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: 2025/5/1 ／ 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 →- 論文制御最適化math.OC
最適化ベース制御における実行可能性解析と制約選択
線形制約の実行可能性を判定する必要十分条件を導出し、自律システム制御のための効率的な実行可能制約選択手法を提案した。
原題: Feasibility Analysis and Constraint Selection in Optimization-Based Controllers ／ Panagiotis Rousseas, Haejoon Lee, Dimos V. Dimarogonas 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ABB YuMiロボットアームの冗長性パラメータ化
ABB YuMiの7自由度冗長マニピュレータについて、肩-肘-手首（SEW）角の完全な定義を与え、特異点条件やヤコビアンを導出し、逆運動学ソルバーで検証した。
原題: Redundancy Parameterization of the ABB YuMi Robot Arm ／ Alexander J. Elias, John T. Wen
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
最小限の視覚情報から物体形状を復元する能動的触覚探索
単一の視覚情報を初期値として、触覚による接触点からメッシュを逐次フィッティングし、不確実性を最小化するように触覚探索を計画することで、物体の3D形状を効率的に復元する手法を提案。
原題: Proactive tactile exploration for object-agnostic shape reconstruction from minimal visual priors ／ Paris Oikonomou, George Retsinas, Petros Maragos 他
日本語で読む → - 論文能動的知覚ロボティクス
APPLE: 強化学習による汎用的な能動的知覚の実現
強化学習を用いて、触覚探索などの能動的知覚タスクを汎用的に解くフレームワークAPPLEを提案し、Tactile MNISTベンチマークで有効性を示した。
原題: Apple: Toward General Active Perception via Reinforcement Learning ／ Tim Schneider, Cristiana de Farias, Roberto Calandra 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
動的環境におけるロボットアームのための安全認識型ロバストモデル予測制御
動的環境でロボットアームが安全に動作するため、位相ベースのノミナル制御とロバスト安全モードを統合したロバストMPCフレームワークを提案し、障害物予測に基づく制約調整で衝突回避とタスク効率を両立させた。
原題: Safety-Aware Robust Model Predictive Control for Robotic Arms in Dynamic Environments ／ Sanghyeon Nam, Dongmin Kim, Seung-Hwan Choi 他
日本語で読む → - 論文制御ロボティクス
不足駆動衛星の姿勢制御に向けた深層強化学習ポリシー
深層強化学習（PPO）を用いて、小型衛星の姿勢制御を学習させた研究。アクチュエータ故障時（不足駆動）でも大角度の姿勢変更を高精度に達成し、実機でも動作を確認した。
原題: Deep Reinforcement Learning Policies for Underactuated Satellite Attitude Control ／ Matteo El Hariry, Andrea Cini, Giacomo Mellone 他
日本語で読む → - 論文外骨格eess.SP
AIは職場の手首傷害をどう減らせるか？
製造現場の作業者の手首動作をEMGで分類し、力を予測するモデルを構築。シンプルで低コストなウェアラブル手首外骨格の制御戦略の基盤を提案した。
原題: How can AI reduce wrist injuries in the workplace? ／ Roberto F. Pitzalis, Nicholas Cartocci, Christian Di Natali 他
日本語で読む → - 論文モデル予測制御/衝突回避ロボティクス
狭所における凸多角形を考慮した衝突回避を伴う車両のリアルタイムモデル予測制御
車両と障害物を凸多角形で近似し、混合整数計画を要するOR制約をSVMベースと最小符号付き距離ベースの2手法で扱いやすいAND制約に再定式化することで、狭所でのリアルタイムMPC衝突回避を実現した。
原題: Real-Time Model Predictive Control of Vehicles with Convex-Polygon-Aware Collision Avoidance in Tight Spaces ／ Haruki Kojima, Kohei Honda, Hiroyuki Okuda 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
VLM-RRT：視覚言語モデルが導くUAV自律航法のためのRRT探索
視覚言語モデルに環境画像から初期方向の手がかりを与えさせ、RRTのサンプリングを有望な領域に偏らせることで、UAVの経路計画の効率と経路品質を改善する手法を提案した。
原題: VLM-RRT: Vision Language Model Guided RRT Search for Autonomous UAV Navigation ／ Jianlin Ye, Savvas Papaioannou, Panayiotis Kolios
日本語で読む → - 論文耐故障制御/強化学習ロボティクス
オンラインTransformer適応を組み込んだ強化学習によるクアッドロータの耐故障制御
Transformerでリアルタイムに潜在表現を推定し、未知の機体モデルにも再学習なしで適応できる強化学習ベースの耐故障制御フレームワークを提案し、アクチュエータ故障下で95%の成功率を達成した。
原題: Reinforcement Learning-based Fault-Tolerant Control for Quadrotor with Online Transformer Adaptation ／ Dohyun Kim, Jayden Dongwoo Lee, Hyochoong Bang 他
日本語で読む → - 論文人間ロボット協働ロボティクス
タスク性能を超えて：人とロボットの協働における人間体験
木工ワークショップを模した環境で、軽量ロボットとの協働における自動化レベルの違いが、フロー体験・主体感・身体化といった心理指標と生理指標にどう影響するかをユーザー研究で調べた。
原題: Beyond Task Performance: Human Experience in Human-Robot Collaboration ／ Sean Kille, Jan Heinrich Robens, Philipp Dahlinger 他
日本語で読む → - 論文ソフトアクチュエータロボティクス
堅牢な多機能制御のためのソフト電気熱メタアクチュエータ
薄膜内の熱伝達を設計することで、双方向動作や環境温度変化への耐性、高速復帰を実現するソフト電気熱アクチュエータを提案し、ソフトグリッパへの応用を示した。
原題: Soft Electrothermal Meta-Actuator for Robust Multifunctional Control ／ Hanseong Jo, Pavel Shafirin, Christopher Le 他
日本語で読む → - 論文強化学習AI
目標条件付き・メタ強化学習による汎用的動的目標認識
動的に変化する環境でエージェントの目標をリアルタイムに認識するため、目標条件付き強化学習とメタ強化学習を用いた2手法を提案し、多様な環境で高速適応と高精度を実証した。
原題: General Dynamic Goal Recognition using Goal-Conditioned and Meta Reinforcement Learning ／ Osher Elhadad, Owen Morrissey, Reuth Mirsky
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
FM-Planner：基盤モデルが導くドローン自律飛行の経路計画
LLMやVLMといった基盤モデルを活用したドローン経路計画手法を提案し、8種類のモデルを比較評価するとともに、実機実験で有効性を検証した。
原題: FM-Planner: Foundation Model Guided Path Planning for Autonomous Drone Navigation ／ Jiaping Xiao, Cheng Wen Tsao, Yuhang Zhang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
学習と探索に基づく推論による散乱物体の効率的操作
深層学習による物体の押し動作予測とモンテカルロ木探索を組み合わせ、散らかった環境でのロボットによる物体操作を効率化する手法を提案した論文。
原題: Efficiently Manipulating Clutter via Learning and Search-Based Reasoning ／ Baichuan Huang
日本語で読む → - 論文軌道計画制御
自動運転車の衝突回避を考慮した最適軌道計画
逐次凸最適化を用いて、駐車などの自動運転操作において衝突を避けつつ最短時間・最短距離・最小セグメント数の軌道を生成する手法を提案した。
原題: Optimal Trajectory Planning with Collision Avoidance for Autonomous Vehicle Maneuvering ／ Jason Zalev
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
RobotxR1: 閉ループ強化学習による大規模言語モデルの身体性ロボット知能の実現
小型LLMを閉ループ強化学習で訓練し、ロボットの身体性知能を実現する手法を提案。自動運転タスクでSFTベースラインを上回り、GPT-4oをも超える制御適応性を達成した。
原題: RobotxR1: Enabling Embodied Robotic Intelligence on Large Language Models through Closed-Loop Reinforcement Learning ／ Liam Boyle, Nicolas Baumann, Paviththiren Sivasothilingam 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
GPU高速化とTransformerベースMARLによる水中音響追跡のスケーリング
GazeboのLRAUVを最大3万倍高速化するGPU環境と、艦隊規模・目標数に不変なTransformerベースのMARL手法(TransfMAPPO)を開発し、複数の高速移動目標でも追跡誤差5m未満を達成した。
原題: Scaling Multi Agent Reinforcement Learning for Underwater Acoustic Tracking via Autonomous Vehicles ／ Matteo Gallici, Ivan Masmitja, Mario Martín
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
Trailblazer: 長距離計画のためのオフロードコストマップ学習
模倣学習と微分可能A*プランナーを用いて、マルチモーダルセンサデータからオフロード環境のコストマップを自動生成し、長距離経路計画を実現するフレームワークを提案・実証した。
原題: Trailblazer: Learning offroad costmaps for long range planning ／ Kasi Viswanath, Felix Sanchez, Timothy Overbye 他
日本語で読む → - 論文拡散モデル/障害物回避ロボティクス
制約認識型拡散ガイダンス：自律レースのためのリアルタイム障害物回避
拡散モデルのノイズ除去過程にバリア関数を組み込み、制約を満たす出力へ誘導する枠組みCoDiGを提案し、ミニチュア自律レースでのリアルタイム障害物回避を実現した。
原題: Constraint-Aware Diffusion Guidance for Robotics: Real-Time Obstacle Avoidance for Autonomous Racing ／ Hao Ma, Sabrina Bodmer, Andrea Carron 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
X-Sim: 実世界からシミュレーションを経由したロボット操作方策のクロスエンボディメント学習
人間のRGBD動画からフォトリアルなシミュレーションを再構築し、物体軌道を報酬として強化学習方策を訓練、合成データで拡散方策に蒸留して実世界へ転移する枠組みを提案。ロボット遠隔操作データなしで5タスクで成功率を30%改善。
原題: X-Sim: Cross-Embodiment Learning via Real-to-Sim-to-Real ／ Prithwish Dan, Kushal Kedia, Angela Chao 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
深層学習を用いた3自由度デルタロボットによるカスタムケータリングパッケージの自動組立に関する実験的研究
3自由度デルタロボットと2本指グリッパを用いて、深層学習（YOLOv5とFastSAM）で物体を検出・セグメンテーションし、把持点を計算してケータリングパッケージを自動梱包するシステムを開発し、80%以上の把持成功率を達成した。
原題: Experimental Study on Automatically Assembling Custom Catering Packages With a 3-DOF Delta Robot Using Deep Learning Methods ／ Reihaneh Yourdkhani, Arash Tavoosian, Navid Asadi Khomami 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
タスク実演の意図を理解する階層的分解による実行監視とエラー回復
ロボットの実演からタスクを教師なしで分割し、各スキルの特徴を用いた異常検知で実行の逸脱を検出、エラー回復を可能にする学習フレームワークを提案。
原題: Hierarchical Task Decomposition for Execution Monitoring and Error Recovery: Understanding the Rationale Behind Task Demonstrations ／ Christoph Willibald, Dongheui Lee
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
OneTwoVLA：適応的推論を備えた統合視覚言語行動モデル
行動と推論を単一モデルで統合し、必要な時だけ明示的に推論する適応的切替機構を導入したVLAモデル。長期的タスク計画やエラー回復、人間との対話、視覚的接地を実現。
原題: OneTwoVLA: A Unified Vision-Language-Action Model with Adaptive Reasoning ／ Fanqi Lin, Ruiqian Nai, Yingdong Hu 他
日本語で読む → - 論文人間-ロボット相互作用ロボティクス
MIHRaGe: 視線制御による人間-ロボット相互作用のための複合現実インターフェース
視線追跡と複合現実を組み合わせ、上肢に障害のあるユーザーが目だけでロボットアームを操作できるシステムを開発し、ピックアンドプレイス課題で80%の成功率を達成した。
原題: MIHRaGe: A Mixed-Reality Interface for Human-Robot Interaction via Gaze-Oriented Control ／ Rafael R. Baptista, Nina R. Gerszberg, Ricardo V. Godoy 他
日本語で読む → - 論文自動運転/軌道計画ロボティクス
Plan-R1: 言語モデリングとしての安全で実行可能な軌道計画
大規模言語モデルの手法を応用し、専門家データでの事前学習とルールベース報酬による強化学習(VD-GRPO)を組み合わせて、安全性と快適性を両立した自動運転の軌道計画フレームワークを提案した論文。
原題: Plan-R1: Safe and Feasible Trajectory Planning as Language Modeling ／ Xiaolong Tang, Meina Kan, Shiguang Shan 他
日本語で読む → - 論文自動運転/エンドツーエンドロボティクス
DSDrive: 大規模言語モデルを蒸留した軽量な統合推論・計画型エンドツーエンド自動運転
大規模視覚言語モデルの推論能力を小型LLMに蒸留し、ウェイポイント駆動のデュアルヘッド協調モジュールで推論と計画を統合した軽量な自動運転フレームワークを提案。閉ループシミュレーションでベンチマーク並みかそれを上回る性能を、より小さなモデルサイズと高い計算効率で実現した。
原題: DSDrive: Distilling Large Language Model for Lightweight End-to-End Autonomous Driving with Unified Reasoning and Planning ／ Wenru Liu, Pei Liu, Jun Ma
日本語で読む → - 論文社会支援ロボットHCI
TrainBo：認知症高齢者向け対話型ロボット支援シナリオ訓練システム
認知症高齢者を対象に、自己決定理論に基づいて設計したロボット支援の対話型認知訓練システムを開発し、香港の介護施設で4週間のパイロット試験を行い、行動・情緒的関与と内発的動機の向上を確認した。
原題: TrainBo: An Interactive Robot-assisted Scenario Training System for Older Adults with Dementia ／ Kwong Chiu Fung, Wai Ho Mow
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
脚式マニピュレータによる協調バドミントンスキルの学習
脚式移動マニピュレータがバドミントンをプレイするための強化学習ベースの全身視覚運動制御ポリシーを提案し、実環境でのシャトル追跡と打撃を実現した。
原題: Learning coordinated badminton skills for legged manipulators ／ Yuntao Ma, Andrei Cramariuc, Farbod Farshidian 他
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
Quad-LCD: アクチュエータ飽和を考慮した四 rotor 軌道計画のための階層型制御分解
モータ飽和によるクラッシュを防ぐため、制御分解とシミュレーションデータから学習した追従ペナルティを組み合わせ、攻撃的な機動でもクラッシュ率を約49%削減する四 rotor 軌道計画手法を提案。
原題: Quad-LCD: Layered Control Decomposition Enables Actuator-Feasible Quadrotor Trajectory Planning ／ Anusha Srikanthan, Hanli Zhang, Spencer Folk 他
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