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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: 2024/10/1 ／ 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 →- 論文自律ナビゲーションロボティクス
単光子LiDARによる遮蔽物越し撮像で自律ナビゲーションを強化
単光子LiDARのマルチバウンス光を使い、隠れた領域の占有マップをCNNで推定してロボットが安全に走行できるようにするNLOSナビゲーション手法を提案し、実機実験で実証した。
原題: Enhancing Autonomous Navigation by Imaging Hidden Objects using Single-Photon LiDAR ／ Aaron Young, Nevindu M. Batagoda, Harry Zhang 他
日本語で読む → - 論文リスク評価制御
EDRF: マルチモーダル軌道予測に基づく拡張運転リスク場とその応用
深層学習によるマルチモーダル軌道予測とガウス分布モデルを統合し、交通参加者の不確実性を定量化する拡張運転リスク場（EDRF）を提案。交通リスク監視、自車リスク分析、運動・軌道計画への応用を示す。
原題: EDRF: Enhanced Driving Risk Field Based on Multimodal Trajectory Prediction and Its Applications ／ Junkai Jiang, Zeyu Han, Yuning Wang 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
地図表現に依存しない適応的情報経路計画ポリシー
異なる地図表現に統一的に対応する適応的情報経路計画の定式化を提案し、学習ポリシーを多様な地形監視ミッションで訓練・展開可能にした。
原題: Towards Map-Agnostic Policies for Adaptive Informative Path Planning ／ Julius Rückin, David Morilla-Cabello, Cyrill Stachniss 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
経頭蓋磁気刺激のための画像誘導ロボットシステム：開発と実験的評価
脳画像を用いてTMSコイルの標準的な位置決めを計画し、ロボットで高精度・高再現性に配置するシステムを開発し、ファントムと予備的人間被験者実験で精度向上を実証した。
原題: An Image-Guided Robotic System for Transcranial Magnetic Stimulation: System Development and Experimental Evaluation ／ Yihao Liu, Jiaming Zhang, Letian Ai 他
日本語で読む → - 論文人間行動予測ロボティクス
人間行動予測のための脱交絡フレームワーク：動的環境におけるロボットシステムの強化
ウェアラブルセンサーの多変量時系列データから人間の行動を予測する際、隠れた交絡因子によるバイアスを脱交絡手法で除去し、予測精度を高めるモデルを提案した。
原題: A Deconfounding Framework for Human Behavior Prediction: Enhancing Robotic Systems in Dynamic Environments ／ Wentao Gao, Cheng Zhou
日本語で読む → - 論文自律着陸ロボティクス
セマンティックセグメンテーションを用いた都市環境における自律着陸のリスク評価
SegFormerで都市環境の画像をセグメンテーションし、クラスごとにリスクを割り当てることで、UAVの緊急着陸先をリアルタイムに安全評価する手法を提案した。
原題: Risk Assessment for Autonomous Landing in Urban Environments using Semantic Segmentation ／ Jesús Alejandro Loera-Ponce, Diego A. Mercado-Ravell, Israel Becerra-Durán 他
日本語で読む → - 論文姿勢制御ロボティクス
飛行中に安定な閉ループ姿勢誤差クォータニオンを選択するリアプノフベースの切替制御
UAVの姿勢制御において、2つのリアプノフ関数に基づき安定な閉ループ平衡姿勢誤差クォータニオンを逐次選択する切替制御を提案し、31gのクアッドロータで高速ヨー運動を行い、制御努力と回転電力を最大49.75%と28.14%削減できることを実験的に示した。
原題: A Lyapunov-Based Switching Scheme for Selecting the Stable Closed-Loop Fixed Attitude-Error Quaternion During Flight ／ Francisco M. F. R. Goncalves, Ryan M. Bena, Konstantin I. Matveev 他
日本語で読む → - 論文AR/救助ロボティクス
UAV救助ミッションにおける状況認識向上のための拡張現実活用
UAV救助ミッションで遠隔操作者と現場操作者の視覚的コミュニケーションと状況認識を支援するARシステムVizCom-ARを提案し、実験とフィールド調査で有効性を示した。
原題: Leveraging Augmented Reality for Improved Situational Awareness During UAV-Driven Search and Rescue Missions ／ Rushikesh Nalamothu, Puneet Sontha, Janardhan Karravula 他
日本語で読む → - 論文3D表現ロボティクス
ロボティクスにおける3Dガウシアンスプラッティング：サーベイ
ロボティクス分野での3Dガウシアンスプラッティング（3DGS）の応用と技術進歩を包括的に調査し、課題と将来展望をまとめたサーベイ論文。
原題: 3D Gaussian Splatting in Robotics: A Survey ／ Siting Zhu, Guangming Wang, Xin Kong 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
SkillMimicGen: スキル学習と展開を効率化する自動デモ生成
少数の人間デモをスキルに分割・適応・連結して大量のデモを自動生成し、ハイブリッドスキルポリシーで長期的タスクの模倣学習と実機転移を実現する。
原題: SkillMimicGen: Automated Demonstration Generation for Efficient Skill Learning and Deployment ／ Caelan Garrett, Ajay Mandlekar, Bowen Wen 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
人間とロボットが粘弾性を適応させて触覚予測を改善する相互作用
人間とロボットの触覚情報交換を確率的に最適化するSOIE制御器を提案し、粘弾性調整により追従性能と触覚コミュニケーションが向上することをロボット-ロボットおよび人間-ロボット実験で示した。
原題: Interacting humans and robots can improve sensory prediction by adapting their viscoelasticity ／ Xiaoxiao Cheng, Jonathan Eden, Bastien Berret 他
日本語で読む → - 論文階層的強化学習ロボティクス
拡散モデルとオプションの融合：時間的に拡張されたタスクのための階層的生成スキル構成
線形時相論理で指定された長期タスクを、拡散モデルと階層強化学習を組み合わせてオプションの連鎖に分解し、再計画しながら実行するフレームワークを提案。
原題: Diffusion Meets Options: Hierarchical Generative Skill Composition for Temporally-Extended Tasks ／ Zeyu Feng, Hao Luan, Kevin Yuchen Ma 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
拡散トランスフォーマーポリシー
大規模マルチモーダル拡散トランスフォーマーで連続行動系列を直接ノイズ除去し、多様なロボットデータセットで汎化性能を向上させる手法を提案。
原題: Diffusion Transformer Policy ／ Zhi Hou, Tianyi Zhang, Yuwen Xiong 他
日本語で読む → - 論文物体検出ロボティクス
機械学習エッジデバイスによる高速物体検出
CPU・GPU・TPUを比較し、TPUがGPU比25%、CPU比87.5%の推論時間短縮を達成。単眼・ステレオ視も検討し、自律ヒューマノイドロボット向けのエッジデバイス選定を行った。
原題: Fast Object Detection with a Machine Learning Edge Device ／ Richard C. Rodriguez, Jonah Elijah P. Bardos
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
不確実性をオンライン適応する対話型模倣学習：断続的フィードバックと専門家シフトへの対応
専門家の断続的なフィードバックを活用し、オンライン共形予測で不確実性を適応的に校正する対話型模倣学習手法ConformalDAggerを提案。
原題: Conformalized Interactive Imitation Learning: Handling Expert Shift and Intermittent Feedback ／ Michelle Zhao, Reid Simmons, Henny Admoni 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ロボット群による群知覚を用いた人物追跡
ロボット群が個々の知覚を統合して人の位置変化を検知・共有するシミュレーション実験を行い、動的環境の監視における有効性を示した。
原題: Collective perception for tracking people with a robot swarm ／ Miquel Kegeleirs, David Garzón Ramos, Guillermo Legarda Herranz 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
SuctionPrompt: 視覚言語モデルと簡易ハードウェア設計による吸引カップ把持
視覚言語モデル(VLM)のプロンプト技術と3D検出を組み合わせ、多様な環境で商品を把持する吸引カップ型ロボットシステムを開発した。吸引点選択精度75.4%、把持成功率65.0%を達成した。
原題: SuctionPrompt: Visual-assisted Robotic Picking with a Suction Cup Using Vision-Language Models and Facile Hardware Design ／ Tomohiro Motoda, Takahide Kitamura, Ryo Hanai 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント制御
マルチエージェント相互作用における責任配分の学習：制御バリア関数と微分可能最適化によるアプローチ
制御バリア関数と微分可能最適化を用いて、エージェントが安全な相互作用のためにどれだけ制御を譲るか（責任配分）をデータから学習する手法を提案し、合成・実世界データで解釈可能な定量化を実現した。
原題: Learning responsibility allocations for multi-agent interactions: A differentiable optimization approach with control barrier functions ／ Isaac Remy, David Fridovich-Keil, Karen Leung
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
光コヒーレンストモグラフィ誘導による血管吻合の自律ロボットシステム
OCTセンサとマイクロカメラを備えた自律ロボットmicro-STARを開発し、小径血管の吻合を実組織上で自律的に行うことに成功した。
原題: Autonomous Robotic System with Optical Coherence Tomography Guidance for Vascular Anastomosis ／ Jesse Haworth, Rishi Biswas, Justin Opfermann 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
教示に基づく説明可能AIによる模倣学習手法
逆強化学習に適応的な説明フィードバックを組み込み、成功・失敗軌道を選択的に提示することで、ロボットの性能と教示効率、ユーザ理解を向上させる手法を提案した。
原題: Demonstration Based Explainable AI for Learning from Demonstration Methods ／ Morris Gu, Elizabeth Croft, Dana Kulic
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
軌道平滑性制約によるNeRFベースSLAMの最適化
カメラ軌道をBスプラインで表現し平滑性制約を導入することで、NeRFベースSLAMのギクシャクした軌道推定を改善し、軌道精度とマップ品質を向上させた。
原題: Optimizing NeRF-based SLAM with Trajectory Smoothness Constraints ／ Yicheng He, Guangcheng Chen, Hong Zhang
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
データセット洗練によるロボットマニピュレーションのためのガウス過程陰関数曲面の制約
視覚と状態追跡から接触データを推定し、ガウス過程陰関数曲面で障害物をモデル化してMPCで回避する手法を提案。実世界のケーブル操作で10/10成功。
原題: Constraining Gaussian Process Implicit Surfaces for Robot Manipulation via Dataset Refinement ／ Abhinav Kumar, Peter Mitrano, Dmitry Berenson
日本語で読む → - 論文感情認識ロボティクス
HRIのための3DMMベース覚醒度・感情価予測におけるデータ拡張
3DMMを用いたデータ拡張で覚醒度・感情価予測器を改善し、ロボットと3人の人間によるHRI設定でリアルタイム予測の精度と頑健性を向上させた。
原題: Data Augmentation for 3DMM-based Arousal-Valence Prediction for HRI ／ Christian Arzate Cruz, Yotam Sechayk, Takeo Igarashi 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
到達可能性解析による視覚ベース制御器の安全性とロバスト性の向上
視覚ベース制御器の故障モードをニューラル到達可能チューブで探索し、オンライン監視とオフライン再訓練でシステム安全性を高める手法を提案。航空機の地上走行タスクで検証した。
原題: Enhancing Safety and Robustness of Vision-Based Controllers via Reachability Analysis ／ Kaustav Chakraborty, Aryaman Gupta, Somil Bansal
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
LoRD: 分布シフトに適応する微分可能な運転ポリシー
自動運転の微分可能なスタック（予測・計画・制御）を分布シフトに適応させるため、低ランク残差デコーダ（LoRD）とマルチタスク微調整を提案し、破滅的忘却を最大23.33%改善、閉ループOOD運転スコアを9.93%向上させた。
原題: LoRD: Adapting Differentiable Driving Policies to Distribution Shifts ／ Christopher Diehl, Peter Karkus, Sushant Veer 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
強化学習による最小コスト到達回避問題の解法
到達と安全回避の制約下で累積コストを最小化する問題を、Hamilton-Jacobi到達可能性との関連を用いて強化学習で直接解くRC-PPOを提案し、Mujocoベンチマークで最大57%のコスト削減を達成した。
原題: Solving Minimum-Cost Reach Avoid using Reinforcement Learning ／ Oswin So, Cheng Ge, Chuchu Fan
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ResDex: 混合エキスパートと残差学習による汎用器用把持
物体ごとに学習した幾何非依存のベース方策を混合エキスパートで組み合わせ、残差行動を学習することで、多様な物体への汎用器用把持を効率的に実現した。
原題: Efficient Residual Learning with Mixture-of-Experts for Universal Dexterous Grasping ／ Ziye Huang, Haoqi Yuan, Yuhui Fu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
QDGset: 品質多様性アルゴリズムで生成した大規模把持データセット
品質多様性(QD)アルゴリズムを拡張し、メッシュ変換と転移学習を組み合わせることで、従来より約3.5倍の把持姿勢と4.5倍の物体を含む大規模な6DoF把持データセットを効率的に生成した。
原題: QDGset: A Large Scale Grasping Dataset Generated with Quality-Diversity ／ Johann Huber, François Hélénon, Mathilde Kappel 他
日本語で読む → - 論文スキル学習AI
潜在予測エンパワーメント：シミュレータなしでエンパワーメントを測る
環境の完全なシミュレータを必要とせず、潜在予測モデルのみでエンパワーメントを計算し、多様なスキルセットを学習する手法を提案した。
原題: Latent-Predictive Empowerment: Measuring Empowerment without a Simulator ／ Andrew Levy, Alessandro Allievi, George Konidaris
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
断続通信下におけるマルチロボット協調のための敵対的攻撃の分散検出
断続的で時間変化する通信ネットワーク上で、悪意あるエージェントによる欺瞞攻撃に耐えるマルチロボットシステムの合意・フォーメーション制御を実現するため、悪意あるエージェントを分散的に検出・隔離する枠組みを提案した。
原題: Distributed Detection of Adversarial Attacks for Resilient Cooperation of Multi-Robot Systems with Intermittent Communication ／ Rayan Bahrami, Hamidreza Jafarnejadsani
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