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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 →- 論文運動計画ロボティクス
剛性エンコーディングに基づく保守的力学系の生成
剛性と力学系の関係を定式化し、保守的剛性を埋め込むことで受動性が保証された力学系を学習する手法を提案した。
原題: Generation of Conservative Dynamical Systems Based on Stiffness Encoding ／ Tengyu Hou, Hanming Bai, Ye Ding 他
日本語で読む → - 論文センサーフュージョン画像認識
MSSF: 自律走行における3D物体検出のためのマルチステージサンプリングを用いた4Dレーダーとカメラの融合フレームワーク
4Dミリ波レーダーとカメラを融合し、マルチステージサンプリングと意味誘導ヘッドで3D物体検出の精度を高める手法を提案した論文。
原題: MSSF: A 4D Radar and Camera Fusion Framework With Multi-Stage Sampling for 3D Object Detection in Autonomous Driving ／ Hongsi Liu, Jun Liu, Guangfeng Jiang 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
強化学習による歩行タイミングと領域の適応で押し出し復元を強化
強化学習で歩幅の許容領域とタイミングを動的に調整し、ヒューマノイドが大きな押し出しから復元できる歩行制御を実現した。
原題: Enhancing Model-Based Step Adaptation for Push Recovery through Reinforcement Learning of Step Timing and Region ／ Tobias Egle, Yashuai Yan, Dongheui Lee 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
REVISE: ガウス確率場におけるロバスト確率論的運動計画
空間的に依存する外乱をガウス確率場でモデル化し、ロバストな信念ロードマップを生成するマルチクエリ運動計画アルゴリズムを提案。6自由度系で計画精度を10倍改善。
原題: REVISE: Robust Probabilistic Motion Planning in a Gaussian Random Field ／ Alex Rose, Naman Aggarwal, Christopher Jewison 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
生の点群からの23自由度把持ポリシー
単一固定カメラの部分点群から23自由度の把持軌道を直接予測する模倣学習ポリシーを提案し、未知物体への汎化と安定した把持を実現した。
原題: 23 DoF Grasping Policies from a Raw Point Cloud ／ Martin Matak, Karl Van Wyk, Tucker Hermans
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 → - 論文群制御AI
局所情報集約に基づくマルチエージェント強化学習によるロボット群の動的タスク割り当て
ロボット群の動的タスク割り当てを最適化するため、近隣ロボットの情報を集約するLIAモジュールを組み込んだ分散実行型マルチエージェント強化学習手法を提案し、その有効性を示した。
原題: A Local Information Aggregation based Multi-Agent Reinforcement Learning for Robot Swarm Dynamic Task Allocation ／ Yang Lv, Jinlong Lei, Peng Yi
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 → - 論文軌道計画cs.SE
軌道を描こう！―デモンストレーションによるプログラミングを用いた軌道計画
クアッドコプターの飛行軌道を3次元空間で手描きするだけで計画できるProgramming by Demonstration手法を提案し、手動プログラミングと比較して精度を損なわず平均78.7秒高速化できることを示した。
原題: How to Drawjectory? -- Trajectory Planning using Programming by Demonstration ／ Leonhard Alkewitz, Timo Zuccarello, Alexander Raschke 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
FG-PE: 因子グラフによるマルチロボット追跡逃避問題の解法
複数の追跡ロボットが因子グラフを用いて逃避ロボットの位置推定と追跡計画を統合し、通信途絶があっても短時間・短距離で捕獲できる協調手法を提案した。
原題: FG-PE: Factor-graph Approach for Multi-robot Pursuit-Evasion ／ Messiah Abolfazli Esfahani, Ayşe Başar, Sajad Saeedi
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
VMGNet: VMambaと多スケール特徴融合に基づく低計算コストなロボット把持ネットワーク
視覚状態空間モデルを把持分野に初導入し、多スケール特徴融合と新損失関数で高精度・低計算コストを実現、実機で94.4%の把持成功率を達成した。
原題: VMGNet: A Low Computational Complexity Robotic Grasping Network Based on VMamba with Multi-Scale Feature Fusion ／ Yuhao Jin, Qizhong Gao, Xiaohui Zhu 他
日本語で読む → - 論文ローバナビゲーションロボティクス
惑星探査ローバのナビゲーションにおける力覚センサの実地評価
六輪ローバの走行試験データを用いて、力覚センサが惑星探査ナビゲーションで果たす性能と用途を評価し、課題と可能性を示した。
原題: Field Assessment of Force Torque Sensors for Planetary Rover Navigation ／ Levin Gerdes, Carlos Pérez del Pulgar, Raúl Castilla Arquillo 他
日本語で読む → - 論文確率制御ロボティクス
作用素分割による安全な確率非線形制御のための共分散ステアリング
非線形動力学と確率制約を伴う分布ステアリング問題に対し、問題を並列に解ける部分問題へ一時的に分割する作用素分割型共分散ステアリングを提案し、厳しい安全制約下でも従来法より良い解が得られることを示した。
原題: Operator Splitting Covariance Steering for Safe Stochastic Nonlinear Control ／ Akash Ratheesh, Vincent Pacelli, Augustinos D. Saravanos 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
日本語で読む → - 論文自律移動ロボット/車線検出ロボティクス
自律移動ロボットにおけるリアルタイム車線検出の実装
Ultra Fast Lane DetectionをJetson Nano上でTensorRTに変換して高速化し、屋外・屋内データセットで処理速度と精度を評価した。
原題: Implementation of Real-Time Lane Detection on Autonomous Mobile Robot ／ Midriem Mirdanies, Roni Permana Saputra, Edwar Yazid 他
日本語で読む → - 論文自動運転/リスク推定ロボティクス
FuzzRisk: ファジィ推論による奥行き対応物体検出に基づく自動運転車のオンライン衝突リスク推定
深度マップから得た安全クリティカルな2.5D物体検出と通常の3D物体検出器の予測の不一致をファジィ推論で衝突リスクに変換する監視フレームワークを提案し、nuScenesと閉ループシミュレーションで有効性を示した。
原題: FuzzRisk: Online Collision Risk Estimation for Autonomous Vehicles based on Depth-Aware Object Detection via Fuzzy Inference ／ Brian Hsuan-Cheng Liao, Yingjie Xu, Chih-Hong Cheng 他
日本語で読む → - 論文ヘビ型ロボットロボティクス
関節再配置可能な内部ワイヤレス平面ヘビ型ロボット
モータ駆動の関節ユニットをラックギア上で移動させて関節配置を動的に変更し、ワイヤレス給電ソフトスキンで配線の絡まりを防ぐ、軽量・低消費電力の平面ヘビ型ロボットを開発した。
原題: Joint-repositionable Inner-wireless Planar Snake Robot ／ Ayato Kanada, Ryo Takahashi, Keito Hayashi 他
日本語で読む → - 論文強化学習/汎用エージェント機械学習
Kinetix：オープンエンドな物理ベース制御タスクによる汎用エージェントの訓練
何千万もの2D物理タスクを自動生成し、Jax2Dという高速物理エンジンを用いて汎用強化学習エージェントを訓練。未見の人間設計環境をゼロショットで解き、微調整で標準RLを上回る性能を示した。
原題: Kinetix: Investigating the Training of General Agents through Open-Ended Physics-Based Control Tasks ／ Michael Matthews, Michael Beukman, Chris Lu 他
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