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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 →- 論文動作計画制御
ハイブリッドゾノトープとタイト緩和を用いた混合整数MPCによる動作計画
ハイブリッドゾノトープで障害物回避空間を表現し、混合整数二次計画問題を効率的に解くMPC動作計画手法を提案。リスク考慮型計画にも対応し、従来法より高速に最適解を得る。
原題: Mixed-Integer MPC-Based Motion Planning Using Hybrid Zonotopes with Tight Relaxations ／ Joshua A. Robbins, Jacob A. Siefert, Sean Brennan 他
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
鳥に着想を得た羽ばたき翼ロボットの学習ベース軌道追従
強化学習を用いて、鳥型羽ばたき翼ロボットが複雑な翼軌道を学習し、安定飛行・飛行モード切替・様々な空力条件下での軌道追従を実現する制御フレームワークを提案した。
原題: Learning-based Trajectory Tracking for Bird-inspired Flapping-Wing Robots ／ Jiaze Cai, Vishnu Sangli, Mintae Kim 他
日本語で読む → - 論文リハビリテーションロボティクスロボティクス
ロボット理学療法における生体力学を考慮したオンライン軌道最適化
ロボット支援リハビリにおいて、人間の肩の生体力学モデルを組み込んだ軌道最適化手法BATONを提案し、リアルタイムで人間の動きに適応する制御を実現した。
原題: Biomechanics-Aware Trajectory Optimization for Online Navigation during Robotic Physiotherapy ／ Italo Belli, Florian van Melis, J. Micah Prendergast 他
日本語で読む → - 論文セマンティックマッピングロボティクス
人型ロボットの階段昇降のためのリアルタイム多角形セマンティックマッピング
深度画像に異方性拡散フィルタを適用し、GPUで並列化したRANSACによる平面抽出を行うことで、30Hz超のリアルタイムでセマンティックマップを生成し、人型ロボットの階段歩行計画を改善する手法を提案した。
原題: Real-Time Polygonal Semantic Mapping for Humanoid Robot Stair Climbing ／ Teng Bin, Jianming Yao, Tin Lun Lam 他
日本語で読む → - 論文自動運転/自己教師あり学習画像認識
VisionPAD: 自動運転のための視覚中心の事前学習パラダイム
画像のみを教師信号に3Dガウシアンスプラッティングで多視点表現を再構成し、ボクセル速度推定と多フレーム測光整合性で自動運転向け視覚モデルを自己教師あり事前学習する手法。
原題: VisionPAD: A Vision-Centric Pre-training Paradigm for Autonomous Driving ／ Haiming Zhang, Wending Zhou, Yiyao Zhu 他
日本語で読む → - 論文触覚HCI
周波数スイープ解析による位置適応型出力調整でアクチュエータ性能を向上
周波数スイープ解析でシステム特性を取得し、位置ごとの伝達関数を作成して入力信号を変換することで、アクチュエータの出力を目標位置で正確に制御する手法を提案した。
原題: Location-Based Output Adaptation for Enhanced Actuator Performance using Frequency Sweep Analysis ／ Kevin Fischler, Seungjae Oh, Seokhee Jeon
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
RoCoDA: 実演からのデータ効率的なロボット学習のための反事実的データ拡張
模倣学習において、不変性・同変性・因果性を統合したデータ拡張手法RoCoDAを提案し、5つのマニピュレーションタスクで性能・汎化・サンプル効率を改善した。
原題: RoCoDA: Counterfactual Data Augmentation for Data-Efficient Robot Learning from Demonstrations ／ Ezra Ameperosa, Jeremy A. Collins, Mrinal Jain 他
日本語で読む → - 論文移動制御ロボティクス
壁を押して移動する接触暗黙的MPCによるナビゲーション
壁との非周期的な接触を利用して機動性を高めるため、接触暗黙的プランナーとハイブリッドMPCを組み合わせた二層構造のフレームワークを提案し、小型ボールロボットの腕で壁を押すことで加速・減速・障害物回避を実現した。
原題: Wallbounce : Push wall to navigate with Contact-Implicit MPC ／ Xiaohan Liu, Cunxi Dai, John Z. Zhang 他
日本語で読む → - 論文タスク・動作計画ロボティクス
微分可能なGPU並列タスク・動作計画
GPU並列で多数の連続解候補を同時探索し、微分可能最適化で制約を満たす二段階TAMPアルゴリズムを提案。高制約な問題を数秒で解き、実機ロボットで検証した。
原題: Differentiable GPU-Parallelized Task and Motion Planning ／ William Shen, Caelan Garrett, Nishanth Kumar 他
日本語で読む → - 論文球体ロボットロボティクス
MonoRollBot：単一受動バネ機構で駆動する3自由度球体ロボット
1つのモータと受動バネだけで3自由度の全方向移動を実現する球体ロボットを設計し、その運動性能を評価した研究。
原題: MonoRollBot: 3-DOF Spherical Robot with Underactuated Single Compliant Actuator Design ／ Zhiwei Liu, Seyed Amir Tafrishi
日本語で読む → - 論文手術ロボティクスロボティクス
ETSM: ロボット支援内視鏡的粘膜下層剥離術における剥離軌道提案と信頼度マップに基づく安全マージン予測の自動化
ロボット支援ESD向けに1849クリップのデータセットETSMを構築し、最適剥離軌道予測と信頼度マップによる安全マージン予測を統合したフレームワークと回帰型ネットワークRCMNetを提案した。
原題: ETSM: Automating Dissection Trajectory Suggestion and Confidence Map-Based Safety Margin Prediction for Robot-assisted Endoscopic Submucosal Dissection ／ Mengya Xu, Wenjin Mo, Guankun Wang 他
日本語で読む → - 論文自動運転知覚画像認識
TopoSD: SDマップを事前情報に用いたトポロジー強化レーンセグメント知覚
低精度なSDマップをニューラル表現にエンコードしてBEV特徴に統合し、車線形状とトポロジーを同時に高精度予測する手法を提案。OpenLane-V2で大幅な精度向上を達成。
原題: TopoSD: Topology-Enhanced Lane Segment Perception with SDMap Prior ／ Sen Yang, Minyue Jiang, Ziwei Fan 他
日本語で読む → - 論文ランタイム検証cs.SE
ROSMonitoring 2.0：ROSランタイム検証をサービスと順序付きトピックへ拡張
ROSアプリの実行時検証フレームワークROSMonitoringを拡張し、トピックに加えてサービスやメッセージの順序も監視できるようにした。消防用UAVのケーススタディで有効性を示した。
原題: ROSMonitoring 2.0: Extending ROS Runtime Verification to Services and Ordered Topics ／ Maryam Ghaffari Saadat, Angelo Ferrando, Louise A. Dennis 他
日本語で読む → - 論文マイクロロボット/薬剤送達ロボティクス
クラゲ刺胞カプセルとヤヌス粒子を組み合わせたバイオハイブリッドマイクロロボットによる深部組織への薬剤送達
クラゲの刺胞を天然のナノ注射器としてヤヌス粒子に搭載し、磁場で誘導しながら酵素刺激で薬剤を放出して、がんスフェロイドや線虫の深部組織へ薬剤を送達するバイオハイブリッドマイクロロボットを開発した。
原題: Biohybrid Microrobots Based on Jellyfish Stinging Capsules and Janus Particles for In Vitro Deep-Tissue Drug Penetration ／ Sinwook Park, Noga Barak, Tamar Lotan 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
粒状材料中の埋没物体に対する触覚ベースの近接センシングシステム
粒状材料中の埋没物体を、プローブと粒子の相互作用による触覚フィードバックとガウス過程回帰で近接検知するシステムを提案し、様々な材料で0.5〜7cm手前から物体を認識できることを示した。
原題: A Haptic-Based Proximity Sensing System for Buried Object in Granular Material ／ Zeqing Zhang, Ruixing Jia, Youcan Yan 他
日本語で読む → - 論文歩行/sim2realロボティクス
Sharpness-Aware強化学習によるロボット歩行方策の汎化性能向上
勾配ベース強化学習にSharpness-Aware最適化を組み込み、接触の多い環境でも方策のロバスト性と汎化性能を高める手法を提案した。
原題: Improving generalization of robot locomotion policies via Sharpness-Aware Reinforcement Learning ／ Severin Bochem, Eduardo Gonzalez-Sanchez, Yves Bicker 他
日本語で読む → - 論文教育用ロボティクスロボティクス
MecQaBot：教育・研究向けのモジュール式ロボットセンシング・無線メカトロニクスフレームワーク
マッコーリー大学で開発された、教育と研究のためのオープンソースで手頃な価格のモジュール式自律移動ロボットフレームワークを紹介し、5年間の設計と進化、240人以上の学生の参加実績を報告する。
原題: MecQaBot: A Modular Robot Sensing and Wireless Mechatronics Framework for Education and Research ／ Alice James, Avishkar Seth, Subhas Mukhopadhyay
日本語で読む → - 論文動的シーングラフロボティクス
ロスト＆ファウンド：一人称視点観測による3D動的シーングラフの変化追跡
一人称視点の記録から物体の6DoF姿勢を追跡し、動的シーングラフをオンライン更新する手法を提案。ロボットの教示・再現に応用可能。
原題: Lost & Found: Tracking Changes from Egocentric Observations in 3D Dynamic Scene Graphs ／ Tjark Behrens, René Zurbrügg, Marc Pollefeys 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
ALPHA-αとBi-ACTこそが必要なすべて：低コストシステムによる片腕・両腕ロボットマニピュレーションの模倣学習における位置・力情報/制御の重要性
位置と力の両方を活用する双方向制御ベースの模倣学習手法Bi-ACTと、多様な制御モードに対応した低コスト両腕ロボットハードウェアALPHA-αを提案し、力制御の重要性を示した。
原題: ALPHA-$\alpha$ and Bi-ACT Are All You Need: Importance of Position and Force Information/Control for Imitation Learning of Unimanual and Bimanual Robotic Manipulation with Low-Cost System ／ Masato Kobayashi, Thanpimon Buamanee, Takumi Kobayashi
日本語で読む → - 論文飛行ロボティクスロボティクス
金星雲層探査用可変高度エアロボットの飛行実証とモデル検証
金星の雲層を飛行する浮力式ロボットのプロトタイプをネバダ砂漠で試験し、金星大気と同等の密度で飛行させて動力学モデルを検証した。
原題: Flight Demonstration and Model Validation of a Prototype Variable-Altitude Venus Aerobot ／ Jacob S. Izraelevitz, Siddharth Krishnamoorthy, Ashish Goel 他
日本語で読む → - 論文プランニングロボティクス
生得的な物理知識を用いた閉ループ多段階プランニング
物理エンジンを上位層に持つ階層型フレームワークでロボットプランニングを入力制御問題として解き、実機の追い越しシナリオで検証した。
原題: Closed-loop multi-step planning with innate physics knowledge ／ Giulia Lafratta, Bernd Porr, Christopher Chandler 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
部分点群からの変形下腫瘍追跡：Occupancy Networksの応用
術中に変形する腎臓内の腫瘍位置を、部分的な点群データからOccupancy Networkを用いてリアルタイム（60Hz以上）で推定する手法を提案し、3Dハイドロゲルファントムで検証した。
原題: Tracking Tumors under Deformation from Partial Point Clouds using Occupancy Networks ／ Pit Henrich, Jiawei Liu, Jiawei Ge 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
平衡位置と剛性を適応制御する並列ねじりばねによる脚式ロボットのエネルギー消費最適化
歩行や跳躍などの周期的運動において、ねじりばねの平衡位置と剛性をサーボ駆動のウォームギアで調整する適応コンプライアンス機構を開発し、モータ負荷と消費電力を大幅に削減できることをシミュレーションで示した。
原題: Optimizing energy consumption for legged robot by adapting equilibrium position and stiffness of a parallel torsion spring ／ Danil Belov, Artem Erkhov, Farit Khabibullin 他
日本語で読む → - 論文筋骨格ヒューマノイドロボティクス
筋ベース補償制御を用いた人間の教示による筋骨格ヒューマノイドの動作修正手法
柔軟な筋骨格ヒューマノイドに対し、動作中に人間が外力を加えて動きを修正し、その修正を筋ベースの補償制御で再現する手法を提案し、Musashiで有効性を確認した。
原題: Motion Modification Method of Musculoskeletal Humanoids by Human Teaching Using Muscle-Based Compensation Control ／ Kento Kawaharazuka, Yuya Koga, Manabu Nishiura 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
VQ-ACE：行動チャンク埋め込みによる巧みなロボット操作の効率的方策探索
人間の手の動きをベクトル量子化された潜在空間に圧縮するVQ-ACEを提案し、MPCや強化学習と組み合わせることで、多自由度ロボットハンドの操作タスクを効率的に学習できるようにした。
原題: VQ-ACE: Efficient Policy Search for Dexterous Robotic Manipulation via Action Chunking Embedding ／ Chenyu Yang, Davide Liconti, Robert K. Katzschmann
日本語で読む → - 論文制御/検証機械学習
分岐限定法によるリアプノフ安定なニューラル制御器の認定訓練
訓練時にも検証計算を考慮した分岐限定法ベースの認定訓練フレームワークを提案し、リアプノフ安定なニューラル制御器をより効率的に検証可能にした。
原題: Certified Training with Branch-and-Bound for Lyapunov-stable Neural Control ／ Zhouxing Shi, Haoyu Li, Cho-Jui Hsieh 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
拡散モデルによる仮想治具
表面上の位置に応じて接触力や速度を制約する新しい仮想治具を拡散モデルで実現し、ノイズを含む部分点群上で動作することを示した。
原題: Diffusion-based Virtual Fixtures ／ Cem Bilaloglu, Tobias Löw, Sylvain Calinon
日本語で読む → - 論文IMUシミュレーションロボティクス
AGISim: 飛行力学モデルを考慮したオープンソースの機載ジンバル搭載IMU信号シミュレータ
飛行力学モデルを考慮し、ジンバルに搭載されたIMUの信号をシミュレートするオープンソースのMATLABツールを開発し、単体テストと統合テストで検証した。
原題: AGISim, An Open Source Airborne Gimbal Mounted IMU Signal Simulator Considering Flight Dynamics Model ／ Alireza Kazemi, Reza Rohani Sarvestani
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
RobotinoのためのROS 2ベースのナビゲーションとシミュレーションスタック
教育・研究用ロボットRobotinoにLIDARを追加したWebotsシミュレーション環境とROS 2統合、Nav2による自律移動を構築し、実機実験との比較でシミュレーションと実世界の性能が高い一致を示すことを検証した。
原題: A ROS~2-based Navigation and Simulation Stack for the Robotino ／ Saurabh Borse, Tarik Viehmann, Alexander Ferrein 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
パラメトリックおよび加法的不確かさ下での堅牢な四足歩行のためのチャンス制約付き凸MPC
ペイロードや地形の変動を確率的な外乱としてモデル化し、摩擦円錐制約をチャンス制約として扱うことで、パラメータ調整なしに未知の荷重下でも安定した四足歩行を実現するMPC手法を提案した。
原題: Chance-Constrained Convex MPC for Robust Quadruped Locomotion Under Parametric and Additive Uncertainties ／ Ananya Trivedi, Sarvesh Prajapati, Mark Zolotas 他
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