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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 →- 論文ナビゲーション画像認識
SG-Nav: 3Dシーングラフを用いたLLMベースのゼロショット物体ナビゲーション
観測した環境を3Dシーングラフで表現し、LLMに階層的な思考プロンプトを与えることで、ゼロショット物体ナビゲーションを高精度かつ説明可能に実現した研究。
原題: SG-Nav: Online 3D Scene Graph Prompting for LLM-based Zero-shot Object Navigation ／ Hang Yin, Xiuwei Xu, Zhenyu Wu 他
日本語で読む → - 論文安全強化学習ロボティクス
安全フィルタを訓練中に組み込む：強化学習エージェントの性能とサンプル効率の改善
強化学習の訓練時に安全フィルタを組み込み、エージェントがフィルタを考慮して学習できるようにする複数の手法を分析し、Crazyflie 2.0ドローンでの実験で性能・サンプル効率・安全性・チャタリングへの影響を評価した。
原題: Safety Filtering While Training: Improving the Performance and Sample Efficiency of Reinforcement Learning Agents ／ Federico Pizarro Bejarano, Lukas Brunke, Angela P. Schoellig
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
完全性保証付きウィンドウドMAPF
ウィンドウドMAPFに完全性を持たせる枠組みWinC-MAPFを提案し、CBSを改良したSS-CBSで既存手法が失敗する難シナリオを解けることを示した。
原題: Windowed MAPF with Completeness Guarantees ／ Rishi Veerapaneni, Muhammad Suhail Saleem, Jiaoyang Li 他
日本語で読む → - 論文VLA機械学習
π0: 汎用ロボット制御のための視覚-言語-行動フローモデル
事前学習済み視覚言語モデルにフローマッチングを組み合わせ、多様なロボットの大規模データで訓練することで、洗濯物畳みや箱組み立てなどの器用なタスクをゼロショットや言語指示で実行できる汎用ロボット基盤モデルを提案した。
原題: π0: A Vision-Language-Action Flow Model for General Robot Control ／ Kevin Black, Noah Brown, Danny Driess 他
日本語で読む → - 論文非ホロノミック制御ロボティクス
体操から仮想非ホロノミック拘束へ：アクロボットのエネルギー注入・散逸・調整
アクロボットに体操の大車輪運動を模倣させる仮想非ホロノミック拘束を設計し、設計パラメータの符号でエネルギー注入・散逸を制御できることを示し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: From gymnastics to virtual nonholonomic constraints: energy injection, dissipation, and regulation for the acrobot ／ Adan Moran-MacDonald, Manfredi Maggiore, Xingbo Wang
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習制御
ポテンシャルゲームと低ランク政策構造によるマルチエージェント到達回避MDP
マルチエージェント到達回避MDPを局所フィードバック政策で解き、ポテンシャルゲーム構造を利用して通信・メモリ・計算量を削減しつつ最適解に近い性能を達成する手法を提案。
原題: Multi-agent Reach-avoid MDP via Potential Games and Low-rank Policy Structure ／ Adam Casselman, Abraham P. Vinod, Sarah H. Q. Li
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
複雑な報酬関数のためのカリキュラム強化学習
複数の報酬項を持つ複雑なタスクに対し、単純な報酬から複雑な報酬へと段階的に移行する二段階カリキュラムを提案し、制約を守りつつタスクを達成する方策を学習できるようにした。
原題: Curriculum Reinforcement Learning for Complex Reward Functions ／ Kilian Freitag, Kristian Ceder, Rita Laezza 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 → - 論文ロボティクス意味論ロボティクス
ロボティクスにおける意味論：環境データから人間行動の慣習は得られない
ロボティクスでいう「意味論」は環境データから抽出できるものではなく、人間行動の慣習に基づくデータであると論じ、特にアフォーダンスが物理理解と超知能を要する問題であることを明らかにした。
原題: Semantics in Robotics: Environmental Data Can't Yield Conventions of Human Behaviour ／ Jamie Milton Freestone
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットマニピュレーションの模倣学習におけるデータスケーリング則
模倣学習において環境・物体・デモ数の増加が汎化性能に与える影響を大規模実験で調査し、環境と物体の多様性が重要であることを示した。
原題: Data Scaling Laws in Imitation Learning for Robotic Manipulation ／ Fanqi Lin, Yingdong Hu, Pingyue Sheng 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
選好整合拡散プランナによる四足歩行制御
報酬ラベルなしの専門家データで拡散プランナをオフライン学習し、弱い選好ラベリングを用いたオンライン強化学習でロバスト性を高め、四足歩行の速度追従と実機ゼロショット転移を実現した。
原題: Preference Aligned Diffusion Planner for Quadrupedal Locomotion Control ／ Xinyi Yuan, Zhiwei Shang, Zifan Wang 他
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
等式制約付き拡散モデルによる直接軌道最適化
拡散モデルを用いた軌道最適化において、非線形等式制約を扱える手法を提案し、直接法による軌道最適化を可能にした。
原題: Equality Constrained Diffusion for Direct Trajectory Optimization ／ Vince Kurtz, Joel W. Burdick
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚センサ間の対照学習による統一表現の獲得
異なる触覚センサ（GelSlimとSoft Bubble）で同じ物体を触ったペアデータを使い、対照学習で共通の埋め込み空間を学習。姿勢推定や分類の事前学習に有効で、あるセンサで学習したモデルを別のセンサに追加学習なしで適用できることを示した。
原題: Contrastive Touch-to-Touch Pretraining ／ Samanta Rodriguez, Yiming Dou, William van den Bogert 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
X-Mobility：世界モデリングによるエンドツーエンドの汎化可能なナビゲーション
潜在状態空間を持つ自己回帰的な世界モデルと多頭デコーダを組み合わせ、行動方策と分離して学習することで、未知環境でも汎化するナビゲーションモデルを実現した。
原題: X-MOBILITY: End-To-End Generalizable Navigation via World Modeling ／ Wei Liu, Huihua Zhao, Chenran Li 他
日本語で読む → - 論文宇宙状況認識ロボティクス
情報駆動型の新規宇宙物体の探索と追跡
新規検出された宇宙物体の追跡において、CPHDフィルタと情報駆動型センサ制御を組み合わせ、不確実性と誤検出に対処する手法を提案。
原題: Information-Driven Search and Track of Novel Space Objects ／ Trevor N. Wolf, Brandon A. Jones
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
微分可能ロボットレンダリング
ロボットの見た目を制御パラメータで微分可能に描画する手法を提案し、画像からの姿勢復元や視覚言語モデルによる制御に応用した。
原題: Differentiable Robot Rendering ／ Ruoshi Liu, Alper Canberk, Shuran Song 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
GNSS拒否海域におけるUAV-六脚ロボット協調による自律回収システム
GNSSが使えない海上環境で、UAVに搭載したウインチで六脚ロボットを自律的に展開・回収する協調システムを開発し、光学フロー・LiDAR・深度のセンサフュージョンで位置推定を行い、実海域試験で有効性を検証した。
原題: A Collaborative Team of UAV-Hexapod for an Autonomous Retrieval System in GNSS-Denied Maritime Environments ／ Seungwook Lee, Maulana Bisyir Azhari, Gyuree Kang 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/食事支援ロボティクス
SODA：折り紙人工筋を用いた食事支援用ソフト動的食具
折り紙人工筋を活用し、把持とすくいを切り替えられる多目的な食事支援用ソフト食具を開発した。
原題: SODA: a Soft Origami Dynamic utensil for Assisted feeding ／ Yuxin Ray Song, Shufan Wang
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
情報理論を活用した手作業の直感的ロボットプログラミング
RGB動画で示された人間の手作業を情報理論で解析し、シーングラフと行動木に変換してロボットが未見環境でも再現できる枠組みを提案。複数被験者の手作業データセットHANDSOMEも公開。
原題: Exploiting Information Theory for Intuitive Robot Programming of Manual Activities ／ Elena Merlo, Marta Lagomarsino, Edoardo Lamon 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
限られた視野を持つ人間とロボットの動作の理解と模倣
限られた視野・視認範囲・見落としを考慮した知覚モデルを動作方策から分離して学習し、人間のナビゲーション戦略を予測・模倣してロボットが障害物を避けて動けるようにした研究。
原題: Understanding and Imitating Human-Robot Motion with Restricted Visual Fields ／ Maulik Bhatt, HongHao Zhen, Monroe Kennedy 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
模倣学習による拡散ポリシーで実現するコンプライアントな接触リッチマニピュレーション
拡散モデルを用いてエンドエフェクタ姿勢とアーム剛性を予測し、粉体研磨のような力制御が難しい接触作業を模倣学習で実現するフレームワークDIPCOMを提案した。
原題: Learning Diffusion Policies from Demonstrations For Compliant Contact-rich Manipulation ／ Malek Aburub, Cristian C. Beltran-Hernandez, Tatsuya Kamijo 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
文脈ベースの視覚言語による場所認識
ゼロショットの言語駆動型セマンティックセグメンテーションで画素埋め込みを抽出し、追加学習なしでシーン変化に頑健な視覚的場所認識を実現した。
原題: Context-Based Visual-Language Place Recognition ／ Soojin Woo, Seong-Woo Kim
日本語で読む → - 論文自律走行ロボティクス
TinyLidarNet: 2D LiDARを用いたF1TENTH自律走行のためのエンドツーエンド深層学習モデル
2D LiDARの生データから直接制御信号を生成する軽量なエンドツーエンド深層学習モデルを提案し、F1TENTH自律レースで3位に入賞した。1D CNNベースのアーキテクチャがMLPより優れ、低性能マイコンでもリアルタイム処理可能であることを示した。
原題: TinyLidarNet: 2D LiDAR-based End-to-End Deep Learning Model for F1TENTH Autonomous Racing ／ Mohammed Misbah Zarrar, Qitao Weng, Bakhbyergyen Yerjan 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
不完全なシステムダイナミクスを活用した強化学習の誘導
システムの既知・未知部分を分離し、部分的なモデルに基づく埋め込みコントローラで強化学習を誘導することで、サンプル効率と汎化性能を改善する手法を提案した。
原題: Guiding Reinforcement Learning with Incomplete System Dynamics ／ Shuyuan Wang, Jingliang Duan, Nathan P. Lawrence 他
日本語で読む → - 論文共有制御AI
オラクルクエリを用いたブラックボックスエージェントとの共有制御
人間と協調するロボットの共有制御において、協力エージェントへの直接クエリを導入し、いつクエリすべきかの3つのヒューリスティクスを提案・評価した論文。
原題: Shared Control with Black Box Agents using Oracle Queries ／ Inbal Avraham, Reuth Mirsky
日本語で読む → - 論文空中VLNロボティクス
空間表現の探索による空中視覚言語ナビゲーションにおけるLLM推論の強化
空中VLNタスクにおいて、LLMをエージェントとして活用し、意味論的トポロジカル距離表現（STMR）を導入することで空間推論能力を高め、訓練不要のゼロショットフレームワークを実現した。
原題: Exploring Spatial Representation to Enhance LLM Reasoning in Aerial Vision-Language Navigation ／ Yunpeng Gao, Zhigang Wang, Pengfei Han 他
日本語で読む → - 論文3D追跡画像認識
Open3DTrack: オープンボキャブラリ3D多物体追跡に向けて
自動運転向けの3D多物体追跡を、事前定義されたカテゴリに縛られず未知の物体にも対応できるオープンボキャブラリ設定へと拡張し、その手法とデータセット分割を提案した論文。
原題: Open3DTrack: Towards Open-Vocabulary 3D Multi-Object Tracking ／ Ayesha Ishaq, Mohamed El Amine Boudjoghra, Jean Lahoud 他
日本語で読む → - 論文ロコマニピュレーションロボティクス
嗜好オラクル誘導マルチモード方策による動的二足歩行ロコマニピュレーション
ハイブリッドオートマトンをオラクルとして用い、嗜好報酬でモード遷移列を誘導することで、サッカーや箱移動などの動的全身ロコマニピュレーションを単一方策で学習する手法を提案。
原題: Preferenced Oracle Guided Multi-mode Policies for Dynamic Bipedal Loco-Manipulation ／ Prashanth Ravichandar, Lokesh Krishna, Nikhil Sobanbabu 他
日本語で読む → - 論文4D生成画像認識
DynamicCity: 動的シーンからの大規模4D占有生成
動的運転環境の大規模4D占有シーンを生成するフレームワークを提案し、HexPlane表現のVAEとDiTベース拡散モデルで高品質な生成を実現した。
原題: DynamicCity: Large-Scale 4D Occupancy Generation from Dynamic Scenes ／ Hengwei Bian, Lingdong Kong, Haozhe Xie 他
日本語で読む → - 論文人間ロボット協調ロボティクス
シミュレーション環境と実験室環境におけるユーザー研究の一貫性比較
人間とロボットの協調作業をシミュレーションで研究するため、ブラウザベースのシミュレーションと実験室でのユーザー研究を比較し、参加者の組み立て判断と状況認識が一致することを示した。
原題: Comparing the Consistency of User Studies Conducted in Simulations and Laboratory Settings ／ Jonathan Hümmer, Dominik Riedelbauch, Dominik Henrich
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