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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 →- 論文群制御ロボティクス
経路競合解消を伴う大規模グリッド上のマルチロボット被覆経路計画
4近傍グリッド上で複数ロボットが全セルを被覆する経路を計画する問題に対し、部分障害ブロックにも対応する拡張STCと局所探索、MAPFによる競合解消を統合した枠組みを提案した。
原題: Large-Scale Multirobot Coverage Path Planning on Grids With Path Deconfliction ／ Jingtao Tang, Zining Mao, Hang Ma
日本語で読む → - 論文ハイパースペクトル/山火事リスク/UGVロボティクス
森林バイオマス計測のための地上ハイパースペクトルイメージングによる山火事リスクモニタリング
UGVに搭載したスナップショットハイパースペクトルカメラとLiDARで森林植生の分光特性を解析し、山火事の燃料となる危険区域を3D空間で可視化するシステムを提案・実証した。
原題: Forest Biomass Mapping with Terrestrial Hyperspectral Imaging for Wildfire Risk Monitoring ／ Nathaniel Hanson, Sarvesh Prajapati, James Tukpah 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 → - 論文群制御ロボティクス
明示的通信なしで障害物環境を飛行するUAV群の接続性を保つ分散ナビゲーション
UAV間のデータ通信なしにセンシングネットワークの接続性を保ちながら障害物を回避するため、制御バリア関数に基づく分散制御手法を提案し、シミュレーションと実機実験で有効性を示した。
原題: Connectivity Preserving Decentralized UAV Swarm Navigation in Obstacle-laden Environments without Explicit Communication ／ Thiviyathinesvaran Palani, Hiroaki Fukushima, Shunsuke Izuhara
日本語で読む → - 論文VLAAI
車載ビジョン言語モデルによる個人適応型自動運転の運動制御：システム設計と実車検証
車載向けの軽量VLMとRAGベースの記憶モジュールを組み合わせ、人間のフィードバックから個人の運転嗜好を継続学習して低遅延で個別化された運転を実現し、実車実験でテイクオーバー率を最大76.9%削減した。
原題: On-Board Vision-Language Models for Personalized Autonomous Vehicle Motion Control: System Design and Real-World Validation ／ Can Cui, Zichong Yang, Yupeng Zhou 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーション画像認識
VidMan: ビデオ拡散モデルの暗黙的ダイナミクスを活用したロボットマニピュレーション
ビデオ拡散モデルを2段階で訓練し、未来の視覚軌道予測で環境ダイナミクスを学習した後、逆ダイナミクスモデルに変換してロボット操作の行動予測精度を向上させた研究。
原題: VidMan: Exploiting Implicit Dynamics from Video Diffusion Model for Effective Robot Manipulation ／ Youpeng Wen, Junfan Lin, Yi Zhu 他
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
線形・非線形モデル予測制御によるクアッドロータの軌道追従
クアッドロータの軌道追従のため、線形MPCと非線形MPCの2つのモデルベース制御手法を詳細に比較し、シミュレーションで有効性を検証した論文。
原題: Quadrotor Trajectory Tracking Using Linear and Nonlinear Model Predictive Control ／ Thanh Nguyen Canh, Huy-Hoang Ngo, Anh Viet Dang 他
日本語で読む → - 論文人ロボット対話HCI
SCOUT: 状況依存マルチモーダル人ロボット対話コーパス
協調探索タスクにおける人ロボット対話を収集したマルチモーダルコーパスSCOUTを構築し、意図や対話構造のアノテーションを付与して公開した。
原題: SCOUT: A Situated and Multi-Modal Human-Robot Dialogue Corpus ／ Stephanie M. Lukin, Claire Bonial, Matthew Marge 他
日本語で読む → - 論文水中通信ロボティクス
BlueME: 小型磁電アンテナを用いた堅牢な水中ロボット間通信
小型磁電アンテナアレイを用いて水中でロボット間のVLF通信を実現し、700m以上の距離で10Wの低電力動作を実海域で実証した。
原題: BlueME: Robust Underwater Robot-to-Robot Communication Using Compact Magnetoelectric Antennas ／ Mehron Talebi, Sultan Mahmud, Adam Khalifa 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
シミュレーション支援によるブラックボックスロボット学習のための方策チューニング
シミュレータを追加の情報源として活用し、実機での試行回数を抑えながら方策を効率的に改善するブラックボックス方策探索アルゴリズムを提案した。
原題: Simulation-Aided Policy Tuning for Black-Box Robot Learning ／ Shiming He, Alexander von Rohr, Dominik Baumann 他
日本語で読む → - 論文メタ強化学習機械学習
多様性を狙うことでオープンエンドシミュレータにおける適応的エージェント訓練を可能にする
複雑なオープンエンドシミュレータで多様な訓練タスクを進化的に生成する手法DIVAを提案し、メタ強化学習エージェントの適応能力を向上させる。
原題: Enabling Adaptive Agent Training in Open-Ended Simulators by Targeting Diversity ／ Robby Costales, Stefanos Nikolaidis
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
Map++: ユーザ参加型ビジュアルSLAMシステムに向けた効率的な地図拡張と共有
ユーザが協力して地図構築を行う参加型SLAMシステムMap++を提案し、軽量なプロトコルで通信量を約46%削減しつつ精度劣化を抑え、同時接続ユーザ数を約2倍に拡大できることを示した。
原題: Map++: Towards User-Participatory Visual SLAM Systems with Efficient Map Expansion and Sharing ／ Xinran Zhang, Hanqi Zhu, Yifan Duan 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
連合学習によるデータ駆動型カルマンフィルタを用いた状態推定
自動運転車の高精度な自己位置推定のため、KalmanNetを連合学習の枠組みで再構成したFedKalmanNetを提案し、V2X通信なしで協調的意思決定手法を上回る性能を示した。
原題: Federated Data-Driven Kalman Filtering for State Estimation ／ Nikos Piperigkos, Alexandros Gkillas, Christos Anagnostopoulos 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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
弾塑性材料のロボットマニピュレーションのための微分可能物理に基づくシステム同定
ロボットアームが簡単な操作と不完全な3D点群から弾塑性材料と環境の物理パラメータを推定し、シミュレーションを実世界に合わせる微分可能物理ベースのフレームワークを提案。
原題: Differentiable Physics-based System Identification for Robotic Manipulation of Elastoplastic Materials ／ Xintong Yang, Ze Ji, Yu-Kun Lai
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
初接触時の振動情報を用いた義手の把持調整のための剛性推定
義手の指先に振動と力を捉える触覚センサを搭載し、ピンチ把持の最初の接触から15ms以内の振動信号で物体の剛性を高精度に推定する手法を提案した。
原題: At First Contact: Stiffness Estimation Using Vibrational Information for Prosthetic Grasp Modulation ／ Anway S. Pimpalkar, Ariel Slepyan, Nitish V. Thakor
日本語で読む → - 論文空中通信ロボティクス
全方向マルチロータUAVによる空中通信の再構築
3D位置と3D姿勢を独立制御できる全方向マルチロータUAV(o-MRAV)を空中通信に応用し、アンテナ指向を自由に制御できる利点や物理層セキュリティ・光通信などのユースケースをシミュレーションで示した論文。
原題: Reshaping UAV-Enabled Communications with Omnidirectional Multi-Rotor Aerial Vehicles ／ Daniel Bonilla Licea, Giuseppe Silano, Hajar El Hammouti 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
動的環境における長時間ミッションのための異種マルチロボットタスク割り当て
バッテリー制約下で充電やタスク分割・中継、ロボット連携を考慮した異種マルチロボットのタスク割り当て問題を定式化し、オンライン再計画可能なヒューリスティック解法を提案した。
原題: Heterogeneous Multi-robot Task Allocation for Long-Endurance Missions in Dynamic Scenarios ／ Alvaro Calvo, Jesus Capitan
日本語で読む → - 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 → - 論文故障診断ロボティクス
自動運転システムのためのモジュール式故障診断フレームワーク
自動運転システムの異種コンポーネントを対象に、状態と依存関係を考慮したモジュール式の故障診断フレームワークを提案し、自動運転シャトルバスで評価した。
原題: Modular Fault Diagnosis Framework for Complex Autonomous Driving Systems ／ Stefan Orf, Sven Ochs, Jens Doll 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
ロボットの経験を実世界の自然言語で接地するRONAR
マルチモーダルなロボット経験をLLMで自然言語ナレーションに変換し、行動説明や失敗分析、人間との対話による復旧を支援するシステムを提案。
原題: I Can Tell What I am Doing: Toward Real-World Natural Language Grounding of Robot Experiences ／ Zihan Wang, Brian Liang, Varad Dhat 他
日本語で読む → - 論文磁気マニピュレーションロボティクス
磁気カプセル内視鏡のための軌道計画と制御
ロボットアームに固定した外部永久磁石で体内の永久磁石を操作するため、制約付きiLQRを用いた軌道計画・制御手法を提案し、カプセル内視鏡を想定した実験で精度と外乱耐性を示した。
原題: Trajectory Planning and Control for Robotic Magnetic Manipulation ／ Ogulcan Isitman, Gokhan Alcan, Ville Kyrki
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
拡散ポリシーによるハイブリッドオフポリシー強化学習の探索強化：非把持マニピュレーションへの応用
離散行動（接触点選択）と連続行動（動作パラメータ）を統合した最大エントロピー強化学習フレームワークを提案し、連続ポリシーを拡散モデルで表現することで多様な探索を実現。実機6D姿勢合わせタスクで成功率を53%から72%に向上させた。
原題: Enhancing Exploration with Diffusion Policies in Hybrid Off-Policy RL: Application to Non-Prehensile Manipulation ／ Huy Le, Tai Hoang, Miroslav Gabriel 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
行動クローニングの分布外汎化のための問題空間変換
ロボットマニピュレーションにおける行動クローニングの分布外汎化性能を向上させるため、姿勢同変性や局所性といった特性を利用した問題空間の変換を提案し、シミュレーションと実機実験で有効性を示した。
原題: Problem Space Transformations for Out-of-Distribution Generalisation in Behavioural Cloning ／ Kiran Doshi, Marco Bagatella, Stelian Coros
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
SuperQ-GRASP: モバイルマニピュレーションのためのスーパークアドリクスに基づく大型物体の把持姿勢推定
NeRFで物体の暗黙モデルを構築し、メッシュをスーパークアドリクスに分解して、大型物体への把持姿勢を幾何学的に推定する手法を提案。
原題: SuperQ-GRASP: Superquadrics-based Grasp Pose Estimation on Larger Objects for Mobile-Manipulation ／ Xun Tu, Karthik Desingh
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
不確かな慣性パラメータを持つ物体のロバスト非把持搬送
慣性パラメータが不確かな物体をトレイ上で運ぶ「ウェイター問題」において、不確かさにロバストな制約を運動計画に組み込み、実機で56cmの物体を落とさず高速搬送できることを示した。
原題: Robust Nonprehensile Object Transportation with Uncertain Inertial Parameters ／ Adam Heins, Angela P. Schoellig
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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
GLOVER: タスク指向把持のための汎用オープン語彙アフォーダンス推論
大規模言語モデルを微調整してRGB画像から把持可能な部位のアフォーダンスを推論し、実世界で高速・高精度にタスク指向把持を実現するフレームワークを提案。
原題: GLOVER: Generalizable Open-Vocabulary Affordance Reasoning for Task-Oriented Grasping ／ Teli Ma, Zifan Wang, Jiaming Zhou 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
拡張ニューラル収縮力学系：複数タスクとリーマン安全領域
デモからの学習に安定性保証を与えるニューラル収縮力学系を拡張し、複数タスク対応の条件付き変種と不確実性に基づく障害物回避を導入した。
原題: Extended Neural Contractive Dynamical Systems: On Multiple Tasks and Riemannian Safety Regions ／ Hadi Beik Mohammadi, Søren Hauberg, Georgios Arvanitidis 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
スパイキングTransformer拡散ポリシーによる脳模倣行動生成
スパイキングニューラルネットと拡散モデルを組み合わせたTransformerベースのポリシーを提案し、ロボット操作タスクで従来手法を上回る性能を示した。
原題: Brain-inspired Action Generation with Spiking Transformer Diffusion Policy Model ／ Qianhao Wang, Yinqian Sun, Enmeng Lu 他
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