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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: 2025/2/1 ／ 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 →- 論文安全強化学習機械学習
非線形システム制御のための安全な継続強化学習手法の設計
継続強化学習と安全強化学習を組み合わせ、非線形・非定常システムで安全性を保ちながら過去の知識を保持するための報酬整形手法を検討した論文。
原題: On the Design of Safe Continual RL Methods for Control of Nonlinear Systems ／ Austin Coursey, Marcos Quinones-Grueiro, Gautam Biswas
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
歩行者と車両の軌道に基づく構造化環境と非構造化環境の特徴付け
歩行者と車両の軌道データセットを速度や軌道変動性などの特徴量で比較し、K-meansクラスタリングと一般化線形モデルを用いて構造化環境と非構造化環境を定量的に区別する指標を提案した。
原題: Characterizing Structured versus Unstructured Environments based on Pedestrians' and Vehicles' Motion Trajectories ／ Mahsa Golchoubian, Moojan Ghafurian, Nasser Lashgarian Azad 他
日本語で読む → - 論文医療ロボット/群制御ロボティクス
磁気ミリロボットのコンボイが低侵襲手術用内視鏡器具を輸送
滑りやすい生体表面でも高い推進力を発揮する足を持つミリロボット群を連結し、磁場で制御して長く重い医療器具を細い管腔内で輸送し、胆道閉塞の電気焼灼治療を実現した。
原題: A convoy of magnetic millirobots transports endoscopic instruments for minimally-invasive surgery ／ Moonkwang Jeon, Xiangzhou Tan, Felix Fischer 他
日本語で読む → - 論文自動運転予測ロボティクス
脳に着想を得たスパイキングニューラルネットワークによる展開しやすい車線変更意図予測
スパイキングニューラルネットワークを用いて車両の車線変更意図を予測し、精度を保ちつつ学習時間を75%短縮、メモリ使用量を99.9%削減した。
原題: Deployment-friendly Lane-changing Intention Prediction Powered by Brain-inspired Spiking Neural Networks ／ Shuqi Shen, Junjie Yang, Hui Zhong 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
FusionForce：軌道予測のためのエンドツーエンド微分可能なニューロシンボリック層
カメラやLiDARから不整地でのロボット軌道を予測するため、学習可能な力予測と微分可能な物理エンジンを組み合わせたニューロシンボリックモデルを提案。古典力学を課すことで分布外汎化とsim-to-realギャップを改善する。
原題: FusionForce: End-to-end Differentiable Neural-Symbolic Layer for Trajectory Prediction ／ Ruslan Agishev, Karel Zimmermann
日本語で読む → - 論文3D復元画像認識
移動ロボットによる多視点光度ステレオ
移動ロボット上で多視点光度ステレオを実現するため、逐次的な表面法線・深度・不確かさ予測と最適化による高精度3D復元手法を提案した。
原題: Mobile Robotic Multi-View Photometric Stereo ／ Suryansh Kumar
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
人間の手からロボットアームへ：遠隔操作のための運動スキル具現化に関する研究
人間の腕のジェスチャーから冗長自由度ロボットマニピュレータを遠隔操作するシステムを提案。GRUベースの変分オートエンコーダで関節運動を潜在表現し、人間の腕の動きをリアルタイムにマニピュレータ軌道へ変換する。
原題: From Human Hands to Robotic Limbs: A Study in Motor Skill Embodiment for Telemanipulation ／ Haoyi Shi, Mingxi Su, Ted Morris 他
日本語で読む → - 論文変形可能物体操作ロボティクス
NMPC生成デモンストレーションを用いた深層強化学習によるロボットの変形可能物体操作
NMPCで生成したデモンストレーションを活用した強化学習アルゴリズムHGCR-DDPGを提案し、布の折り畳みや平坦化タスクで高い成功率を達成した。
原題: Robot Deformable Object Manipulation via NMPC-generated Demonstrations in Deep Reinforcement Learning ／ Haoyuan Wang, Zihao Dong, Hongliang Lei 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
DexVLA: 汎用ロボット制御のためのプラグイン拡散エキスパートを備えた視覚言語モデル
拡散ベースのアクションエキスパートをVLAモデルに組み込み、身体カリキュラム学習で効率的に訓練することで、多様なロボット身体での複雑な長期的タスクを実現した。
原題: DexVLA: Vision-Language Model with Plug-In Diffusion Expert for General Robot Control ／ Junjie Wen, Yichen Zhu, Jinming Li 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
可動物体間における接触を考慮した動作計画
ロボットと可動物体の接触を相補性制約として最適化に組み込み、接触を許容する動作計画手法を提案し、物体間ナビゲーションと再配置タスクの成功率を向上させた。
原題: Contact-Aware Motion Planning Among Movable Objects ／ Haokun Wang, Qianhao Wang, Fei Gao 他
日本語で読む → - 論文自動運転/測位ロボティクス
コネクテッド自動運転車におけるインテグリティ監視の役割：現状と今後の方向性
コネクテッド自動運転車の位置推定におけるインテグリティ監視技術の現状をレビューし、V2X協調測位における研究ギャップと今後の方向性を明らかにした。
原題: The Role of Integrity Monitoring in Connected and Automated Vehicles: Current State-of-Practice and Future Directions ／ Saswat Priyadarshi Nayak, Matthew Barth
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
モデルフリー制約付き強化学習による移動マニピュレータの動的物体ゴール押し込み
四脚ロボットに搭載したアームで、未知の物体を押して目標位置・姿勢へ移動させる制約付き強化学習制御器を開発し、実機で高いロバスト性を示した。
原題: Dynamic object goal pushing with mobile manipulators through model-free constrained reinforcement learning ／ Ioannis Dadiotis, Mayank Mittal, Nikos Tsagarakis 他
日本語で読む → - 論文自動運転/トポロジー推論画像認識
SMART: 運転トポロジー推論のためのスケーラブルな地図事前分布の進展
SD地図と衛星画像から地図事前分布モデルを学習し、センサー構成に依存せずスケーラブルな車線トポロジー推論を実現する手法を提案。OpenLane-V2で最大28%の改善。
原題: SMART: Advancing Scalable Map Priors for Driving Topology Reasoning ／ Junjie Ye, David Paz, Hengyuan 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
エンドエフェクタ軌道追従のためのいつでも計画法
グラフベースの軌道追従アルゴリズムをいつでも計画法に適応させ、ガイドパスを特定してサンプリングを偏らせることで効率と有効性を高めるフレームワークを提案し、2つの既存手法を再構築して3つの実験で評価した。
原題: Anytime Planning for End-Effector Trajectory Tracking ／ Yeping Wang, Michael Gleicher
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
動的屋内環境におけるロボットナビゲーションのための微分可能な複合ニューラル符号付距離場
RGB-Dセンサのみを用い、複数のニューラルSDFを合成して動的屋内環境での軌道最適化を行う二段階ナビゲーション手法を提案し、iGibson 2.0で98%の成功率を達成した。
原題: Differentiable Composite Neural Signed Distance Fields for Robot Navigation in Dynamic Indoor Environments ／ S. Talha Bukhari, Daniel Lawson, Ahmed H. Qureshi
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
幾何特徴の乏しい環境における粒子フィルタLiDAR SLAMの退化防止手法
幾何特徴が少ない環境で粒子フィルタSLAMの精度が低下する問題に対し、深層学習による退化検出と適応的な姿勢最適化で対処する手法を提案した。
原題: Anti-Degeneracy Scheme for Lidar SLAM based on Particle Filter in Geometry Feature-Less Environments ／ Yanbin Li, Wei Zhang, Zhiguo Zhang 他
日本語で読む → - 論文水中ナビゲーションロボティクス
ガウス過程回帰による水中ナビゲーションの高精度化
DVLの速度推定に多出力ガウス過程回帰を用い、不確かさを考慮した適応的EKFで水中航法精度を約20%改善した。
原題: Gaussian Process Regression for Improved Underwater Navigation ／ Nadav Cohen, Itzik Klein
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
多様な移動を実現する統合型ヒューマノイド全身コントローラ
歩行・跳躍・ホッピングなど多様な歩容をパラメータ調整可能に生成し、上半身操作との統合も可能にするヒューマノイド全身制御ポリシーHugWBCを提案した。
原題: A Unified and General Humanoid Whole-Body Controller for Versatile Locomotion ／ Yufei Xue, Wentao Dong, Minghuan Liu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
CPGに基づく多モジュール折り紙ロボット表面によるマニピュレーション
折り紙ロボット表面「Ori-Pixel」を多モジュール化し、CPGベースの動作生成とシミュレーション最適化を組み合わせて、大きさや硬さが異なる物体を操作する枠組みを提案した。
原題: CPG-Based Manipulation with Multi-Module Origami Robot Surface ／ Yuhao Jiang, Serge El Asmar, Ziqiao Wang 他
日本語で読む → - 論文物理的ヒューマンロボット協調ロボティクス
人間同士のデモンストレーションから学ぶ人間らしいロボットインピーダンス調整スキル
人間同士の協調デモからEMGと動作データを用いてインピーダンスプロファイルと参照軌道を抽出し、LSTMでタスク指向のインピーダンス調整方策を学習、全身インピーダンス制御で実装する枠組みを提案。
原題: Human-Like Robot Impedance Regulation Skill Learning from Human-Human Demonstrations ／ Chenzui Li, Xi Wu, Yiming Chen 他
日本語で読む → - 論文センサ融合ロボティクス
光学・音響・圧力センサ融合による水中リーダー機の学習ベース位置推定
光学・音響・圧力の3種類のセンサを深層学習で融合し、水中マルチビークル群におけるリーダー機の位置を高精度に推定する手法を提案した。
原題: Learning-Based Leader Localization for Underwater Vehicles With Optical-Acoustic-Pressure Sensor Fusion ／ Mingyang Yang, Zeyu Sha, Feitian Zhang
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
汎用身体性エージェントのための視覚言語事前学習における順序性と連続性の証明可能な学習
人間の行動動画から視覚言語表現を事前学習する際に、目標到達に基づく時間対比学習ではなく、フレーム間の意味的差異とブラウン橋制約を用いて順序性と連続性を学習するAcTOLを提案し、模倣学習実験で操縦タスクの性能と指示スタイルへの頑健性を向上させた。
原題: Provable Ordering and Continuity in Vision-Language Pretraining for Generalizable Embodied Agents ／ Zhizhen Zhang, Lei Zhu, Zhen Fang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
押す・まとめる・掴むを学習：複数物体配送のための拡散ポリシー手法
遠隔操作で収集した専門家デモから拡散ポリシーを学習し、物体を押してまとめて同時に掴む複数物体配送を実現する模倣学習手法を提案した。
原題: Learning to Push, Group, and Grasp: A Diffusion Policy Approach for Multi-Object Delivery ／ Takahiro Yonemaru, Weiwei Wan, Tatsuki Nishimura 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
学習に基づく動的なロボットから人への受け渡し
人から人への受け渡しの実演データを用いて、受け取り手の動きに合わせて連続的に手渡し動作を生成する学習手法を開発し、動的な受け渡しが静的よりも時間短縮と快適性向上をもたらすことを実証した。
原題: Learning-based Dynamic Robot-to-Human Handover ／ Hyeonseong Kim, Chanwoo Kim, Matthew Pan 他
日本語で読む → - 論文GNSS-視覚-慣性ナビゲーションロボティクス
GS-GVINS: 3Dガウシアンスプラッティングで強化したGNSS-視覚-慣性統合ナビゲーションシステム
3DガウシアンスプラッティングをGNSS・視覚・慣性センサと密結合し、大規模屋外環境でのナビゲーション精度を向上させるシステムを提案した。動的状態に対応するガウシアン枝刈り機構も導入している。
原題: GS-GVINS: A Tightly-integrated GNSS-Visual-Inertial Navigation System Augmented by 3D Gaussian Splatting ／ Zelin Zhou, Saurav Uprety, Shichuang Nie 他
日本語で読む → - 論文オドメトリ/センサフュージョンロボティクス
GaRLIO: 重力を活用したレーダー・LiDAR・慣性オドメトリ
レーダーの直接速度計測を重力推定に活用し、LiDAR点群から動的物体を除去することで、垂直ドリフトを抑えた高精度な状態推定を実現した。
原題: GaRLIO: Gravity enhanced Radar-LiDAR-Inertial Odometry ／ Chiyun Noh, Wooseong Yang, Minwoo Jung 他
日本語で読む → - 論文移動マニピュレーションロボティクス
能動懸架式移動重作業マニピュレータの機構モデリングと非線形最適制御
スクリュー理論と関節体慣性法を用いて能動懸架式移動重作業マニピュレータの解析モデルを構築し、静的・動的安定性指標を最適化する非線形計画問題を解くことで転倒を防ぐ最適安定化制御を実現した。
原題: Mechanic Modeling and Nonlinear Optimal Control of Actively Articulated Suspension of Mobile Heavy-Duty Manipulators ／ Alvaro Paz, Jouni Mattila
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
DreamFLEX: 不整地における異常事態に対応する故障認識型四足歩行制御器の学習
関節故障を推定して歩容をリアルタイムに適応させることで、不整地でも安定して歩ける四足ロボットの耐故障制御器を提案した。
原題: DreamFLEX: Learning Fault-Aware Quadrupedal Locomotion Controller for Anomaly Situation in Rough Terrains ／ Seunghyun Lee, I Made Aswin Nahrendra, Dongkyu Lee 他
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
海洋環境におけるUAVの深層単眼姿勢推定のためのビジョン・イン・ザ・ループ・シミュレーション
ガウススプラッティングで実海域のフォトリアルな仮想環境を構築し、船舶上UAVの深層単眼姿勢推定を屋内で検証できるシミュレーション手法を提案した。
原題: Vision-in-the-loop Simulation for Deep Monocular Pose Estimation of UAV in Ocean Environment ／ Maneesha Wickramasuriya, Beomyeol Yu, Taeyoung Lee 他
日本語で読む → - 論文レーダー慣性オドメトリ/時間同期ロボティクス
オンライン時間キャリブレーションを備えたEKFベースのレーダー慣性オドメトリ
レーダーと慣性センサ間の時間オフセットを拡張カルマンフィルタでオンライン推定しながら自己速度を統合するレーダー慣性オドメトリを提案し、シミュレーションと実データで有効性を示した。
原題: EKF-Based Radar-Inertial Odometry with Online Temporal Calibration ／ Changseung Kim, Geunsik Bae, Woojae Shin 他
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