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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: 2024/11/1 ／ 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 →- 論文動作計画ロボティクス
自動運転車のための2023年CommonRoad動作計画コンペティションの結果
CommonRoadベンチマークを用いた自動運転の動作計画コンペティションを実施し、効率・安全性・快適性・交通ルール遵守の観点から各手法を比較評価した結果を報告した。
原題: Results of the 2023 CommonRoad Motion Planning Competition for Autonomous Vehicles ／ Niklas Kochdumper, Youran Wang, Johannes Betz 他
日本語で読む → - 論文UAV制御ロボティクス
UAV制御におけるDRL代替としてのTangled Program Graphs
深層強化学習の計算コストと説明性の課題に対し、グラフ構造の簡易プログラムで制御するTPGをUAVのLiDARナビゲーションに適用し、有望な結果を示した。
原題: Tangled Program Graphs as an alternative to DRL-based control algorithms for UAVs ／ Hubert Szolc, Karol Desnos, Tomasz Kryjak
日本語で読む → - 論文自動運転/パノプティック知覚画像認識
ZOPP: 自動運転のためのゼロショットオフボードパノプティック知覚フレームワーク
視覚基盤モデルのゼロショット認識能力と点群の3D表現を統合し、自動運転シーンの多様な要素を自動ラベリングするマルチモーダルなパノプティック知覚フレームワークを提案した。
原題: ZOPP: A Framework of Zero-shot Offboard Panoptic Perception for Autonomous Driving ／ Tao Ma, Hongbin Zhou, Qiusheng Huang 他
日本語で読む → - 論文ウェアラブルセンサー/エクソスケルトンロボティクス
コンピュータビジョンを用いたウェアラブルセンサーによる関節運動推定の個人化：股関節エクソスケルトンへの応用
スマホカメラで撮影した1〜2歩行周期のデータを使い、転移学習でウェアラブルセンサーによる関節角度推定モデルを個人適応させるフレームワークを提案。
原題: Personalization of Wearable Sensor-Based Joint Kinematic Estimation Using Computer Vision for Hip Exoskeleton Applications ／ Changseob Song, Bogdan Ivanyuk-Skulskyi, Adrian Krieger 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
高交通量海域における自律水面艇の能動学習を用いた意図認識型障害物回避
障害物の通過意図をLSTMで推定し、その不確実性を能動学習で低減しながら、情報利得と安全性を両立する多目的最適化で自律水面艇の回避行動を計画する手法を提案した。
原題: Active Learning-augmented Intention-aware Obstacle Avoidance of Autonomous Surface Vehicles in High-traffic Waters ／ Mingi Jeong, Arihant Chadda, Alberto Quattrini Li
日本語で読む → - 論文自動運転/軌道予測ロボティクス
自動運転の安全な運動計画のためのインタラクションを考慮した軌道予測：Transformer転移学習アプローチ
Transformerと転移学習を用いて自動運転車と人間運転車の相互作用を考慮した軌道予測器を構築し、不確実性を定量化して運動計画に統合することで安全性を向上させる手法を提案した。
原題: Interaction-Aware Trajectory Prediction for Safe Motion Planning in Autonomous Driving: A Transformer-Transfer Learning Approach ／ Jinhao Liang, Chaopeng Tan, Longhao Yan 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
狭い通路を持つ配置空間の経路計画のための改良RRTアルゴリズム
狭い通路での収束が遅いRRTの弱点を改善し、近傍点の衝突判定で狭路を検出して優先的に探索することで、より短い経路を効率的に計画する手法を提案した。
原題: An Improved Rapidly Exploring Random Tree Algorithm for Path Planning in Configuration Spaces with Narrow Channels ／ Mathew Mithra Noel, Akshay Chawla
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
NAMR-RRT: 動的環境における移動ロボットのためのニューラル適応動作計画
ニューラルネットが生成するヒューリスティック領域を動的に更新しながら探索を誘導するRRTベースの動作計画手法を提案し、動的環境でのナビゲーション効率と成功率を向上させた。
原題: NAMR-RRT: Neural Adaptive Motion Planning for Mobile Robots in Dynamic Environments ／ Zhirui Sun, Bingyi Xia, Peijia Xie 他
日本語で読む → - 論文協調計画ロボティクス
複数不確実性を考慮した自律協調計画
知覚・運動・通信の不確実性を同時に考慮した協調モデル予測制御により、マルチビークルの協調計画を実現するフレームワークを提案し、CARLAで有効性を示した。
原題: Multi-Uncertainty Aware Autonomous Cooperative Planning ／ Shiyao Zhang, He Li, Shengyu Zhang 他
日本語で読む → - 論文嗜好学習ロボティクス
嗜好に基づく報酬関数最適化におけるユーザー体験の向上：支援ロボットへの応用
支援ロボットの嗜好学習でユーザーがランク付けする軌道を生成する際、ユーザー体験を優先するCMA-ES-IGアルゴリズムを提案し、従来手法より直感的で使いやすいことを実証した。
原題: Improving User Experience in Preference-Based Optimization of Reward Functions for Assistive Robots ／ Nathaniel Dennler, Zhonghao Shi, Stefanos Nikolaidis 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
FunGrasp：多様な多指ハンドのための機能的な把持
人間の機能的把持のRGBD画像1枚から手姿勢を推定し、多様なロボットハンドへ転移して強化学習で動的把持を実現するシステム。
原題: FunGrasp: Functional Grasping for Diverse Dexterous Hands ／ Linyi Huang, Hui Zhang, Zijian Wu 他
日本語で読む → - 論文意味マッピング画像認識
SLAMのためのオープンボキャブラリオンライン意味マッピング
RGB-Dフレーム列から3Dセグメントを検出・追跡し、CLIPベクトルで記述するオンライン3D意味マッピング手法を提案。オフライン手法より計算・メモリ効率が良く、SLAMバックボーンと統合してループ閉じ込みを実現。
原題: Open-Vocabulary Online Semantic Mapping for SLAM ／ Tomas Berriel Martins, Martin R. Oswald, Javier Civera
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
FASIONAD：適応的フィードバックを備えた人間らしい自動運転のための高速・低速融合思考システム
「ファスト＆スロー」思考に着想を得て、高速なデータ駆動型経路計画と低速なLLM推論を動的に切り替える自動運転フレームワークを提案し、nuScenes由来の新ベンチマークで最先端性能を達成した。
原題: FASIONAD : FAst and Slow FusION Thinking Systems for Human-Like Autonomous Driving with Adaptive Feedback ／ Kangan Qian, Zhikun Ma, Yangfan He 他
日本語で読む → - 論文MPPIロボティクス
確率的ハイブリッドシステムのためのリスク考慮型MPPI
状態依存の動的切り替えを伴う確率的ハイブリッドシステムに対し、Unscented変換を用いて不確実性を考慮したMPPIを提案し、移動ロボットの動的障害物回避に応用した。
原題: Risk-aware MPPI for Stochastic Hybrid Systems ／ Hardik Parwana, Mitchell Black, Bardh Hoxha 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
LVI-GS: 3Dガウシアンスプラッティングを用いた密結合LiDAR-視覚-慣性SLAM
LiDARとカメラの相補性を活かし、3Dガウシアンスプラッティングで幾何構造と視覚詳細を同時に捉えるリアルタイム写実的マッピングフレームワークを提案。
原題: LVI-GS: Tightly-coupled LiDAR-Visual-Inertial SLAM using 3D Gaussian Splatting ／ Huibin Zhao, Weipeng Guan, Peng Lu
日本語で読む → - 論文エクソスケルトンロボティクス
砂地歩行のための膝エクソスケルトン支援制御
砂地を歩く人間の地面反力を機械学習で推定し、モデル予測剛性制御で膝エクソスケルトンの支援トルクを生成する手法を提案し、筋活動と代謝の低減を実証した。
原題: Assistive Control of Knee Exoskeletons for Human Walking on Granular Terrains ／ Chunchu Zhu, Xunjie Chen, Jingang Yi
日本語で読む → - 論文手術シミュレーションロボティクス
ロボットレーザー手術のための物理エンジンに向けて：熱レーザー組織相互作用の有限要素モデリング
有限要素法を用いてレーザー照射組織の熱応答をシミュレートする計算モデルを提案し、寒天ファントムと鶏肉を用いた実験で平均RMSE 2℃未満の精度を検証した。
原題: Towards a Physics Engine to Simulate Robotic Laser Surgery: Finite Element Modeling of Thermal Laser-Tissue Interactions ／ Nicholas E. Pacheco, Kang Zhang, Ashley S. Reyes 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ロボット群におけるシグナリングと社会的学習
ロボット群の協調を改善するための通信の役割を、分散型の同時学習・実行の枠組みで検討し、情報選択と物理的抽象化を軸とした通信の分類法を提案する。
原題: Signaling and Social Learning in Swarms of Robots ／ Leo Cazenille, Maxime Toquebiau, Nicolas Lobato-Dauzier 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
ロボティクスにおける視覚言語行動モデルの敵対的脆弱性の探究
VLAモデルに対する敵対的パッチ攻撃を提案し、シミュレーションと実環境で最大100%のタスク成功率低下を引き起こすことを示した。
原題: Exploring the Adversarial Vulnerabilities of Vision-Language-Action Models in Robotics ／ Taowen Wang, Cheng Han, James Chenhao Liang 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
ORB-SLAM3AB: 光学フローによるフレーム間マッチングで振動に対抗するORB-SLAM3の拡張
凸凹路面でのSLAM精度低下を防ぐため、特徴点マッチングと光学フローを適応的に組み合わせるORB-SLAM3の改良手法を提案し、LiDARとカメラの新規データセットで評価した。
原題: ORB-SLAM3AB: Augmenting ORB-SLAM3 to Counteract Bumps with Optical Flow Inter-frame Matching ／ Yangrui Dong, Weisheng Gong, Qingyong Li 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
確率的アプローチによるフィードバック制御で多脚ロボットの不整地歩行を改善
多脚ロボットが不整地を速く歩けるよう、生体模倣の縦方向の体幹波動と接地パターンに基づくフィードバック制御を提案し、実験と確率モデルで有効性を示した。
原題: Probabilistic approach to feedback control enhances multi-legged locomotion on rugged landscapes ／ Juntao He, Baxi Chong, Jianfeng Lin 他
日本語で読む → - 論文制御/最適制御制御
ハミルトニアン情報を用いた最適ニューラル制御と状態推定による閉ループ力学系
ハミルトニアン情報を活用したニューラルネットワークベースの最適制御器（Hion）を提案し、ポントリャーギンの最大原理に基づく予測制御と状態推定を実現した。既存のモデル予測制御と比較して優れた最適性と追従性能を示す。
原題: Receding Hamiltonian-Informed Optimal Neural Control and State Estimation for Closed-Loop Dynamical Systems ／ Josue N. Rivera, Dengfeng Sun
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
cHyRRTとcHySST：ハイブリッド力学系のための2つの運動計画ツール
ハイブリッド系の運動計画アルゴリズムHyRRTとHySSTをOMPLベースで実装し、ROS対応のツールとして提供した論文。ピンボールゲームと衝突耐性テンセグリティマルチコプターの例で有効性を示す。
原題: cHyRRT and cHySST: Two Motion Planning Tools for Hybrid Dynamical Systems ／ Beverly Xu, Nan Wang, Ricardo Sanfelice
日本語で読む → - 論文変形物体操作ロボティクス
LUDO: 点群占有関数を用いた変形物体の低遅延理解
単視点の点群から変形物体の内部構造を含む形状を30ms未満で再構成し、不確実性と説明可能性を提供する手法を提案。ロボット穿刺実験で98.9%の成功率を達成。
原題: LUDO: Low-Latency Understanding of Deformable Objects using Point Cloud Occupancy Functions ／ Pit Henrich, Franziska Mathis-Ullrich, Paul Maria Scheikl
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
有限要素シミュレーションとクロスエントロピー法による低侵襲柔軟針操作
リアルタイム有限要素シミュレータとクロスエントロピー法を組み合わせ、電磁トラッキングによるフィードバックを用いた低侵襲柔軟針の操作手法を提案し、組織ファントム実験で平均0.16mmの標的誤差を達成した。
原題: Minimally Invasive Flexible Needle Manipulation Based on Finite Element Simulation and Cross Entropy Method ／ Yanzhou Wang, Chang Chang, Junling Mei 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
PG-SLAM: 動的環境におけるフォトリアルで幾何学的に正確なRGB-D SLAM
ガウススプラッティングを拡張し、動的な人や物体の変形・動きをモデル化しつつ、フォトリアルな前景と静的背景を同時に再構成してカメラ位置推定を行うRGB-D SLAM手法を提案。
原題: PG-SLAM: Photo-realistic and Geometry-aware RGB-D SLAM in Dynamic Environments ／ Haoang Li, Xiangqi Meng, Xingxing Zuo 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットを危険にしないで：安全をポリシーとする責任あるロボットマニピュレーション
人間の指示を無思考に実行すると危険が生じるため、世界モデルで危険シナリオを生成し、メンタルモデルで安全認知を育成するSafety-as-policyを提案し、安全なロボット操作を実現した。
原題: Don't Let Your Robot be Harmful: Responsible Robotic Manipulation via Safety-as-Policy ／ Minheng Ni, Lei Zhang, Zihan Chen 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.CY
ドローン群による山火事消火：予測最適化アプローチ
山火事の延焼を予測するニューラルネットと、ドローン群のタスク計画を混合整数計画と確率制約ロバスト最適化で解く手法を提案し、シミュレーションで移動量を37.3%削減した。
原題: Using Drone Swarm to Stop Wildfire: A Predict-then-optimize Approach ／ Shijie Pan, Aoran Cheng, Yiqi Sun 他
日本語で読む → - 論文自動運転/HDマップ画像認識
M3TR: 実世界HDマップ補完のための汎用モデル
自動運転向けに、オフラインHDマップの事前情報の有無にかかわらず地図の変化を補完できる汎用トランスフォーマーモデルM3TRを提案し、Argoverse 2とnuScenesのベンチマークを整備した。
原題: M3TR: A Generalist Model for Real-World HD Map Completion ／ Fabian Immel, Richard Fehler, Frank Bieder 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
SuPLE: リアプノフ指数を報酬に用いたロボット学習
系のダイナミクスから計算される正のリアプノフ指数の和を報酬として用いることで、外部知識や補助的な探索なしにロボットの安定化学習を可能にする手法を提案。
原題: SuPLE: Robot Learning with Lyapunov Rewards ／ Phu Nguyen, Daniel Polani, Stas Tiomkin
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