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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 →- 論文群制御ロボティクス
相対測位による移動目標の包囲・追従のためのフォーメーション制御
外部測位に頼らず、複数UAVが相対測位と分散推定を用いて移動目標を円形フォーメーションで包囲・追従する統合フレームワークを提案した。
原題: Formation Control for Enclosing and Tracking via Relative Localization ／ Xueming Liu, Dengyu Zhang, Qingrui Zhang 他
日本語で読む → - 論文多接触移動ロボティクス
凸運動学緩和と動的最適化による衝突回避型ヒューマノイド多接触移動の誘導
衝突回避経路計画を凸最適化に緩和する手法をヒューマノイドの多接触ナビゲーションに拡張し、得られた準実行可能軌道を動的軌道最適化のガイドとして用いることで、数秒以内に動的に実行可能な多接触運動計画を生成するフレームワークを提案した。
原題: Guiding Collision-Free Humanoid Multi-Contact Locomotion using Convex Kinematic Relaxations and Dynamic Optimization ／ Carlos Gonzalez, Luis Sentis
日本語で読む → - 論文GNSS/INS/ビジョン統合ロボティクス
FGOに基づくGNSS/INS/ビジョン統合のための完全性監視スキームIM-GIV
ファクターグラフ最適化を用いたGNSS/INS/ビジョン統合航法において、測位誤差の上限を算出して完全性を監視する手法を初めて提案し、実地実験で有効性を検証した。
原題: IM-GIV: an effective integrity monitoring scheme for tightly-coupled GNSS/INS/Vision integration based on factor graph optimization ／ Yunong Tian, Tuan Li, Haitao Jiang 他
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
資源制約下での高速軌道最適化と制御フレームワーク
チェビシェフ選点法を用いた計算効率の良いモデル予測制御を提案し、エッジコンピュータ上で既存手法より高速な軌道最適化を実現、多エージェント宇宙システムの協調制御に応用した。
原題: A Rapid Trajectory Optimization and Control Framework for Resource-Constrained Applications ／ Deep Parikh, Thomas L. Ahrens, Manoranjan Majji
日本語で読む → - 論文オフライン強化学習機械学習
拡散モデル誘導型適応的再評価付き暗黙的Q学習
拡散モデルで状態行動系列を学習し、価値関数と組み合わせて適応的に意思決定の長さを調整するオフライン強化学習手法DIARを提案。長期的・報酬疎なタスクで既存手法を上回る。
原題: DIAR: Diffusion-model-guided Implicit Q-learning with Adaptive Revaluation ／ Jaehyun Park, Yunho Kim, Sejin Kim 他
日本語で読む → - 論文障害軽減/クラウドロボティクスロボティクス
Kubernetesで展開された分散ロボティクスシステムにおけるアプリケーション障害の汎用的なリアクティブステートフル軽減手法
KubernetesとROS2で展開された分散ロボットシステム向けに、ビヘイビアツリーを基盤とした汎用的な監視とステートフルな障害軽減手法を提案し、AMRナビゲーションとマニピュレーションで有効性を示した。
原題: A generic approach for reactive stateful mitigation of application failures in distributed robotics systems deployed with Kubernetes ／ Florian Mirus, Frederik Pasch, Nikhil Singhal 他
日本語で読む → - 論文拡散モデル/敵対的シナリオ生成機械学習
AdvDiffuser: 誘導拡散による敵対的危険運転シナリオの生成
拡散モデルと軽量ガイドモデルを組み合わせ、自然な周囲車両の挙動を保ちながら様々な自動運転システムに転用可能な危険シナリオを生成する手法を提案。
原題: AdvDiffuser: Generating Adversarial Safety-Critical Driving Scenarios via Guided Diffusion ／ Yuting Xie, Xianda Guo, Cong Wang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットいちご収穫のための単発6DoF姿勢・3Dサイズ推定
合成データで学習した深層学習モデルにより、いちごの6DoF姿勢と3Dサイズを単一ショットで推定し、実世界の収穫タスクへの有効性を示した。
原題: Single-Shot 6DoF Pose and 3D Size Estimation for Robotic Strawberry Harvesting ／ Lun Li, Hamidreza Kasaei
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
環境予測によるロボットの計画・知覚能力の向上
部分観測から環境のパターンを学習して先読み予測を行い、移動ロボットのナビゲーションや物体再構成を効率化・安全化する複数の学習手法を提案した博士論文。
原題: Enhanced Robot Planning and Perception through Environment Prediction ／ Vishnu Dutt Sharma
日本語で読む → - 論文実演学習ロボティクス
弧長ベースのワーピングによる複数実演からのロボットスキル合成
ロボットの実演学習において、軌道を弧長でパラメータ化することで時間に依存しない位置合わせを可能にし、間欠的な動きや速度変動に頑健なスキル表現を実現する手法を提案した。
原題: Arc-Length-Based Warping for Robot Skill Synthesis from Multiple Demonstrations ／ Giovanni Braglia, Davide Tebaldi, André Eugenio Lazzaretti 他
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
BiC-MPPI: 双方向ロールアウトクラスタリングによるサンプリングベース経路積分を用いた目標追従型軌道最適化
MPPIフレームワークに双方向のダイナミクス近似とガイドコストを導入し、目標到達性能を高める軌道最適化手法を提案。2D/3D環境の900シミュレーションで既存手法より高い成功率を示した。
原題: BiC-MPPI: Goal-Pursuing, Sampling-Based Bidirectional Rollout Clustering Path Integral for Trajectory Optimization ／ Minchan Jung, Kwangki Kim
日本語で読む → - 論文接触推定ロボティクス
車輪付き二足歩行ロボットのためのデータ駆動型接触推定手法
車輪付き二足歩行ロボットにおいて、トルク計測から学習したベイズフィルタと慣性計測による予測を組み合わせて接地状態を推定する手法を提案し、実機とシミュレーションで有効性を示した。
原題: A Data-driven Contact Estimation Method for Wheeled-Biped Robots ／ Ü. Bora Gökbakan, Frederike Dümbgen, Stéphane Caron
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
Voxel-SLAM：完全・高精度・汎用性を備えたLiDAR慣性SLAMシステム
適応的ボクセルマップを共通表現として用い、初期化・オドメトリ・局所マッピング・ループ閉じ込め・大域マッピングの5モジュールで短期〜長期・マルチマップのデータ関連付けを活用するLiDAR慣性SLAMを提案。
原題: Voxel-SLAM: A Complete, Accurate, and Versatile LiDAR-Inertial SLAM System ／ Zheng Liu, Haotian Li, Chongjian Yuan 他
日本語で読む → - 論文飛行ロボット/物理インタラクションロボティクス
支援型物理インタラクション：ニューラルネットワーク検出・ナビゲーション・安全層を備えた自律飛行ロボット
産業環境での安全な空中物理インタラクションのため、エッジコンピューティングを用いたニューラルネットワークによる対象検出と、制御バリア関数（CBF）に基づく安全な接近制御を組み合わせたフレームワークを提案した論文。
原題: Assisted Physical Interaction: Autonomous Aerial Robots with Neural Network Detection, Navigation, and Safety Layers ／ Andrea Berra, Viswa Narayanan Sankaranarayanan, Achilleas Santi Seisa 他
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
日本語で読む → - 論文群制御制御
マルチエージェントシステムにおける到達可能集合の分散計算アルゴリズム
無向グラフで相互作用するマルチエージェント系に対し、各エージェントが自身の状態のみを用いて到達可能集合を分散的に計算するアルゴリズムを提案し、静的グラフと制限付き時変グラフでの収束を保証した。
原題: An Algorithm for Distributed Computation of Reachable Sets for Multi-Agent Systems ／ Omanshu Thapliyal, Shanelle Clarke, Inseok Hwang
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
複雑なQ関数における決定論的方策勾配の準最適性の緩和
強化学習において、Q関数の局所最適に陥りやすい問題を解決するため、複数の行動候補から最良を選び、Q関数を繰り返し近似するSAVOアーキテクチャを提案し、複雑なタスクでの性能向上を実証した。
原題: Mitigating Suboptimality of Deterministic Policy Gradients in Complex Q-functions ／ Ayush Jain, Norio Kosaka, Xinhu Li 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
微分可能シミュレーションを用いた知覚的四足歩行制御のための残差方策学習
微分可能シミュレーションによる一次方策勾配法に残差方策学習を組み合わせ、四足歩行の移動と知覚ナビゲーションを数分でエンドツーエンド学習できることを示した。
原題: Residual Policy Learning for Perceptive Quadruped Control Using Differentiable Simulation ／ Jing Yuan Luo, Yunlong Song, Victor Klemm 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
ANAVI: 屋内環境の視覚情報を用いた音騒音認識によるナビゲーション
屋内環境の視覚情報から音の大きさを予測し、ロボットが周囲に配慮した静かな経路計画を行えるようにした研究。
原題: ANAVI: Audio Noise Awareness using Visuals of Indoor environments for NAVIgation ／ Vidhi Jain, Rishi Veerapaneni, Yonatan Bisk
日本語で読む → - 論文センサ校正ロボティクス
角速度を用いた因子グラフによる磁力計完全校正とジャイロバイアス推定
角速度計測を活用した因子グラフベースの校正手法MAGYCを提案し、磁力計とジャイロのバイアスを同時推定することで、水中車両の方位誤差を大幅に低減した。
原題: Towards a Factor Graph-Based Method using Angular Rates for Full Magnetometer Calibration and Gyroscope Bias Estimation ／ Sebastián Rodríguez-Martínez, Giancarlo Troni
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
ガウス過程距離場による障害物・地面制約を考慮した安全ナビゲーション
3D点群を地面と非地面に分け、2つのガウス過程距離場で障害物と地面制約を表現し、四分木構造で自由空間の多解像度マップを構築することで、車輪・脚式ロボットや人間支援に使える安全で滑らかな経路計画を実現した。
原題: Gaussian Process Distance Fields Obstacle and Ground Constraints for Safe Navigation ／ Monisha Mushtary Uttsha, Cedric Le Gentil, Lan Wu 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
ゾーン分割強化学習とRRTを統合した衝突確率・接続性考慮の経路計画
kd-treeで地図をゾーン分割し、Q学習でゾーン間の接続を考慮しながらRRTと組み合わせることで、高次元環境でも高速かつ高成功率な経路計画を実現した。
原題: Zonal RL-RRT: Integrated RL-RRT Path Planning with Collision Probability and Zone Connectivity ／ AmirMohammad Tahmasbi, MohammadSaleh Faghfoorian, Saeed Khodaygan 他
日本語で読む → - 論文ローカリゼーションロボティクス
小型ロボットのための磁気振動ローカリゼーション
機械共振カンチレバーの磁気双極子振動を利用し、深部組織内でミリメートル規模のトラッカーを6自由度でワイヤレス位置推定するSMOL法を提案した。
原題: Magneto-oscillatory localization for small-scale robots ／ Felix Fischer, Christian Gletter, Moonkwang Jeong 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
DCNet: データ駆動型DVLキャリブレーション手法
2次元畳み込みカーネルを用いたデータ駆動型フレームワークDCNetにより、ほぼ一定速度の軌道でDVLを迅速にキャリブレーションし、精度と時間を大幅に改善する。
原題: DCNet: A Data-Driven Framework for DVL Calibration ／ Zeev Yampolsky, Itzik Klein
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
長期的なタスク指向の巧みな操作を解決するための混合手法アプローチの実現可能性について
道具を使った器用な手の操作という長期的タスクに対し、模倣学習・強化学習・モデルベース制御を組み合わせた混合手法を提案し、各サブタスクで従来の強化学習より優れることを示した。
原題: On the Feasibility of A Mixed-Method Approach for Solving Long Horizon Task-Oriented Dexterous Manipulation ／ Shaunak A. Mehta, Rana Soltani Zarrin
日本語で読む → - 論文アクチュエータ/sim2realロボティクス
脚式ロボット向けサイクロイド準直接駆動アクチュエータの設計と学習ベースのトルク推定
サイクロイドギアを準直接駆動に組み込み、高トルク・軽量な脚式ロボット用アクチュエータを設計し、ニューラルネットによるトルク推定でsim-to-realギャップを低減した。
原題: Cycloidal Quasi-Direct Drive Actuator Designs with Learning-based Torque Estimation for Legged Robotics ／ Alvin Zhu, Yusuke Tanaka, Fadi Rafeedi 他
日本語で読む → - 論文セマンティックセグメンテーションロボティクス
自動運転におけるリアルタイムLiDARセマンティックセグメンテーションは実用段階か？
LiDAR点群の3Dセマンティックセグメンテーション手法を組み込みNVIDIA Jetson上で評価し、SemanticKITTIとnuScenesでベンチマークした。
原題: Are We Ready for Real-Time LiDAR Semantic Segmentation in Autonomous Driving? ／ Samir Abou Haidar, Alexandre Chariot, Mehdi Darouich 他
日本語で読む → - 論文軌道力学ロボティクス
PHODCOS: ピタゴラスホドグラフに基づく微分可能座標系
曲線に沿って移動する座標系を、近似なしで微分可能かつ高連続に生成するアルゴリズムを提案し、月ゲートウェイのNRHO軌道で有効性を示した。
原題: PHODCOS: Pythagorean Hodograph-based Differentiable Coordinate System ／ Jon Arrizabalaga, Fausto Vega, Zbyněk ŠÍR 他
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
Synthetica: ロボット知覚のための大規模合成データ
フォトリアルなレイトレーシングで270万枚の合成画像を生成し、ロボットの物体検出を高精度・リアルタイム（50-100Hz）で行う手法を提案。
原題: Synthetica: Large Scale Synthetic Data for Robot Perception ／ Ritvik Singh, Jingzhou Liu, Karl Van Wyk 他
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