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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: 2025/1/1 ／ 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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
過去の経験から学ぶ：大規模言語モデルによる言語条件付き物体再配置
大規模言語モデルを活用し、過去の成功経験を参照して自由な言語指示から物体の目標配置を推論する、ゼロショットで汎用なロボット再配置フレームワークを提案した。
原題: Learn from the Past: Language-conditioned Object Rearrangement with Large Language Models ／ Guanqun Cao, Ryan Mckenna, Erich Graf 他
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根元中心の毛束調整のための経路計画を用いた前髪スタイリングロボットシステム
前髪の目標スタイルとの毛流れの違いを画像から解析し、毛束の根元を狙って経路計画と閉ループ制御でブラッシング・スタイリングを行うロボットシステムを提案した。
原題: Front Hair Styling Robot System Using Path Planning for Root-Centric Strand Adjustment ／ Soonhyo Kim, Naoaki Kanazawa, Shun Hasegawa 他
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不確実環境下での空中物理インタラクションのための安全臨界制御
外乱オブザーバを組み込んだ安全フィルタにより、推力限界を保証しつつ空中マニピュレータが静的・動的構造物と安全に接触作業できる制御手法を提案した。
原題: Safety-Critical Control for Aerial Physical Interaction in Uncertain Environment ／ Jeonghyun Byun, Yeonjoon Kim, Dongjae Lee 他
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制約情報を活用した残差学習による準最小エネルギー軌道のリアルタイム生成
マニピュレータの最小エネルギー軌道を、最適解からの残差学習で高速に生成する手法を提案し、最適制御ベースの計画より2〜3桁高速に準最適な軌道を得られることを示した。
原題: Real-Time Generation of Near-Minimum-Energy Trajectories via Constraint-Informed Residual Learning ／ Domenico Dona', Giovanni Franzese, Cosimo Della Santina 他
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動的モデル同定に基づくdVRK-Si患者側マニピュレータの重力補償
da Vinci Siの患者側マニピュレータ(dVRK-Si PSM)について、新しい完全運動学モデルを構築し、動的モデル同定に基づく重力補償手法を提案した。
原題: Gravity Compensation of the dVRK-Si Patient Side Manipulator based on Dynamic Model Identification ／ Haoying Zhou, Hao Yang, Anton Deguet 他
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Kiri-Spoon：ロボット支援食事のための切り紙ユニテンシル
切り紙構造の柔らかいスプーンを開発し、ロボットアームによる食事支援で多様な食品をつかみ・保持し・口元へ運ぶ動作を容易にする。
原題: Kiri-Spoon: A Kirigami Utensil for Robot-Assisted Feeding ／ Maya Keely, Brandon Franco, Casey Grothoff 他
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不確実な環境下での把持：産業用ロボットリサイクルのケーススタディ
視覚情報が不確実なWEEE（廃電気電子機器）のロボット分解作業において、3種類のグリッパと触覚戦略を提案し、把持成功率を大幅に向上させた。
原題: Grasping in Uncertain Environments: A Case Study For Industrial Robotic Recycling ／ Annalena Daniels, Sebastian Kerz, Salman Bari 他
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複雑環境における全身安全を考慮した移動マニピュレータの局所反応制御
移動マニピュレータの制御を時間領域の単一ステップ問題から空間領域の多段最適化問題へと再定式化し、リンクごとの衝突回避制約を効率的に解く局所反応制御手法を提案した。狭く混雑した環境での安全性・効率・タスク完了率が大幅に向上することを示した。
原題: Local Reactive Control for Mobile Manipulators with Whole-Body Safety in Complex Environments ／ Chunxin Zheng, Yulin Li, Zhiyuan Song 他
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VinT-6D：視覚・触覚・固有感覚を統合した大規模物体把持データセット
ロボットの手先操作のための、視覚・触覚・固有感覚を統合した大規模データセットVinT-6Dを構築し、シミュレーションと実環境の両方で200万件以上のデータを収集した。
原題: VinT-6D: A Large-Scale Object-in-hand Dataset from Vision, Touch and Proprioception ／ Zhaoliang Wan, Yonggen Ling, Senlin Yi 他
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空気圧把持による変形可能物体の巧みな操作：一端を持ち上げる手法
柔軟・多孔質素材用の空気圧グリッパを使い、持ち上げ中の姿勢と位置を精密制御することで、把持力と気流による振動を抑えつつ布状物体を一端から持ち上げる手法を提案し、4素材で検証した。
原題: Dexterous Manipulation of Deformable Objects via Pneumatic Gripping: Lifting by One End ／ Roman Mykhailyshyn, Jonathan Lee, Mykhailo Mykhailyshyn 他
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ニューラルネットワークを用いた適応スライディングモード制御による円筒型マニピュレータの軌道追従
円筒型マニピュレータの軌道追従精度を高めるため、スライディングモード制御にニューラルネットワークを組み合わせた適応制御器を開発し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Development of an Adaptive Sliding Mode Controller using Neural Networks for Trajectory Tracking of a Cylindrical Manipulator ／ TieuNien Le, VanCuong Pham, NgocSon Vu
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AI統合による低コストロボット筆記システム
Raspberry Pi Picoと3Dプリント部品、機械学習による手書き生成モデルを組み合わせ、約56ドルで高精度な人間らしい筆記を再現するロボットシステムを開発した。
原題: Cost-Effective Robotic Handwriting System with AI Integration ／ Tianyi Huang, Richard Xiong
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再構成可能な受動関節による劣駆動巧みなロボット把持
外部力で再構成・固定できる軽量受動関節を開発し、劣駆動3指グリッパで単一例から巧みな把持を学習する手法を提案。IKEA物体とYCBデータセットで80%と87%の把持成功率を達成した。
原題: Underactuated dexterous robotic grasping with reconfigurable passive joints ／ Marek Kopicki, Sainul Islam Ansary, Simone Tolomei 他
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RoboHorizon: 長期的ロボット操作のためのLLM支援マルチビューワールドモデル
LLMで密な報酬を生成し、マルチビューMAEでキーフレームを検出するワールドモデルを構築し、長期的なロボット操作タスクの成功率を向上させた研究。
原題: RoboHorizon: An LLM-Assisted Multi-View World Model for Long-Horizon Robotic Manipulation ／ Zixuan Chen, Jing Huo, Yangtao Chen 他
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行動木とVLMに基づく多粒子集合体の反復成形
双腕ロボットとツールを使い、VLMによるタスク計画とフーリエ級数による形状表現で、散らばった粒子群を崩さずに押し集めて成形・運搬する手法を提案。
原題: Iterative Shaping of Multi-Particle Aggregates based on Action Trees and VLM ／ Hoi-Yin Lee, Peng Zhou, Anqing Duan 他
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BiFold: 言語ガイダンスによる両手での布折りたたみ
視覚言語モデルを転用し、テキスト指示に基づいて両腕ロボットが布を折りたたむ行動を予測する手法を提案。新データセットも構築し、未知の指示や衣服への汎化性能を示した。
原題: BiFold: Bimanual Cloth Folding with Language Guidance ／ Oriol Barbany, Adrià Colomé, Carme Torras
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遺伝的アルゴリズムによるロボットマニピュレータPID制御器のパラメータ最適化
2自由度ロボットアームのPID制御器パラメータを遺伝的アルゴリズムで最適化し、従来法より高精度・高安定な軌道追従を実現した。
原題: Optimize the parameters of the PID Controller using Genetic Algorithm for Robot Manipulators ／ Vu Ngoc Son, Pham Van Cuong, Nguyen Duy Minh 他
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複数画像からの移動マニピュレーション指示生成と自動評価指標の強化
対象物体と収納場所の画像から移動マニピュレーション用の自由形式指示文を生成するモデルを提案し、学習ベースとn-gramベースの自動評価指標を報酬として組み込む訓練法で性能を向上させた。
原題: Mobile Manipulation Instruction Generation from Multiple Images with Automatic Metric Enhancement ／ Kei Katsumata, Motonari Kambara, Daichi Yashima 他
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説明可能な逆運動学モデル学習への道：記号回帰の帰納バイアスとしてのグラフニューラルネットワーク
グラフニューラルネットワークで自動生成データから逆運動学を学習し、同自由度でリンク長が異なるマニピュレータ群に汎化。将来は記号回帰の帰納バイアスとして解析式生成に活用する。
原題: The Road to Learning Explainable Inverse Kinematic Models: Graph Neural Networks as Inductive Bias for Symbolic Regression ／ Pravin Pandey, Julia Reuter, Christoph Steup 他
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視線誘導によるロボットマニピュレーションの模倣学習のためのタスク分解
テレオペレーション中の人間の視線を利用して、物体操作タスクを一貫性のあるサブタスクに分解する手法を提案し、その有効性とロバスト性を検証した。
原題: Gaze-Guided Task Decomposition for Imitation Learning in Robotic Manipulation ／ Ryo Takizawa, Yoshiyuki Ohmura, Yasuo Kuniyoshi
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イチゴ収穫ロボットの巧みな操作データ収集用オープンソースデバイス
イチゴ農作業の巧みな操作データを収集するためのオープンソースデバイスSROIを開発し、実環境でのデモデータ収集とデータセットを公開した。
原題: Strawberry Robotic Operation Interface: An Open-Source Device for Collecting Dexterous Manipulation Data in Robotic Strawberry Farming ／ Linsheng Hou, Wenwu Lu, Yanan Wang 他
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状態ベースの分解計画
物理シミュレーションを用いた分解計画において、並進運動を優先し中間状態を保存することで探索を効率化するSBDP手法を提案し、産業用アセンブリのベンチマークで成功率と計算効率を改善した。
原題: State-Based Disassembly Planning ／ Chao Lei, Nir Lipovetzky, Krista A. Ehinger
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RoboPanoptes: 全身視覚で全身巧緻性を実現する全方位ロボット
ロボット表面に分散配置したカメラによる全身視覚と、全身を使った操作を可能にする視覚運動ポリシーを組み合わせ、狭所での開梱や大型物体の掃き寄せなど多様なタスクを実現した。
原題: RoboPanoptes: The All-seeing Robot with Whole-body Dexterity ／ Xiaomeng Xu, Dominik Bauer, Shuran Song
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混雑環境における精密収穫：エンドエフェクタ設計とデュアルカメラ知覚の統合
高トンネル栽培のような混雑環境で小型果実を精密に収穫するため、エンドエフェクタ設計とグローバルカメラ・手先カメラを組み合わせた協調フレームワークを提案し、閉ループ視覚フィードバックで位置推定とエラー処理を実現した。
原題: Precision Harvesting in Cluttered Environments: Integrating End Effector Design with Dual Camera Perception ／ Kendall Koe, Poojan Kalpeshbhai Shah, Benjamin Walt 他
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人間の手のスキルをロボットマニピュレーションへ転移する学習
人間の手の動作デモからロボットの巧みな操作を学習する手法を提案し、人間とロボットの身体差を埋めるため擬似教師データを用いた関節運動マニフォールドを学習した。
原題: Learning to Transfer Human Hand Skills for Robot Manipulations ／ Sungjae Park, Seungho Lee, Mingi Choi 他
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CART-MPC：マルチエージェントモデル予測制御によるロボット支援移乗のための支援デバイス連携
ホイヤースリングと車椅子をセンサ・アクチュエータで知能化し、ロボットアームと協調して変形可能なスリングストラップをフックに結ぶマルチエージェントMPCを提案。シミュレーションと実機でゼロショットsim-to-real転移を実証した。
原題: CART-MPC: Coordinating Assistive Devices for Robot-Assisted Transferring with Multi-Agent Model Predictive Control ／ Ruolin Ye, Shuaixing Chen, Yunting Yan 他
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OmniManip: 物体中心のインタラクションプリミティブを空間制約として用いた汎用ロボットマニピュレーション
物体の機能的アフォーダンスに基づく正準空間でインタラクションプリミティブを表現し、VLMの常識推論を3D空間制約に変換する二重閉ループ型のオープンボキャブラリなロボットマニピュレーションシステムを提案した。
原題: OmniManip: Towards General Robotic Manipulation via Object-Centric Interaction Primitives as Spatial Constraints ／ Mingjie Pan, Jiyao Zhang, Tianshu Wu 他
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不規則物体を動的に把持するためのオンライン軌道再計画
不規則な物体を把持するため、10秒以内のオフライン初期軌道計画と100ms以内のオンライン軌道再計画を組み合わせた軌道最適化フレームワークを提案し、視覚の姿勢推定誤差や外乱に対応する。
原題: Online Trajectory Replanner for Dynamically Grasping Irregular Objects ／ Minh Nhat Vu, Florian Grander, Anh Nguyen
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/マニピュレーションロボティクス
温度で動作モードを切り替える単一駆動の多モードソフトフィンガー
温度変化によって曲げ・ねじり・伸長の3つの動作モードを約5秒で切り替えられる、単一空気圧駆動のソフトフィンガーを開発し、把持モードを複数持つグリッパーへの応用を示した。
原題: Temperature Driven Multi-modal/Single-actuated Soft Finger ／ Prashant Kumar, Weiwei Wan, Kensuke Harada
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
RoboReflect: 曖昧な状態の物体把持のためのロボット自己内省推論フレームワーク
大規模視覚言語モデル(LVLM)を活用し、把持失敗時にロボットが自己内省して戦略を自動修正・記憶するフレームワークを提案。曖昧な状態の物体8種で既存手法を上回る性能を示した。
原題: RoboReflect: A Robotic Reflective Reasoning Framework for Grasping Ambiguous-Condition Objects ／ Zhen Luo, Yixuan Yang, Yanfu Zhang 他
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