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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3D再構成/NeRF/SDF画像認識
UW-SDF: 水中多視点単眼画像からのニューラルSDF再構成のためのハイブリッド幾何事前分布の活用
水中の多視点画像からニューラルSDFを用いて物体を3D再構成するフレームワークを提案し、ハイブリッド幾何事前分布とSAMを活用した少数ショット多視点セグメンテーションで高精度・高効率を実現した。
原題: UW-SDF: Exploiting Hybrid Geometric Priors for Neural SDF Reconstruction from Underwater Multi-view Monocular Images ／ Zeyu Chen, Jingyi Tang, Gu Wang 他
日本語で読む → - 論文ビジュアルサーボロボティクス
Imagine2Servo: 拡散モデルによる目標画像生成を活用した知的ビジュアルサーボ
拡散モデルで中間目標画像を生成し、目標画像が不要で初期・目標画像の重なりが小さい場合でも動作するビジュアルサーボ手法を提案。実機実験で長距離ナビゲーションやマニピュレーションに有効性を示した。
原題: Imagine2Servo: Intelligent Visual Servoing with Diffusion-Driven Goal Generation for Robotic Tasks ／ Pranjali Pathre, Gunjan Gupta, M. Nomaan Qureshi 他
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習ロボティクス
単純から複雑への知識転移：自動運転意思決定のための安全で効率的な強化学習フレームワーク
軽量環境で訓練した教師モデルが複雑な実環境で生徒エージェントを介入支援し、徐々に自立させる強化学習フレームワークS2CDを提案。自動運転の意思決定を安全かつ効率的に学習させる。
原題: Knowledge Transfer from Simple to Complex: A Safe and Efficient Reinforcement Learning Framework for Autonomous Driving Decision-Making ／ Rongliang Zhou, Jiakun Huang, Mingjun Li 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
SharpSLAM: 高速ドローン向けブレ除去を備えた3Dオブジェクト指向ビジュアルSLAM
高速移動するドローンの画像ブレを除去することで、オブジェクト指向SLAMの位置推定・マッピング・物体再構成の精度を向上させる手法を提案した。
原題: SharpSLAM: 3D Object-Oriented Visual SLAM with Deblurring for Agile Drones ／ Denis Davletshin, Iana Zhura, Vladislav Cheremnykh 他
日本語で読む → - 論文ソーシャルナビゲーションロボティクス
DR-MPC: 実世界のソーシャルナビゲーションのための深層残差モデル予測制御
MPCとモデルフリー深層強化学習を組み合わせ、実世界の群衆ナビゲーションデータから安全に学習する手法を提案。シミュレーションと実機実験で有効性を示した。
原題: DR-MPC: Deep Residual Model Predictive Control for Real-world Social Navigation ／ James R. Han, Hugues Thomas, Jian Zhang 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
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sim2real機械学習
Sim-to-Realギャップの克服：探索方策の学習による実世界強化学習の効率化
シミュレータで直接方策を学習するのではなく、探索方策を学習して実世界に転移することで、サンプル効率を指数関数的に改善できることを理論と実験で示した。
原題: Overcoming the Sim-to-Real Gap: Leveraging Simulation to Learn to Explore for Real-World RL ／ Andrew Wagenmaker, Kevin Huang, Liyiming Ke 他
日本語で読む → - 論文水中ロボット推進ロボティクス
効率的で環境に優しい水上推進のためのキャンバー可変型フラッピング水中翼
水生生物の波動運動に着想を得て、キャンバーを動的に変化させる水中翼推進システムを提案し、シミュレーションで対称翼より推力が大幅に向上することを示した。
原題: Camber-changing flapping hydrofoils for efficient and environmental-safe water propulsion system ／ Luca Romanello, Leonard Hohaus, David-Marian Schmitt 他
日本語で読む → - 論文自動運転/軌道計画ロボティクス
都市自動運転のための強化学習と模倣学習を統合した軌道計画
強化学習と模倣学習を組み合わせ、トランスフォーマーベースのベイズ報酬関数とハイブリッド駆動フレームワークにより、都市自動運転の多段階軌道計画を実現した論文。
原題: Reinforced Imitative Trajectory Planning for Urban Automated Driving ／ Di Zeng, Ling Zheng, Xiantong Yang 他
日本語で読む → - 論文義足・リハビリテーションロボティクス
能動的底屈とソケットアライメントを備えた矢状面足関節義足
予測生体力学シミュレーションに基づき、ソケットと足部の前後位置を能動的に調整する自由度を追加した下腿義足を開発し、歩行時のトルク・位置制御性能を検証した。
原題: A Sagittal Planar Ankle-Foot Prosthesis with Powered Plantarflexion and Socket Alignment ／ Mark A. Price, Frank C. Sup
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
ノイズ除去拡散プランナ：低品質デモンストレーションからの複雑経路学習
DDPMを用いてロボットエンドエフェクタの複雑な経路を生成し、低品質なデモでも任意の目標到達と障害物回避が可能なことを示した。
原題: Denoising Diffusion Planner: Learning Complex Paths from Low-Quality Demonstrations ／ Michiel Nikken, Nicolò Botteghi, Wesley Roozing 他
日本語で読む → - 論文経路計画制御
Dubins車両のための曲率不連続を最小化する軌道伸長戦略
2点間を任意の長さで結ぶ曲率制約付き軌道を、半径の異なる3つの円弧の連結で構成する手法を提案し、到達可能な長さの集合と軌道の分類条件を導出した。
原題: Trajectory elongation strategies with minimum curvature discontinuities for a Dubins vehicle ／ Aditya K. Rao, Twinkle Tripathy
日本語で読む → - 論文Visual SLAMロボティクス
低電力デバイス向け高速ステレオVisual SLAM
GPUを活用したステレオVisual SLAMシステムJetson-SLAMを提案し、低電力のJetson-NXで60FPS以上、デスクトップGPUで200FPS以上を達成した。
原題: High-Speed Stereo Visual SLAM for Low-Powered Computing Devices ／ Ashish Kumar, Jaesik Park, Laxmidhar Behera
日本語で読む → - 論文水中マニピュレーションロボティクス
自己改善型の自律水中マニピュレーション
人間のデモからの行動クローニングと自己学習最適化を組み合わせ、水中で物体把持・ゴミ分別・救助回収を自律遂行し、人間の遠隔操作より41%高速化したシステムAquaBotを開発した。
原題: Self-Improving Autonomous Underwater Manipulation ／ Ruoshi Liu, Huy Ha, Mengxue Hou 他
日本語で読む → - 論文音声インターフェースロボティクス
食事支援ロボットのためのLLM音声インターフェースに向けて
市販の食事支援ロボットに対し、LLMを活用した音声インターフェースを実装し、高齢者11名を対象としたユーザー研究で評価した。
原題: Towards an LLM-Based Speech Interface for Robot-Assisted Feeding ／ Jessie Yuan, Janavi Gupta, Akhil Padmanabha 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
V2I-Calib++: 都市交差点における協調知覚のためのマルチ端末空間キャリブレーション手法
GPS信号が不安定な都市交差点において、位置情報の事前知識なしで複数のLiDAR間の外部パラメータをリアルタイムにキャリブレーションする手法を提案。
原題: V2I-Calib++: A Multi-terminal Spatial Calibration Approach in Urban Intersections for Collaborative Perception ／ Qianxin Qu, Xinyu Zhang, Yifan Cheng 他
日本語で読む → - 論文リハビリ支援/ウェアラブルロボティクス
軽量ケーブル駆動型肘支援装置L-CADELの設計と実験的検証
ケーブル駆動の肘支援装置CADELを軽量化・制御改善した新設計を提案し、運動学モデル構築と数値シミュレーション・実験で快適性や携帯性の向上を検証した。
原題: Experimental Validation of Light Cable-Driven Elbow-Assisting Device L-CADEL Design ／ Med Amine Laribi, Marco Ceccarelli, Juan Sandoval 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
RecoveryChaining: ロバストなマニピュレーションのための局所回復ポリシー学習
階層強化学習を用いて、モデルベース制御器が失敗した際に発動する回復ポリシーを学習し、疎な報酬下でもロバストなマニピュレーションを実現する手法を提案。シミュレーションから実機への転移も成功。
原題: RecoveryChaining: Learning Local Recovery Policies for Robust Manipulation ／ Shivam Vats, Devesh K. Jha, Maxim Likhachev 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 → - 論文状態推定ロボティクス
UAVによる波浪の影響を受ける船舶の状態推定
UAVと無人表面艇（USV）の協調のため、波浪下のUSVの6自由度非線形モデルを構築し、複数センサ融合で状態推定と予測を行う手法を提案。実機実験で有効性を検証した。
原題: State estimation of marine vessels affected by waves by unmanned aerial vehicles ／ Filip Novák, Tomáš Báča, Ondřej Procházka 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
未知の水平・垂直運動をする面上での二足歩行のための適応足首トルク制御
未知の動きをする面上での二足歩行を安定させるため、適応足首トルク制御器と歩幅計画法を提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Adaptive Ankle Torque Control for Bipedal Humanoid Walking on Surfaces with Unknown Horizontal and Vertical Motion ／ Jacob Stewart, I-Chia Chang, Yan Gu 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HRIロボティクス
多様なユーザー層に適応する人間-ロボットインタラクションのフレームワーク
多様なユーザー層に合わせて対話を調整し、ユーザーが小さな割り込みや大きな変更でインタラクションを制御できるROSベースの適応型HRIフレームワークを開発した。
原題: A Framework for Adapting Human-Robot Interaction to Diverse User Groups ／ Theresa Pekarek Rosin, Vanessa Hassouna, Xiaowen Sun 他
日本語で読む → - 論文分散推定制御
動的トポロジーと異種センサネットワークを持つマルチエージェントシステムのための分散入力・状態推定
異種センサネットワークと動的トポロジー下で、未知入力を含む状態推定を分散的に行うアルゴリズムを提案。情報フィルタ分解と共分散交差を用い、1回の通信で偏りのない最適解を達成し、プライバシーを保護する。
原題: Decentralized Input and State Estimation for Multi-agent System with Dynamic Topology and Heterogeneous Sensor Network ／ Zida Wu, Ankur Mehta
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
AssemblyComplete: 深層強化学習による3D組み合わせ構造の補完
レゴブロックのような組み合わせ単位を用い、不完全な構造の意図を推論して不足部分を自動補完する深層強化学習フレームワークを提案。物理制約を考慮した行動マスクと安定物体ライブラリにより、未知の物体でも組み立てを実現した。
原題: AssemblyComplete: 3D Combinatorial Construction with Deep Reinforcement Learning ／ Alan Chen, Changliu Liu
日本語で読む → - 論文VLAAI
安全制約付き計画のための言語モデルの検証と改良の統合手法
言語モデルが生成するロボットプログラムをオートマトン表現に変換して安全仕様を検証し、その結果を活用した微調整で安全なプログラム生成を効率化する手法を提案。
原題: Joint Verification and Refinement of Language Models for Safety-Constrained Planning ／ Yunhao Yang, Neel P. Bhatt, William Ward 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
HMT-Grasp: 混雑環境におけるロボット把持のためのハイブリッドMamba-Transformer手法
Vision Mambaと並列畳み込み-Transformerブロックを統合し、局所・大域特徴を同時に捉えることで、混雑環境でのロボット把持精度を向上させる手法を提案した。
原題: HMT-Grasp: A Hybrid Mamba-Transformer Approach for Robot Grasping in Cluttered Environments ／ Songsong Xiong, Hamidreza Kasaei
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 → - 論文自律ナビゲーションロボティクス
火星探査ローバーのための地形走行性解析ハイブリッドアーキテクチャ
火星ローバーの自律走行に向けて、外観ベース(深層学習による意味分割と粗さ分類)と幾何ベースの手法を組み合わせた地形走行性解析アーキテクチャを提案し、ROS2アプリとして実装した。
原題: Towards Safer Planetary Exploration: A Hybrid Architecture for Terrain Traversability Analysis in Mars Rovers ／ Achille Chiuchiarelli, Giacomo Franchini, Francesco Messina 他
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