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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: 2025/3/1 ／ 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 →- 論文模倣学習機械学習
制約を考慮した模倣学習のシンプルなアプローチ：自動運転レースへの応用
模倣学習の目的関数に安全性制約を簡単に組み込む手法を提案し、自動運転レースのシミュレーションで従来の行動クローニングより制約遵守と性能の一貫性が向上することを示した。
原題: A Simple Approach to Constraint-Aware Imitation Learning with Application to Autonomous Racing ／ Shengfan Cao, Eunhyek Joa, Francesco Borrelli
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスcond-mat.soft
狭隘な管内における磁気ソフト連続ロボットのリアルタイムシミュレーションによるナビゲーション制御
離散微分幾何学に基づく磁気弾性ロッド理論と次数低減接触処理を組み合わせ、狭隘管内での磁気ソフト連続ロボットのリアルタイムナビゲーション制御を実現した。
原題: Real-time simulation enabled navigation control of magnetic soft continuum robots in confined lumens ／ Dezhong Tong, Zhuonan Hao, Jiyu Li 他
日本語で読む → - 論文位置推定ロボティクス
マニピュレータの自己認識のための小型LiDAR：センサ特性評価と初期位置推定実験
小型ToFセンサ（VL53L5CX）から得られる粗い点群を用いて、ロボット作業空間内の対象物を位置推定する手法を提案し、センサモデルを確率論的に構築してパーティクルフィルタで評価した。
原題: Tiny LiDARs for Manipulator Self-Awareness: Sensor Characterization and Initial Localization Experiments ／ Giammarco Caroleo, Alessandro Albini, Daniele De Martini 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
InfoFusionコントローラ：相互情報量に基づくInformed TRRT*とPure Pursuit・MPC融合による経路計画強化
都市環境での自動運転向けに、大域的計画にInformed-TRRT*、局所的計画にMPCとPure Pursuitを相互情報量で融合する経路計画手法を提案し、安全性・安定性・効率を向上させた。
原題: InfoFusion Controller: Informed TRRT Star with Mutual Information based on Fusion of Pure Pursuit and MPC for Enhanced Path Planning ／ Seongjun Choi, Youngbum Kim, Nam Woo Kim 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ES-Parkour: 生体模倣イベントカメラとスパイキングニューラルネットワークによる高度なロボットパルクール
イベントカメラとスパイキングニューラルネットワーク(SNN)を組み合わせ、四足ロボットのパルクールを従来のANNベース手法より88.3%少ない消費電力で実現した研究。
原題: ES-Parkour: Advanced Robot Parkour with Bio-inspired Event Camera and Spiking Neural Network ／ Qiang Zhang, Jiahang Cao, Jingkai Sun 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
未知環境における未知数の発生源を探索する分散マルチロボットフレームワークDIAS
発生源の数が未知でロボット数より多い場合でも、探索と活用を切り替えるハイブリッド制御とボロノイ分割・ガウス過程回帰により、複数ロボットで効率的に発生源を特定する分散探索手法を提案。
原題: Distributed Multi-robot Source Seeking in Unknown Environments with Unknown Number of Sources ／ Lingpeng Chen, Siva Kailas, Srujan Deolasee 他
日本語で読む → - 論文SLAMデータセットロボティクス
M2UD: 地上ロボット向けのマルチモーダル・マルチシナリオ不整地SLAMデータセット
都市や野原、長い廊下など多様な不整地環境と悪天候下で収集した地上ロボット用SLAMデータセットを構築し、RTKによる高精度な正解位置と精度・効率を考慮した新しい評価指標を提案した。
原題: M2UD: A Multi-model, Multi-scenario, Uneven-terrain Dataset for Ground Robot with Localization and Mapping Evaluation ／ Yanpeng Jia, Shiyi Wang, Shiliang Shao 他
日本語で読む → - 論文ロボットミドルウェアロボティクス
HyperGraph ROS: 計算ハイパーグラフに基づくハイブリッド並列コンピューティング向けオープンソースロボットOS
プロセス内・プロセス間・デバイス間の通信を計算ハイパーグラフに統合し、TBBとZeroMQを動的に切り替えて効率的な並列実行を実現するオープンソースのロボットOSを提案した。
原題: HyperGraph ROS: An Open-Source Robot Operating System for Hybrid Parallel Computing based on Computational HyperGraph ／ Shufang Zhang, Jiazheng Wu, Jiacheng He 他
日本語で読む → - 論文把持/表面再構成ロボティクス
NeuGrasp: 背景事前分布を活用した素材非依存の物体把持検出のための汎化可能なニューラル表面再構成
透明・鏡面物体でも把持できるよう、背景事前分布とTransformerを組み合わせて多視点から物体表面を再構成する手法を提案し、実機・シミュレーションで従来法を上回る把持性能を示した。
原題: NeuGrasp: Generalizable Neural Surface Reconstruction with Background Priors for Material-Agnostic Object Grasp Detection ／ Qingyu Fan, Yinghao Cai, Chao Li 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
好奇心誘導拡散モデル：信頼性のための拡散モデルガイド
模倣政策の幻覚を抑えるため、好奇心モジュールで拡散モデルを誘導し、訓練データに沿った信頼性の高い行動を生成する手法を提案。
原題: Curiosity-Diffuser: Curiosity Guide Diffusion Models for Reliability ／ Zihao Liu, Xing Liu, Yuhang Dong 他
日本語で読む → - 論文VLAAI
グラフ接地型LLM：グラフ関数呼び出しによる幻覚の抑制
LLMにグラフライブラリの関数呼び出しを組み合わせることで、グラフ関連タスクにおける幻覚を減らし数学的正確性を高める手法を提案し、災害救助支援への応用も示した。
原題: Graph-Grounded LLMs: Leveraging Graphical Function Calling to Minimize LLM Hallucinations ／ Piyush Gupta, Sangjae Bae, David Isele
日本語で読む → - 論文ロバスト推定画像認識
ロバストPerspective-n-Lines問題に現れる2つの球面関数の区間解析
ロバストなPerspective-n-Lines問題の大域解を得るための次元削減手法に関連して現れる2つの球面関数を区間解析し、理論的結果を証明と数値実験で検証した。
原題: Inteval Analysis for two spherical functions arising from robust Perspective-n-Lines problem ／ Xiang Zheng, Haodong Jiang, Junfeng Wu
日本語で読む → - 論文3D生成/拡散モデルcs.GR
海の果てまで無限に続くリーグ：潜在フラクタル拡散モデルによるフォトリアルな3D海底地形生成
海底探査ロボットの実画像から3D形状と意味情報を抽出し、フラクタル潜在表現で条件付けした拡散モデルでRGBD海底画像を生成、3DGSで統合することでフォトリアルな大規模海底シーンを生成する手法DreamSeaを提案。
原題: Infinite Leagues Under the Sea: Photorealistic 3D Underwater Terrain Generation by Latent Fractal Diffusion Models ／ Tianyi Zhang, Weiming Zhi, Joshua Mangelson 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
手装着型デモインターフェースを用いた実行可能性を考慮した観察からの模倣学習
人間のデモがロボットにとって実行可能かを事前学習済みの順・逆動力学モデルで評価し、視覚フィードバックで提示するとともに学習時の重み付けに用いることで、模倣学習のデータ効率と頑健性を高める手法を提案した。
原題: Feasibility-aware Imitation Learning from Observations through a Hand-mounted Demonstration Interface ／ Kei Takahashi, Hikaru Sasaki, Takamitsu Matsubara
日本語で読む → - 論文自動運転/点群処理画像認識
SemanticFlow: 動的環境におけるシーンフロー予測とインスタンスセグメンテーションを同時に行う自己教師ありフレームワーク
動的な交通シーンにおいて、点群のシーンフロー予測とインスタンスセグメンテーションを同時に実行するマルチタスクフレームワークを提案し、自己教師あり学習で高精度かつ効率的な認識を実現した。
原題: SemanticFlow: A Self-Supervised Framework for Joint Scene Flow Prediction and Instance Segmentation in Dynamic Environments ／ Yinqi Chen, Meiying Zhang, Qi Hao 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
MatchMaker: ロボット組立のための組立アセット自動生成
干渉するアセットペアをシミュレーション可能なペアに変換し、単一アセットから嵌合する相手を生成し、接触面を侵食して現実的な部品を作るパイプラインを提案。生成データは多様性と組立スキル学習の有効性で従来手法を上回る。
原題: MatchMaker: Automated Asset Generation for Robotic Assembly ／ Yian Wang, Bingjie Tang, Chuang Gan 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
離散時間ハイブリッドオートマタ学習：脚式ロコモーションとスケートボードの融合
軌道分割やイベント関数なしでモード切替を学習する枠組みDHALを提案し、強化学習に組み込んで四足ロボットのスケートボードという難タスクを実現した。
原題: Discrete-Time Hybrid Automata Learning: Legged Locomotion Meets Skateboarding ／ Hang Liu, Sangli Teng, Ben Liu 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
KiteRunner: UAVマッピングを用いた言語駆動型協調的局所・大域ナビゲーション方策
UAVのオルソフォトで大域的な確率マップを作り、拡散モデルで局所経路を生成し、CLIPやGPTで自然言語指示を解釈する屋外長距離ナビゲーション手法を提案した。
原題: KiteRunner: Language-Driven Cooperative Local-Global Navigation Policy with UAV Mapping in Outdoor Environments ／ Shibo Huang, Chenfan Shi, Jian Yang 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
大規模言語モデルが実現する汎用空中知能エージェント
LLM推論とロボット自律性を機体上で統合し、通信が制限された環境でもオープンワールドのタスクを実行できる空中知能エージェントを開発した。
原題: General-Purpose Aerial Intelligent Agents Empowered by Large Language Models ／ Ji Zhao, Xiao Lin
日本語で読む → - 論文自動運転シミュレーションロボティクス
TeraSim: 生成シミュレーションで自動運転車の未知の危険事象を発見する
自動運転車の安全性評価のため、多様な安全クリティカルな交通事象を生成し、衝突率などの統計的性能指標を推定できるオープンソースの高忠実度交通シミュレーションプラットフォームを提案した。
原題: TeraSim: Uncovering Unknown Unsafe Events for Autonomous Vehicles through Generative Simulation ／ Haowei Sun, Xintao Yan, Zhijie Qiao 他
日本語で読む → - 論文3D再構成ロボティクス
楕円体事前分布とニューラル残差によるシーン全体の符号付き方向距離関数の学習
視点方向に依存する符号付き距離関数（SDDF）を提案し、楕円体の明示的事前分布とニューラル残差を組み合わせてシーン全体を高精度かつ効率的に再構成する手法を開発した。
原題: Learning Scene-Level Signed Directional Distance Function with Ellipsoidal Priors and Neural Residuals ／ Zhirui Dai, Hojoon Shin, Yulun Tian 他
日本語で読む → - 論文経路追従ロボティクス
Simplexアーキテクチャによる安全な経路追従
強化学習コントローラと高信頼性コントローラをSimplexアーキテクチャで組み合わせ、安全性を保ちながら適応性と性能を両立する経路追従手法を提案した。
原題: Towards Safe Path Tracking Using the Simplex Architecture ／ Georg Jäger, Nils-Jonathan Friedrich, Hauke Petersen 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
視覚を超えて：ロボットデータ収集のための拡張現実における力覚フィードバックの調査
XR環境でのロボットデータ収集において、力覚フィードバックがタスク性能とユーザー体験に与える影響をユーザー研究で調査し、高精度操作で特に有効であることを示した。
原題: Beyond Visuals: Investigating Force Feedback in Extended Reality for Robot Data Collection ／ Xueyin Li, Xinkai Jiang, Philipp Dahlinger 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
ロボット長期的強化学習における事前学習済みベイズノンパラメトリック知識事前分布
ディリクレ過程混合モデルを用いて多様なスキルをノンパラメトリックに事前学習し、長期的なロボット操作タスクの強化学習を効率化する手法を提案した。
原題: Pretrained Bayesian Non-parametric Knowledge Prior in Robotic Long-Horizon Reinforcement Learning ／ Yuan Meng, Xiangtong Yao, Kejia Chen 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
接触ベースの把持制御と逆運動学による五指ロボットハンド
PyBulletとDexHand v2を用い、接触点最適化と力閉包検証を組み合わせた五指ロボットハンドの把持制御手法を実装・評価した。
原題: Contact-based Grasp Control and Inverse Kinematics for a Five-fingered Robotic Hand ／ Robinson Umeike
日本語で読む → - 論文自律探索ロボティクス
DART: 未知環境の効率的な探索のための二段階自律ロボットトポロジー
未知環境を探索するロボット向けに、低レベルと高レベルのトポロジカルグラフを組み合わせて凸領域の探索漏れを防ぎ、局所人工ポテンシャル場で制御する手法を提案した論文。
原題: DART: Dual-level Autonomous Robotic Topology for Efficient Exploration in Unknown Environments ／ Qiming Wang, Yulong Gao, Yang Wang 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
DVM-SLAM: マルチエージェント向け分散型単眼視覚SLAM
低コストな単眼カメラのみを用いて複数エージェントが分散協調して自己位置推定と地図構築を行う、初のオープンソース分散型単眼C-SLAMシステムを提案した。
原題: DVM-SLAM: Decentralized Visual Monocular Simultaneous Localization and Mapping for Multi-Agent Systems ／ Joshua Bird, Jan Blumenkamp, Amanda Prorok
日本語で読む → - 論文マルチモーダル認識画像認識
海上マルチシーン認識のための軽量マルチモーダルAIフレームワーク
画像・テキスト・分類ベクトルを統合したマルチモーダルAIで海上シーンを高精度認識し、量子化により軽量化して自律表面車両への実装を可能にした。
原題: Lightweight Multimodal Artificial Intelligence Framework for Maritime Multi-Scene Recognition ／ Xinyu Xi, Hua Yang, Shentai Zhang 他
日本語で読む → - 論文MPC/迎撃ロボティクス
動的目標迎撃のための可変時間ステップMPCによる俊敏なマルチロータUAV
可変時間ステップを予測ホライズン長と連動させることで、計算負荷を抑えつつ長区間の計画と目標近傍での高密度な機動を両立するMPC手法を提案し、動的目標迎撃における解品質を向上させた。
原題: Variable Time-Step MPC for Agile Multi-Rotor UAV Interception of Dynamic Targets ／ Atharva Ghotavadekar, František Nekovář, Martin Saska 他
日本語で読む → - 論文連続体ロボットロボティクス
変位駆動型連続体ロボット：関節空間抽象化の拡張
変位駆動型連続体ロボットの抽象化を再検討し、長さ伸長とねじれを加えた拡張を提案。各拡張に対する関節値から多様体の局所座標への写像を提供し、そのコンパクト性と線形性を示した。
原題: Displacement-Actuated Continuum Robots: A Joint Space Abstraction ／ Reinhard M. Grassmann, Jessica Burgner-Kahrs
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