論文
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 →- 論文ワイヤ駆動ロボットロボティクス
CubiX: 環境に接続して活用する可搬型ワイヤ駆動パラレルロボット
アクチュエータを内蔵し、最大8本のワイヤを環境に接続して自身を駆動する可搬型ワイヤ駆動パラレルロボットCubiXを開発した。これにより、作業空間の制限なく任意の場所でワイヤ駆動構造を構築できる。
原題: CubiX: Portable Wire-Driven Parallel Robot Connecting to and Utilizing the Environment ／ Shintaro Inoue, Kento Kawaharazuka, Temma Suzuki 他
日本語で読む → - 論文LiDARオドメトリロボティクス
TRLO: 3D動的物体追跡と除去による効率的なLiDARオドメトリ
動的環境でLiDARオドメトリの精度を高めるため、深層学習による物体検出とUKFベースの3D追跡で動的物体を除去し、ハッシュベースのキーフレーム管理と姿勢制約で状態推定を改善した。
原題: TRLO: An Efficient LiDAR Odometry with 3D Dynamic Object Tracking and Removal ／ Yanpeng Jia, Ting Wang, Xieyuanli Chen 他
日本語で読む → - 論文VIO初期化ロボティクス
確率的法線エピポーラ制約を用いた堅牢で効率的な視覚慣性初期化
視覚慣性オドメトリの初期化において、確率的法線エピポーラ制約を導入したジャイロバイアス推定と、IMU・視覚融合による速度・重力・スケール推定、さらに改良モジュールを組み合わせ、高速運動や退化シーンでも安定かつ高精度に初期化する手法を提案した。
原題: A Robust and Efficient Visual-Inertial Initialization with Probabilistic Normal Epipolar Constraint ／ Changshi Mu, Daquan Feng, Qi Zheng 他
日本語で読む → - 論文安全制御制御
深層演算子学習によるドメイン適応型安全フィルタ
環境パラメータから制御バリア関数への写像を自己教師あり深層演算子学習で獲得し、未知環境でも再学習なしに安全制御を可能にする手法を提案。
原題: Domain Adaptive Safety Filters via Deep Operator Learning ／ Lakshmideepakreddy Manda, Shaoru Chen, Mahyar Fazlyab
日本語で読む → - 論文アフォーダンス機械学習
マルコフ論理ネットワークによるアフォーダンスの漸進的学習
マルコフ論理ネットワークを用いて、既存知識を保持しつつ新しいアフォーダンス関係を累積的に学習するアルゴリズムを提案し、ゼロショット推論で高い性能を示した。
原題: Incremental Learning of Affordances using Markov Logic Networks ／ George Potter, Gertjan Burghouts, Joris Sijs
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスphysics.med-ph
CBCT撮影における頭部運動を再現するワイヤ駆動パラレルロボットの設計と構築
CBCT撮影時の患者の動きによるモーションアーティファクトを研究するため、乾燥頭蓋骨を3自由度で同期運動させるワイヤ駆動パラレルロボットを開発し、95%以上の再現性を達成した。
原題: Design and construction of a wireless robot that simulates head movements in cone beam computed tomography imaging ／ R. Baghbani, M. Ashoorirad, F. Salemi 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
航空画像から自律走行を学習する
航空画像からNeRFを用いて地上視点の新規画像を合成し、その画像と深度データで模倣学習ポリシーを訓練してロボットカーを走行させる手法を提案した。
原題: Learning autonomous driving from aerial imagery ／ Varun Murali, Guy Rosman, Sertac Karaman 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
ロボット配置空間における無衝突凸ポリトープ生成の高速化アルゴリズム
ロボットの配置空間で衝突のない凸領域を効率的に生成する2つの新アルゴリズムを提案し、従来手法より大幅な高速化と調整容易性を実現した。
原題: Faster Algorithms for Growing Collision-Free Convex Polytopes in Robot Configuration Space ／ Peter Werner, Thomas Cohn, Rebecca H. Jiang 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
四足歩行ロボットによる障害物回避を伴うリーダー追従
RFトランスポンダ・RGBカメラ・LiDARを融合し、脚式ロボットが動的で狭い環境でも操作者を自然に追従できる仮想リーシュシステムを開発し、ANYmalで実証した。
原題: Obstacle-Avoidant Leader Following with a Quadruped Robot ／ Carmen Scheidemann, Lennart Werner, Victor Reijgwart 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習cs.MA
OPTIMA: 協調を考慮した自動運転車を実現するインテリジェントマルチエージェントシステム向け最適化ポリシー
接続自動運転車の協調タスク向けに、環境との相互作用からのデータサンプリングとマルチエージェント強化学習を交互に行う分散学習フレームワークOPTIMAを提案し、安全性と効率性を両立させる。
原題: OPTIMA: Optimized Policy for Intelligent Multi-Agent Systems Enables Coordination-Aware Autonomous Vehicles ／ Rui Du, Kai Zhao, Jinlong Hou 他
日本語で読む → - 論文連続体ロボットロボティクス
連続体ロボットの可視化と最適化：リー群運動学と進化アルゴリズムの統合
リー群運動学と物理シミュレーションでデータを生成し、進化アルゴリズムで形状係数を同定することで、連続体ロボットのモデリングを簡略化し、Grasshopper上でリアルタイム可視化を可能にした。
原題: Visualization and Optimization of Continuum Robots: Integration of Lie Group Kinematics and Evolutionary Algorithm ／ Po-Yu Hsieh, June-Hao Hou
日本語で読む → - 論文自動運転レースロボティクス
予測スプライナー：対戦相手の軌道予測を用いたデータ駆動型自動レースの追い越し
ガウス過程回帰で対戦相手の挙動を学習し、将来のコース区間での追い越し経路を計画する手法を提案。1/10スケールの自動レース車両で従来手法より高速かつ高成功率の追い越しを実現した。
原題: Predictive Spliner: Data-Driven Overtaking in Autonomous Racing Using Opponent Trajectory Prediction ／ Nicolas Baumann, Edoardo Ghignone, Cheng Hu 他
日本語で読む → - 論文BEV認識ロボティクス
BEVPose: ポーズ誘導マルチモーダルBEVアライメントによるシーン意味理解
カメラとLiDARのBEV表現をセンサポーズを教師信号として統合し、アノテーションをほとんど使わずにBEVマップセグメンテーションで既存手法を上回る事前学習手法を提案した。
原題: BEVPose: Unveiling Scene Semantics through Pose-Guided Multi-Modal BEV Alignment ／ Mehdi Hosseinzadeh, Ian Reid
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
coVoxSLAM: GPU高速化された大域的整合性を持つ高密度SLAM
GPUの並列処理を活用し、大規模環境でも大域的に整合した地図を構築できる高密度ボリュメトリックSLAMシステムを提案。組込みGPUを含む複数環境で評価し、精度を保ちつつ実行時間を大幅に短縮した。
原題: coVoxSLAM: GPU Accelerated Globally Consistent Dense SLAM ／ Emiliano Höss, Pablo De Cristóforis
日本語で読む → - 論文UAVナビゲーションロボティクス
狭所屋内環境における自律UAVナビゲーションのためのセンサフュージョン
ZED 2iカメラの深度情報、IMU、LiDARをROSとRTAB-Mapで統合し、GPSの使えない狭い屋内空間で自律飛行するUAVナビゲーションシステムを構築した。
原題: Sensor Fusion for Autonomous Indoor UAV Navigation in Confined Spaces ／ Alice James, Avishkar Seth, Endrowednes Kuantama 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
仮想チューブの流動性指標
群ロボットが複雑な環境を安全に通過するための仮想チューブについて、最小エネルギー原理に基づく流動性の度合い（DOF）を定義し、その計算法を提案した論文。
原題: A Degree of Flowability for Virtual Tubes ／ Quan Quan, Shuhan Huang, Kai-Yuan Cai
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
ロボティクスにおける生成AIと強化学習の二重性：レビュー
生成AIと強化学習をロボティクスに統合する研究をレビューし、相互補完的な役割に着目した新たな分類法を提案するとともに、課題と今後の方向性を議論した。
原題: The Duality of Generative AI and Reinforcement Learning in Robotics: A Review ／ Angelo Moroncelli, Vishal Soni, Marco Forgione 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
BoxMap: 効率的な構造マッピングとナビゲーション
検出トランスフォーマーを用いて環境を部屋やドアなどの意味的実体とその関係のトポロジカルグラフとして抽象化し、詳細な幾何地図より少ない計算で探索を効率化する手法を提案。
原題: BoxMap: Efficient Structural Mapping and Navigation ／ Zili Wang, Christopher Allum, Sean B. Andersson 他
日本語で読む → - 論文モデルベース強化学習機械学習
トンプソンサンプリングによる楽観的探索を用いた効率的なモデルベース強化学習
遷移と報酬の不確かさを同時に考慮するトンプソンサンプリングに基づく楽観的探索手法を提案し、MuJoCoやVMASの連続制御タスクでスパース報酬環境での学習を大幅に加速できることを示した。
原題: Efficient Model-Based Reinforcement Learning Through Optimistic Thompson Sampling ／ Jasmine Bayrooti, Carl Henrik Ek, Amanda Prorok
日本語で読む → - 論文3Dガウススプラッティング画像認識
Mode-GS: 単眼深度ガイド付きアンカー3Dガウススプラッティングによる地上視点シーンのロバストレンダリング
地上ロボットの軌跡データセット向けに、単眼深度から得たピクセル対応アンカーと残差ガウスデコーダで3Dガウススプラットを生成し、スケール一貫性損失で深度スケールを校正する新規視点レンダリング手法を提案。
原題: Mode-GS: Monocular Depth Guided Anchored 3D Gaussian Splatting for Robust Ground-View Scene Rendering ／ Yonghan Lee, Jaehoon Choi, Dongki Jung 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
二段階最適化によるヒューマノイドロボットの動作模倣
人間のモーションキャプチャデータを物理的に実現可能な参照動作へと修正しながら、ヒューマノイドロボットの模倣学習ポリシーを二段階最適化で同時に訓練する手法を提案した。
原題: Bi-Level Motion Imitation for Humanoid Robots ／ Wenshuai Zhao, Yi Zhao, Joni Pajarinen 他
日本語で読む → - 論文マルチモーダルセンシングロボティクス
路側マルチモーダルセンシングにおける高解像度と低解像度のトレードオフ
路側センサの配置と解像度・種類の組み合わせを整数計画法で自動比較し、低解像度LiDARと速度情報付き4Dレーダーの融合が歩行者検出を改善することを示した評価フレームワークを提案。
原題: High and Low Resolution Tradeoffs in Roadside Multimodal Sensing ／ Shaozu Ding, Yihong Tang, Marco De Vincenzi 他
日本語で読む → - 論文産業検査/ロボティクス画像認識
人工視覚を用いたツナ缶製造の自動品質管理システム
コンベア上のツナ缶をカメラとYOLOv5で検査し、ロボットアームで良否選別する自動品質管理システムを構築した。IoT連携でリアルタイム監視も実現した。
原題: Automated Quality Control System for Canned Tuna Production using Artificial Vision ／ Sendey Vera, Luis Chuquimarca, Wilson Galdea 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
少数デモンストレーションからの画像ベース把持のためのオフライン・オンライン強化学習
少数の人間デモンストレーションから画像ベースのロボット把持タスクを学習するオフライン・オンライン強化学習アルゴリズムを提案し、2時間以内に90%以上の成功率を達成した。
原題: Offline-to-online Reinforcement Learning for Image-based Grasping with Scarce Demonstrations ／ Bryan Chan, Anson Leung, James Bergstra
日本語で読む → - 論文センサ校正ロボティクス
重力と回転の一致性に基づく三軸MEMSジャイロスコープのフィールド校正手法
重力と回転速度の内積が一定であることを利用し、線形最小二乗法で三軸MEMSジャイロを現場で校正する手法を開発し、シミュレーションと実験で有効性を確認した。
原題: A Field Calibration Approach for Triaxial MEMS Gyroscopes Based on Gravity and Rotation Consistency ／ Yaqi Li, Li Wang, Zhitao Wang 他
日本語で読む → - 論文故障診断ロボティクス
マルチロータ機におけるプロペラ損傷の検出・分類・推定
マルチロータUAVのプロペラ損傷を、慣性計測と制御入力のみから検出・種類分類・深刻度推定するデータ駆動型フレームワークを実機飛行データで構築した。
原題: Propeller damage detection, classification and estimation in multirotor vehicles ／ Claudio Pose, Juan Giribet, Gabriel Torre
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
3分間の実世界データから歩行を学習する半構造化ダイナミクスモデル
物理法則に基づくラグランジアン力学とブラックボックスモデルを組み合わせた半構造化ダイナミクスモデルを提案し、実機の四足歩行ロボットで数分のデータから動的歩容を学習できることを示した。
原題: Learning to Walk from Three Minutes of Real-World Data with Semi-structured Dynamics Models ／ Jacob Levy, Tyler Westenbroek, David Fridovich-Keil
日本語で読む → - 論文再構成ロボットロボティクス
磁気カップリングを用いた再構成可能な振り子型転がりディスクロボットの設計と運動解析
磁気カップリングを備えた振り子型の再構成可能なディスク型転がりロボットを設計し、磁気配列シミュレーションによる最適化と、摩擦・滑りに起因する新たな運動パターンの解析を行った研究。
原題: Design and Motion Analysis of a Reconfigurable Pendulum-Based Rolling Disk Robot with Magnetic Coupling ／ Ollie Wiltshire, Seyed Amir Tafrishi
日本語で読む → - 論文移動マニピュレーションロボティクス
適応的な非把持移動マニピュレーションによる対話型ナビゲーション
未知の動特性を持つ屋内物体を押す操作のために、学習したSE(2)動特性表現をMPPI制御に統合し、物体を動かしながらナビゲーションする枠組みを提案した。
原題: Interactive Navigation with Adaptive Non-prehensile Mobile Manipulation ／ Cunxi Dai, Xiaohan Liu, Koushil Sreenath 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
力覚センシングを備えた多モードエンドエフェクタの機構とゲートネットワークによる計算設計
歩行用の足と把持用のグリッパを兼ねる多モードエンドエフェクタMAGPIEを提案し、ホール効果センサによる8軸力覚センシング機構と、ノイズや干渉を考慮した計算設計フレームワークを構築して実験で検証した。
原題: Mechanisms and Computational Design of Multi-Modal End-Effector with Force Sensing using Gated Networks ／ Yusuke Tanaka, Alvin Zhu, Richard Lin 他
日本語で読む →