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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: 2025/5/1 ／ 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 →- 論文全身制御ロボティクス
JAEGER: 二層構造のヒューマノイド全身制御器
上半身と下半身を別々の制御器に分け、粗い速度追従と細かい関節角追従の両方を可能にしたヒューマノイド全身制御を、人間モーションの再ターゲティングとカリキュラム学習で訓練した研究。
原題: JAEGER: Dual-Level Humanoid Whole-Body Controller ／ Ziluo Ding, Haobin Jiang, Yuxuan Wang 他
日本語で読む → - 論文テレロボティクスロボティクス
習うより慣れろ：月面テレロボティクスを用いた組立と問題解決のためのデジタルツイン技術の研究
月面ローバーの遠隔操作訓練とリアルタイム問題解決のためにVRデジタルツインシステムを設計・評価し、24人の被験者実験で有効性を検証した。
原題: Practice Makes Perfect: A Study of Digital Twin Technology for Assembly and Problem-solving using Lunar Surface Telerobotics ／ Xavier O'Keefe, Katy McCutchan, Alexis Muniz 他
日本語で読む → - 論文宇宙ロボティクス/群制御/故障診断制御
軌道上マルチ宇宙機協調検査におけるグローバルタスク認識型故障検出・同定
協調検査タスクのコスト関数を利用し、マルチ宇宙機システムの故障エージェント検出と故障種別（センサ・アクチュエータ）の同定を適応的閾値で行う手法を提案し、低軌道シミュレーションで有効性を示した。
原題: Global Task-aware Fault Detection, Identification For On-Orbit Multi-Spacecraft Collaborative Inspection ／ Akshita Gupta, Yashwanth Kumar Nakka, Changrak Choi 他
日本語で読む → - 論文多接触動作ロボティクス
プレビュー制御に基づくヒューマノイド多接触動作の重心軌道生成と安定化
モデル予測制御の代わりにプレビュー制御を用いて計算コストを大幅に削減し、重心状態フィードバックと接触力分配を組み合わせることで、ヒューマノイドの動的な多接触動作を安定に実現する手法を提案した。
原題: Centroidal Trajectory Generation and Stabilization based on Preview Control for Humanoid Multi-contact Motion ／ Masaki Murooka, Mitsuharu Morisawa, Fumio Kanehiro
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
NVSPolicy: 適応的な新規視点合成による汎化可能な言語条件付き政策学習
入力画像から情報量の多い視点を選んで新規視点画像を合成し、その特徴を意味特徴と残差特徴に分離して階層的政策ネットワークに入力することで、言語条件付きロボット操作の汎化性能を高めた手法。
原題: NVSPolicy: Adaptive Novel-View Synthesis for Generalizable Language-Conditioned Policy Learning ／ Le Shi, Yifei Shi, Xin Xu 他
日本語で読む → - 論文脚式ロボット制御ロボティクス
FACET: インピーダンス参照追従による脚式ロボットの力適応制御
仮想質量-バネ-ダンパ系を模倣する強化学習方策を訓練し、外力に応じて柔軟に適応する脚式ロボットの制御を実現した。
原題: FACET: Force-Adaptive Control via Impedance Reference Tracking for Legged Robots ／ Botian Xu, Haoyang Weng, Qingzhou Lu 他
日本語で読む → - 論文筋骨格制御ロボティクス
階層的モデルベース計画による高次元筋骨格系の運動制御
形態を考慮した比例制御を組み込んだ階層的モデル予測制御(MPC^2)を提案し、高次元の人間筋骨格モデルで立位・歩行・スポーツ動作の制御を実現した。
原題: Motion Control of High-Dimensional Musculoskeletal Systems with Hierarchical Model-Based Planning ／ Yunyue Wei, Shanning Zhuang, Vincent Zhuang 他
日本語で読む → - 論文自動運転/リスク予測ロボティクス
自然運転データから衝突リスクを先読み学習する大規模手法
衝突やリスクのラベルなしで自然運転データから衝突リスクを学習するGSSMを提案し、実世界の衝突・ニアミス2,591件で高精度かつ2.6秒早い警告を実現した。
原題: Learning collision risk proactively from naturalistic driving data at scale ／ Yiru Jiao, Simeon C. Calvert, Sander van Cranenburgh 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定画像認識
SurgPose: ゼロショット学習とステレオビジョンによる汎化可能な手術器具の姿勢推定
手術器具の6自由度姿勢推定において、ゼロショットRGB-Dモデル（FoundationPose, SAM-6D）をステレオ深度推定と微調整済みMask R-CNNで強化し、未見の器具への汎化性能を向上させた。
原題: SurgPose: Generalisable Surgical Instrument Pose Estimation using Zero-Shot Learning and Stereo Vision ／ Utsav Rai, Haozheng Xu, Stamatia Giannarou
日本語で読む → - 論文マニピュレーション機械学習
ロボットマニピュレーションのための視覚強化学習における視点の統合と分離
複数のカメラ視点を効率的に統合しつつ、単一視点特徴で拡張して分離することで、サンプル効率が高くカメラ故障に頑健なマニピュレーション方策を学習するMADアルゴリズムを提案。
原題: Merging and Disentangling Views in Visual Reinforcement Learning for Robotic Manipulation ／ Abdulaziz Almuzairee, Rohan Patil, Dwait Bhatt 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
予測可能で堅牢な制御のための軌道エントロピー強化学習
行動軌道全体のエントロピーを最小化する新たな帰納バイアスを導入し、変分予測モデルで推定することで、周期性が高くノイズや環境変化に強い方策を学習する手法を提案した。
原題: Trajectory Entropy Reinforcement Learning for Predictable and Robust Control ／ Bang You, Chenxu Wang, Huaping Liu
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
接触を考慮したフィッシャー情報量最大化による行動生成
接触ダイナミクスの情報量をフィッシャー情報量で評価し、物体パラメータ学習に有効な接触リッチ行動を生成する手法を提案。
原題: Behavior Synthesis via Contact-Aware Fisher Information Maximization ／ Hrishikesh Sathyanarayan, Ian Abraham
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
階層グラフを用いた地形認識型の地上・空中協調マルチモーダル自律探査
階層グラフで環境の走行可能性と意味情報を表現し、地上ロボットが信頼度に基づき空中ロボットの展開を判断することで、未知環境の探査効率を高める手法を提案した。
原題: A Hierarchical Graph-Based Terrain-Aware Autonomous Navigation Approach for Complementary Multimodal Ground-Aerial Exploration ／ Akash Patel, Mario A. V. Saucedo, Nikolaos Stathoulopoulos 他
日本語で読む → - 論文ロボティクス/倉庫管理ロボティクス
高密度・再配置不要なグリッド型倉庫の保管と取出し
グリッド上を自由に移動できるロボットを用いた倉庫で、荷物の入出庫時に再配置を不要にする配置法を明らかにした研究。
原題: Fully Packed and Ready to Go: High-Density, Rearrangement-Free, Grid-Based Storage and Retrieval ／ Tzvika Geft, Kostas Bekris, Jingjin Yu
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
一般化リアプノフ関数による強化学習方策の安定性証明
強化学習方策の価値関数にニューラルネットの残差項を加えて一般化リアプノフ関数を学習し、方策の安定性を証明する手法を提案した。
原題: Certifying Stability of Reinforcement Learning Policies using Generalized Lyapunov Functions ／ Kehan Long, Jorge Cortés, Nikolay Atanasov
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
KRRF: 多目標運動計画のための運動力学的ランダム探索森アルゴリズム
複数の目標地点を巡る運動制約付き経路計画を、全目標間で同時に木を成長させるランダムフォレスト探索とTSP解法を組み合わせて効率的に解く手法を提案。
原題: KRRF: Kinodynamic Rapidly-exploring Random Forest algorithm for multi-goal motion planning ／ Petr Ježek, Michal Minařík, Vojtěch Vonásek 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
CNNベースSLAMアルゴリズムに対するブラックボックス敵対的攻撃
GCN-SLAMのRGB入力にブラックボックス敵対的摂動を加え、TUMデータセットで最大76%のフレームで追跡失敗を引き起こすことを示した。また、RGBではなく深度を攻撃するとSLAMに壊滅的な影響を与えることを明らかにした。
原題: Black-box Adversarial Attacks on CNN-based SLAM Algorithms ／ Maria Rafaela Gkeka, Bowen Sun, Evgenia Smirni 他
日本語で読む → - 論文人間ロボット協調ロボティクス
人間の視野を考慮した協調計画
人間の限られた視野を考慮し、人間の意図を推定しながらロボットが協調計画を行う階層的オンラインプランナーを提案し、料理タスクとVR環境で有効性を示した。
原題: Integrating Field of View in Human-Aware Collaborative Planning ／ Ya-Chuan Hsu, Michael Defranco, Rutvik Patel 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
物理推論と座標系ラベリングによる力強いスキル獲得
VLMに軌道ではなく力（レンチ）を出力させ、座標系を画像に重ねることで、事前学習なしに様々なマニピュレーションタスクでゼロショット汎化を実現した。
原題: Unfettered Forceful Skill Acquisition with Physical Reasoning and Coordinate Frame Labeling ／ William Xie, Max Conway, Yutong Zhang 他
日本語で読む → - 論文異常検知ロボティクス
音声とIMUの融合によるマハラノビスSVDDを用いた自律ロボットの教師なし異常検知
音声とIMUセンサを融合し、マハラノビス距離を用いたSVDDで自律移動ロボットの衝突や機械故障などの異常を教師なしで検知する手法を提案。
原題: Unsupervised Anomaly Detection for Autonomous Robots via Mahalanobis SVDD with Audio-IMU Fusion ／ Yizhuo Yang, Jiulin Zhao, Xinhang Xu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
SEM: ロボットマニピュレーションのための空間理解を強化する拡散ポリシー
視覚表現に3D幾何情報を付加する空間エンハンサと、関節依存をグラフで捉えるロボット状態エンコーダを組み合わせ、空間理解を高めた拡散ベースのマニピュレーションポリシーを提案。
原題: SEM: Enhancing Spatial Understanding for Robust Robot Manipulation ／ Xuewu Lin, Tianwei Lin, Lichao Huang 他
日本語で読む → - 論文飛行マニピュレーションロボティクス
乱雑空間でのペイロード回収のための器用な懸垂エンドドロイドを備えたペイロードドローンの協調飛行システム
森林などの乱雑空間で、ケブラーテザーで繋がれたペイロードドローンと4プロペラ駆動の懸垂エンドドロイドを協調させ、ケーブル長制約と動的実行可能性を考慮した軌道最適化により、枝や障害物を避けて安全にペイロードを回収するシステムを提案した。
原題: A Cooperative Aerial System of A Payload Drone Equipped with Dexterous Rappelling End Droid for Cluttered Space Pickup ／ Wenjing Ren, Xin Dong, Yangjie Cui 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
人間の操作を支援する飛行船群のフォーメーション制御システムの設計
屋内飛行船群において、人間が操作するリーダーを動的に切り替えることで、急旋回時でも安定したフォーメーションを維持し、操作者を支援するシステムを提案した。
原題: Design of a Formation Control System to Assist Human Operators in Flying a Swarm of Robotic Blimps ／ Tianfu Wu, Jiaqi Fu, Wugang Meng 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
PB&J: ピーナッツバターと関節による粘弾性把持ロボット
人間の手を模した粘弾性関節を持つ把持ロボットを開発し、ピーナッツバターを回転ダンパーの作動流体として用いることで、低コストかつ環境負荷の少ない設計を実現した。
原題: PB&J: Peanut Butter and Joints for Damped Articulation ／ Avery S. Williamson, Michael J. Bennington, Ravesh Sukhnandan 他
日本語で読む → - 論文歩行認識ロボティクス
ExoGait-MS：マルチスケールグラフネットワークによる外骨格歩行認識のための周期ダイナミクス学習
外骨格ロボットの個別化歩行制御に向け、関節協調を捉えるマルチスケールGCNと歩行の非線形周期ダイナミクス学習を組み合わせ、個人歩行を高精度に認識する手法を提案した。
原題: ExoGait-MS: Learning Periodic Dynamics with Multi-Scale Graph Network for Exoskeleton Gait Recognition ／ Lijiang Liu, Junyu Shi, Yong Sun 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボット支援着衣における安全で適応的なハイブリッド制御戦略
着衣支援ロボットにおいて、衣服の引っかかりやユーザの不快感をリアルタイムに検知し、自律的な軌道調整や速度低減、必要に応じた中断を行う制御戦略を提案し、実機実験で安全性とタスク継続性の向上を確認した。
原題: Hybrid Control Strategies for Safe and Adaptive Robot-Assisted Dressing ／ Yasmin Rafiq, Baslin A. James, Ke Xu 他
日本語で読む → - 論文安全性検証ロボティクス
SCALOFT: 鉱山環境における自律飛行ドローンの状況カバレッジに基づく安全性解析の初期アプローチ
鉱山で飛行する自律ドローンの安全性を評価するため、多様なテストケース生成・リアルタイム監視・違反検出を行うSCALOFTを提案し、意図的に埋め込んだ故障を検出できることを示した。
原題: SCALOFT: An Initial Approach for Situation Coverage-Based Safety Analysis of an Autonomous Aerial Drone in a Mine Environment ／ Nawshin Mannan Proma, Victoria J Hodge, Rob Alexander
日本語で読む → - 論文位置推定ロボティクス
APR-Transformer：絶対姿勢回帰による複雑環境での位置推定のための初期姿勢推定
画像やLiDARデータから絶対姿勢（3D位置と3D姿勢）を予測するTransformerベースのモデルを提案し、GNSS拒否環境でのロボット位置推定の初期化精度を向上させた。
原題: APR-Transformer: Initial Pose Estimation for Localization in Complex Environments through Absolute Pose Regression ／ Srinivas Ravuri, Yuan Xu, Martin Ludwig Zehetner 他
日本語で読む → - 論文自動運転地図生成画像認識
深層学習による走行軌跡マップ抽出を用いた運転地図の推定
自車と他車の走行軌跡をトランスフォーマーで統合し、センサー非依存で継続更新可能なオフライン地図を生成する手法を提案。未見環境やセンサー構成への汎化性能でオンライン地図手法を上回る。
原題: Inferring Driving Maps by Deep Learning-based Trail Map Extraction ／ Michael Hubbertz, Pascal Colling, Qi Han 他
日本語で読む → - 論文モデルベース強化学習機械学習
モデルベース強化学習における性能非対称性
モデルベース強化学習が人間を超えるタスクと大きく劣るタスクがある性能非対称性を指摘し、バランスの取れた評価指標Sym-HNSと新たな世界モデルJEDIを提案した。
原題: Performance Asymmetry in Model-Based Reinforcement Learning ／ Jing Yu Lim, Rushi Shah, Zarif Ikram 他
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