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: 2025/2/1 ／ 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 →- 論文トポロジカル解析math.AT
誘導マッチング距離：ロボティクス応用に向けた新たなトポロジカル計量
エージェントの軌跡を動的時間伸縮法と0次パーシステントホモロジーで解析し、軌跡群の時間変化を追跡する新たなトポロジカル距離を提案した論文。
原題: The Induced Matching Distance: A Novel Topological Metric with Applications in Robotics ／ Javier Perera-Lago, Álvaro Torras-Casas, Jérôme Guzzi 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習AI
定常遷移系に基づく差別化報酬によるマルチエージェント協調意思決定の強化学習
交通流の状態遷移勾配を報酬設計に組み込む差別化報酬法を提案し、MAPPOやMADQNなどの強化学習アルゴリズムでマルチ車両協調運転の学習効率と性能を向上させた。
原題: A Differentiated Reward Method for Reinforcement Learning based Multi-Vehicle Cooperative Decision-Making Algorithms ／ Ye Han, Lijun Zhang, Dejian Meng 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 → - 論文マニピュレーション制御
ロボットマニピュレータのチャタリングレス高速有限時間スライディングモード制御
3自由度ロボットアームに対し、改良型スライディング面とリアプノフ解析を用いてチャタリングを抑えつつ有限時間で軌道追従を達成する高速端末スライディングモード制御を提案し、従来法より高精度・高速収束を示した。
原題: Fast Finite-Time Sliding Mode Control for Chattering-Free Trajectory Tracking of Robotic Manipulators ／ Momammad Ali Ranjbar
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
神経経路の解剖学的整合に基づく脳模倣型知覚・意思決定運転モデル
脳模倣の知覚と意思決定技術を組み合わせた自動運転フレームワークを提案し、複雑な交通環境での解釈性と堅牢性を高め、エンドツーエンドの自動運転を実現した。
原題: A Brain-Inspired Perception-Decision Driving Model Based on Neural Pathway Anatomical Alignment ／ Haidong Wang, Pengfei Xiao, Ao 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
敵対的協調型異種エージェント強化学習による巧みな両手キャッチ技能の学習
投げるエージェントと両手で受けるエージェントを敵対的に競わせる異種エージェント強化学習で、多様な物体を両手で巧みにキャッチする技能を獲得させた研究。
原題: Learning Dexterous Bimanual Catch Skills through Adversarial-Cooperative Heterogeneous-Agent Reinforcement Learning ／ Taewoo Kim, Youngwoo Yoon, Jaehong Kim
日本語で読む → - 論文制御×強化学習制御
深層Expected Sarsaと非線形時間差分学習を用いた収束型NMPCベース強化学習
NMPCの最適重みを強化学習で学習する手法を提案し、ニューラルネットで行動価値関数を近似して計算負荷を半減、さらに勾配時間差分法でパラメータの発散を防ぎ安定収束を実現した。
原題: Convergent NMPC-based Reinforcement Learning Using Deep Expected Sarsa and Nonlinear Temporal Difference Learning ／ Amine Salaje, Thomas Chevet, Nicolas Langlois
日本語で読む → - 論文自動運転計画ロボティクス
整合性モデルによる自動運転の予測プランナー
整合性モデルを用いて自車と周囲エージェントの軌道を同時生成し、ADMMに着想を得たオンライン誘導サンプリングで複数制約を満たすリアルタイム予測プランナーを提案した。
原題: Predictive Planner for Autonomous Driving with Consistency Models ／ Anjian Li, Sangjae Bae, David Isele 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
RobotMover: 人間のデモンストレーションから大型物体の移動を学習
人間と物体のインタラクションデモから模倣学習し、シミュレーションで訓練したポリシーで実機ロボットが椅子やテーブルなどの大型物体を移動できるシステムを開発した。
原題: RobotMover: Learning to Move Large Objects From Human Demonstrations ／ Tianyu Li, Joanne Truong, Jimmy Yang 他
日本語で読む → - 論文教育・共有自律性ロボティクス
共有自律性による近接発達領域に基づく個別指導
共有自律性を活用して学生の近接発達領域を推定し、個別化されたカリキュラムを設計するZ-COACHを提案し、自動運転シミュレータでの高速レース指導で有効性を示した。
原題: Shared Autonomy for Proximal Teaching ／ Megha Srivastava, Reihaneh Iranmanesh, Yuchen Cui 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
VL-Explore: モバイルロボットによるゼロショット視覚言語探索と目標発見
CLIPを用いて未知環境で地図や目標知識なしに探索と目標発見を同時に行うナビゲーションパイプラインを提案し、UGV「Open Rover」で実世界評価した。
原題: VL-Explore: Zero-shot Vision-Language Exploration and Target Discovery by Mobile Robots ／ Yuxuan Zhang, Adnan Abdullah, Sanjeev J. Koppal 他
日本語で読む → - 論文点群位置合わせロボティクス
ロバストな部分-全体点群位置合わせのための直接半網羅的探索法
対応点を必要とせず、GPU並列化を活かした半網羅的探索で点群の剛体変換を直接最適化し、部分-全体位置合わせを高精度かつロバストに行う手法を提案。
原題: A Direct Semi-Exhaustive Search Method for Robust, Partial-to-Full Point Cloud Registration ／ Richard Cheng, Chavdar Papozov, Dan Helmick 他
日本語で読む → - 論文ロボティクス/リサイクル自動化ロボティクス
iTrash: 自動分別・処理を促すトークン報酬インセンティブ
オフィス向けの知能ゴミ箱iTrashを提案し、5日間の実験で従来比30%以上のリサイクル効率向上を確認。ブロックチェーンによるトークン報酬でリサイクルを促す仕組みも検討した。
原題: iTrash: Incentivized Token Rewards for Automated Sorting and Handling ／ Pablo Ortega, Eduardo Castelló Ferrer
日本語で読む → - 論文軌道予測機械学習
Co-MTP: 自動運転のためのマルチ時間融合協調軌道予測フレームワーク
V2Xを活用し、過去と未来の両方の時間領域でエージェント間の相互作用を捉える協調軌道予測フレームワークを提案。実世界データセットで最先端性能を達成。
原題: Co-MTP: A Cooperative Trajectory Prediction Framework with Multi-Temporal Fusion for Autonomous Driving ／ Xinyu Zhang, Zewei Zhou, Zhaoyi Wang 他
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 → - 論文ドローン/経路計画/DRL/sim2realロボティクス
AgilePilot: 物体検出を活用した動的環境におけるリアルタイム経路計画のためのDRLベースドローンエージェント
深層強化学習とリアルタイム物体検出を組み合わせ、動的環境でドローンが安全かつ敏捷に飛行する経路計画手法を提案し、実機で90%の成功率を達成した。
原題: AgilePilot: DRL-Based Drone Agent for Real-Time Motion Planning in Dynamic Environments by Leveraging Object Detection ／ Roohan Ahmed Khan, Valerii Serpiva, Demetros Aschalew 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 → - 論文ソフトロボティクス/生体模倣ロボティクス
多分割プローブの往復挿入における力学的相互作用と軟組織変形のモデル化
産卵するハチの往復運動を模した多分割プローブを開発し、軟組織への挿入時の力と変形をモデル化・実験解析した。往復運動により直接挿入よりピーク力と変位が約2割低減することを示した。
原題: Force interaction, modeling and soft tissue deformation during reciprocating insertion of multi-part probe ／ Tassanai Parittotokkaporn, Matthew Oldfield, Luca Frasson 他
日本語で読む → - 論文人間動作予測ロボティクス
AToM: 長期的な人間-ロボットインタラクションにおける適応的な心の理論に基づく人間動作予測
心の理論に基づき、ゲーム理論モデルとアンセンテッドカルマンフィルタを用いて人間の内部信念を推定し、長期的な人間-ロボットインタラクションにおける人間の動作を適応的に予測する手法を提案。
原題: AToM: Adaptive Theory-of-Mind-Based Human Motion Prediction in Long-Term Human-Robot Interactions ／ Yuwen Liao, Muqing Cao, Xinhang Xu 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
限られた視野の深度センサを用いた脚式外骨格のオドメトリ
脚式外骨格に搭載した狭視野の深度カメラと固有受容感覚をEKFとICPで融合し、ドリフトを抑えつつ高精度な地形マップを生成するオドメトリ手法を提案した。
原題: Leg Exoskeleton Odometry using a Limited FOV Depth Sensor ／ Fabio Elnecave Xavier, Matis Viozelange, Guillaume Burger 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
視線情報と動作ボトルネックによるロボットマニピュレーションの学習済みスキルの再利用性向上
視線情報と動作のボトルネックを活用し、実演データから学習した操作スキルを未知の状況でも高い成功率で再利用できる模倣学習アルゴリズムGazeBotを提案した。
原題: Enhancing Reusability of Learned Skills for Robot Manipulation via Gaze Information and Motion Bottlenecks ／ Ryo Takizawa, Izumi Karino, Koki Nakagawa 他
日本語で読む → - 論文社会受容・HRIロボティクス
サービスロボットに対する社会態度：愛好・嫌悪・無関心・曖昧
多国籍・実世界データ（約9万人）を分析し、サービスロボットへの態度が「愛好・嫌悪・無関心・曖昧」の4類型に安定して分かれることを示し、各類型が接客後の不安や満足度を予測することを明らかにした。
原題: Societal Attitudes Toward Service Robots: Adore, Abhor, Ignore, or Unsure? ／ V. Yoganathan, V. -S. Osburg, A. Fronzetti Colladon 他
日本語で読む → - 論文VLAAI
ImitDiff: 基盤モデルの事前知識を転移した妨害に頑健な視覚運動模倣ポリシー
視覚言語基盤モデルで指示をピクセル単位の意味マスクに変換し、二重解像度の知覚と拡散トランスフォーマで妨害に強い模倣学習ポリシーを実現した。
原題: ImitDiff: Transferring Foundation-Model Priors for Distraction Robust Visuomotor Policy ／ Yuhang Dong, Haizhou Ge, Yupei Zeng 他
日本語で読む → - 論文物理シミュレーション/メタ学習機械学習
MetaSym: 物理的知能のためのシンプレクティック・メタ学習フレームワーク
シンプレクティックな帰納バイアスとメタアテンションを組み合わせ、物理不変量を保ちながら少数データで適応できる深層学習フレームワークを提案し、実機ドローンのダイナミクスでも検証した。
原題: MetaSym: A Symplectic Meta-learning Framework for Physical Intelligence ／ Pranav Vaidhyanathan, Aristotelis Papatheodorou, Mark T. Mitchison 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
表現学習とReal2Sim2Real転送による創発的なロボット群行動の発見と展開
自己教師あり表現学習と新規性探索を組み合わせ、シミュレーション上でロボット群の創発行動を自動発見し、実機へ直接転送する手法を提案した。
原題: Discovery and Deployment of Emergent Robot Swarm Behaviors via Representation Learning and Real2Sim2Real Transfer ／ Connor Mattson, Varun Raveendra, Ricardo Vega 他
日本語で読む → - 論文強化学習/経路計画機械学習
深層強化学習による短時間高高度気球の季節別定位置保持
深層Q学習を用いて、季節ごとに変化する風環境下で短時間高高度気球を目標領域に留める経路計画を訓練・評価し、予報スコアで風の多様性と成功率の関係を分析した。
原題: Seasonal Station-Keeping of Short Duration High Altitude Balloons using Deep Reinforcement Learning ／ Tristan K. Schuler, Chinthan Prasad, Georgiy Kiselev 他
日本語で読む → - 論文水中オドメトリロボティクス
DeepVL：動力学と慣性計測に基づく水中オドメトリのための深層速度学習
水中ロボットの機体中心速度を、慣性センサ・モータ指令・バッテリ電圧からリカレントニューラルネットワークで推定し、拡張カルマンフィルタと統合することで、視覚情報が乏しい環境でも高精度なオドメトリを実現する手法を提案。
原題: DeepVL: Dynamics and Inertial Measurements-based Deep Velocity Learning for Underwater Odometry ／ Mohit Singh, Kostas Alexis
日本語で読む → - 論文接触シミュレーションロボティクス
ロボット多接触シミュレーションのための拡張ラグランジュ法の変種
多接触非線形相補性問題を解くため、拡張ラグランジュ法に基づく2つの新しいソルバー（CANALとSubADMM）を提案し、精度・速度・並列性を評価した。
原題: Variations of Augmented Lagrangian for Robotic Multi-Contact Simulation ／ Jeongmin Lee, Minji Lee, Sunkyung Park 他
日本語で読む → - 論文制御ロボティクス
自律ヘリコプターの空中給油：制御器設計と性能保証
プローブ先端の位置・速度をフィードバックに組み込んだ外側ループ制御器を提案し、ドローグの不確実性に対するドッキング性能の解析的保証を導出、UH60モデルで検証した。
原題: Autonomous helicopter aerial refueling: controller design and performance guarantees ／ Damsara Jayarathne, Santiago Paternain, Sandipan Mishra
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