自動運転の軌道予測において、安全上重要な稀なシナリオへの汎化を評価する新たなロングテール設定を提案し、タスクモジュラーゲーティングと難易度予測ヘッドでOOD性能ギャップを削減した。
原題: LongComp: Long-Tail Compositional Zero-Shot Generalization for Robust Trajectory Prediction ／ Benjamin Stoler, Jonathan Francis, Jean Oh
日本語で読む → - 論文交通監視/衝突検出画像認識
軌道不要の生成モデルとセグメントマップ拡散による衝突検出フレームワーク
軌道取得や車両追跡を必要とせず、道路セグメントマップの将来予測を拡散モデルで生成し、実測との差分から衝突を検出する2段階手法を提案。
原題: A Trajectory-free Crash Detection Framework with Generative Approach and Segment Map Diffusion ／ Weiying Shen, Hao Yu, Yu Dong 他
日本語で読む → - 論文群制御制御
情報駆動型マルチエージェント宇宙機システムの故障検出・同定：協調軌道上検査ミッション
低軌道での協調検査ミッションを行うマルチ宇宙機システムに対し、情報利得に基づくコスト関数を用いてタスク割り当てと故障検出・同定を統合するフレームワークを提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Information-Driven Fault Detection and Identification for Multi-Agent Spacecraft Systems: Collaborative On-Orbit Inspection Mission ／ Akshita Gupta, Arna Bhardwaj, Yashwanth Kumar Nakka 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
ロボットシステムのためのマルチフィデリティ残差物理情報ニューラルプロセスに基づく状態推定のリアルタイム性能解析
マルチフィデリティ残差物理情報ニューラルプロセス（MFR-PINP）を用いてロボットの状態推定を行い、カルマンフィルタ系手法と比較してリアルタイム性能を評価した。
原題: Real-Time Performance Analysis of Multi-Fidelity Residual Physics-Informed Neural Process-Based State Estimation for Robotic Systems ／ Devin Hunter, Chinwendu Enyioha
日本語で読む → - 論文自動運転/車両追従ロボティクス
単眼魚眼カメラによるエンドツーエンド車両追従システム
単眼魚眼カメラのみを用いたエンドツーエンドの車両追従フレームワークを提案し、意味マスクと動的サンプリングで先行車追従を高精度化、実車実験で従来手法を上回る性能を示した。
原題: End-to-end Autonomous Vehicle Following System using Monocular Fisheye Camera ／ Jiale Zhang, Yeqiang Qian, Tong Qin 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
四叉木ベースのモデル予測制御による移動ロボットの衝突回避ナビゲーション
四叉木で占有マップから衝突のない領域を抽出し、それをモデル予測制御の制約として用いることで、移動ロボットの安全で効率的なナビゲーションを実現する統合フレームワークを提案した。
原題: Collision-Free Navigation of Mobile Robots via Quadtree-Based Model Predictive Control ／ Osama Al Sheikh Ali, Sotiris Koutsoftas, Ze Zhang 他
日本語で読む → - 論文自動運転データセット画像認識
CARScenes: 安全な自動運転のための意味的VLMデータセット
自動運転向けに、環境や道路形状、車両挙動などを28カテゴリ・350以上の属性で注釈付けした5,192枚の画像データセットを構築し、VLMの学習・評価基盤を提供した。
原題: CARScenes: Semantic VLM Dataset for Safe Autonomous Driving ／ Yuankai He, Weisong Shi
日本語で読む → - 論文宇宙ロボティクスcs.LO
宇宙ロボットミッションのための要求パターンカタログに向けて
宇宙ミッションの要求をFRETで形式化し、既存の仕様パターンの適用可能性を検証するとともに、新たに5つの要求仕様パターンを提案した。
原題: Towards A Catalogue of Requirement Patterns for Space Robotic Missions ／ Mahdi Etumi, Hazel M. Taylor, Marie Farrell
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
GPT-4にヒューマノイドの身体を与える：既製VLMと物理世界を繋ぐ架け橋の構築
既製の視覚言語モデル（GPT-4など）をヒューマノイドエージェントの制御に活用する手法BiBoを提案。指示を低レベルコマンドに変換するコンパイラと拡散モデルによる動作実行器で、オープン環境での相互作用タスク成功率90.2%を達成。
原題: Endowing GPT-4 with a Humanoid Body: Building the Bridge Between Off-the-Shelf VLMs and the Physical World ／ Yingzhao Jian, Zhongan Wang, Yi Yang 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
位相ベースのマルチ歩容学習によるサンショウウオ型ロボット
位相変数と位相カバレッジ報酬を用いて、参照動作なしにサンショウウオ型ロボットへ多様な歩容を獲得させる学習フレームワークを提案し、22種類の歩容を実現した。
原題: Phase-Based Multi-Gait Learning for a Salamander-Like Robot ／ Zhiang Liu, Yang Liu, Yongchun Fang 他
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