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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 →- 論文軌道最適化math.OC
Transformerによる堅牢な宇宙機軌道最適化
Transformerベースの生成モデルARTを拡張し、不確実性下での確率制約付き最適制御問題に対応させ、低軌道ランデブーで従来法より最大30%のコスト改善と50%の実行不可能ケース削減を達成した。
原題: Towards Robust Spacecraft Trajectory Optimization via Transformers ／ Yuji Takubo, Tommaso Guffanti, Daniele Gammelli 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
接触点のロバスト性に基づく安定物体配置計画
物体の接触点を先に選び、その接触点を実現する配置姿勢を求めることで、複雑な環境でも安定した物体配置を高速に計画する手法を提案し、実機実験で有効性を示した。
原題: Stable Object Placement Planning From Contact Point Robustness ／ Philippe Nadeau, Jonathan Kelly
日本語で読む → - 論文軌道最適化/MPCロボティクス
動的ニューラルポテンシャル場：移動障害物下でのオンライン軌道最適化
Transformerで将来の反発ポテンシャルを予測しMPCに組み込むことで、動的環境でのリアルタイム軌道最適化を実現した研究。
原題: Dynamic Neural Potential Field: Online Trajectory Optimization in the Presence of Moving Obstacles ／ Aleksei Staroverov, Muhammad Alhaddad, Aditya Narendra 他
日本語で読む → - 論文教師なし強化学習機械学習
SkiLD: 因子間相互作用に導かれた教師なしスキル発見
状態を因子に分解し、因子間の多様な相互作用を引き起こすスキルを教師なしで学習する手法を提案。家庭環境ロボットなど長期的な疎報酬タスクで既存手法を上回る。
原題: SkiLD: Unsupervised Skill Discovery Guided by Factor Interactions ／ Zizhao Wang, Jiaheng Hu, Caleb Chuck 他
日本語で読む → - 論文制御/MPCロボティクス
小型マルチロータ向け学習ベースMPC：組み込み予測制御のためのソルバー認識学習
計算資源が限られた超小型ドローン上で、学習ベースのモデル予測制御をソルバーと協調設計し、100Hzで動作させた研究。
原題: Tiny Learning-Based MPC for Multirotors: Solver-Aware Learning for Efficient Embedded Predictive Control ／ Babak Akbari, Justin Frank, Melissa Greeff
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ロボット群による完全分散・耐故障性のあるソース探索
一定速度で移動するロボット群が未知のスカラー場の最大値を、勾配情報に頼らずに任意精度で探索する完全分散・耐故障性アルゴリズムを提案した。
原題: Fully distributed and resilient source seeking for robot swarms ／ Jesús Bautista, Antonio Acuaviva, José Hinojosa 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
LucidGrasp: 6D姿勢推定による透明度の異なる実験器具の自律操作ロボットフレームワーク
透明度が異なる液体入り実験器具を6D姿勢推定で認識し、注液などの繊細な操作を自律的に行うロボットフレームワークを開発した。
原題: LucidGrasp: Robotic Framework for Autonomous Manipulation of Laboratory Equipment with Different Degrees of Transparency via 6D Pose Estimation ／ Maria Makarova, Daria Trinitatova, Qian Liu 他
日本語で読む → - 論文模倣学習/ヒューマノイドロボティクス
OKAMI: 単一動画の模倣によるヒューマノイドロボットの操作スキル学習
1本のRGB-D動画から物体を認識して人間の動きをヒューマノイドに再ターゲティングし、操作計画と実行ポリシーを生成する手法を提案。閉ループ視覚運動ポリシーは79.2%の成功率を達成した。
原題: OKAMI: Teaching Humanoid Robots Manipulation Skills through Single Video Imitation ／ Jinhan Li, Yifeng Zhu, Yuqi Xie 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
幾何制約を用いたテンセグリティロボットの固有受容状態推定
3本棒プリズム型テンセグリティ構造の幾何制約とIMU・モータエンコーダから形状・姿勢を再構成し、接触支援不変拡張カルマンフィルタで位置・姿勢を推定する手法を提案した。
原題: Tensegrity Robot Proprioceptive State Estimation with Geometric Constraints ／ Wenzhe Tong, Tzu-Yuan Lin, Jonathan Mi 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
基盤モデルとPDDLによる食材状態認識に基づく実世界調理ロボットシステム
LLMとPDDLで調理行動を計画し、VLMで食材の状態を少量データから認識することで、PR2が実環境で新しいレシピ通りに調理を行うシステムを実現した。
原題: Real-World Cooking Robot System from Recipes Based on Food State Recognition Using Foundation Models and PDDL ／ Naoaki Kanazawa, Kento Kawaharazuka, Yoshiki Obinata 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
ロボット指のためのコンパクトLED変位センシング
LEDを発光・受光素子として用い、透明エラストマーを介した2枚の板の変位を検出するロボット指用センサを開発し、教師あり学習で力とトルクを推定した。
原題: Compact LED-Based Displacement Sensing for Robot Fingers ／ Amr El-Azizi, Sharfin Islam, Pedro Piacenza 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
部分的観測グラフ上での異種ロボットチーム協調と現実的通信
危険な辺を持つグラフ上でのチーム協調問題を、異種ロボット・部分観測・現実的通信に拡張し、リアルタイム部分地図とA*的なサブゴール割当で協調行動を生成するアルゴリズムを提案した。
原題: Heterogeneous Team Coordination on Partially Observable Graphs with Realistic Communication ／ Yanlin Zhou, Manshi Limbu, Xuan Wang 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
3D点群における牛の関節推定のsim2real
アニメーション3Dモデルから牛の姿勢データセットを構築し、表面の測地線距離と多辺測量を用いて外部形状のみから内部関節を推定する深層学習手法を提案した。
原題: Sim2real Cattle Joint Estimation in 3D point clouds ／ Mohammad Okour, Raphael Falque, Alen Alempijevic
日本語で読む → - 論文探索ロボティクス
会場マップを活用した看板認識型オープンワールド探索
拡散モデルによる看板テキスト認識と会場マップを組み合わせ、未知のショッピングモール内で目的の店舗を効率的に探索するロボットシステムを提案した。
原題: Signage-Aware Exploration in Open World using Venue Maps ／ Chang Chen, Liang Lu, Lei Yang 他
日本語で読む → - 論文物理情報学習/摩擦同定ロボティクス
物理情報ニューラルネットワークによる高減速比ハーモニックドライブの摩擦モデリング
トルクセンサや専用装置なしに、ロボットの内部モデルと状態データからPINNでハーモニックドライブの摩擦を同定し、トルク制御の性能向上とエネルギー損失削減を実現した。
原題: Physics-Informed Learning for the Friction Modeling of High-Ratio Harmonic Drives ／ Ines Sorrentino, Giulio Romualdi, Fabio Bergonti 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
非対称軟体腕を持つタコ泳法模倣ロボット
非対称な受動変形腕と傘状の速戻り機構を組み合わせ、2つの定速モーターだけでタコの腕運動とストローク時間比を再現し、効率的な遊泳を実現したバイオミメティックロボット。
原題: Octopus-Swimming-Like Robot with Soft Asymmetric Arms ／ Bobing Zhang, Yiyuan Zhang, Yiming Li 他
日本語で読む → - 論文ドメイン汎化機械学習
ドメイン汎化のための量子化対応トレーニング
量子化を暗黙の正則化として利用し、損失景観を平坦化することでドメイン汎化性能を向上させる手法を提案。
原題: QT-DoG: Quantization-aware Training for Domain Generalization ／ Saqib Javed, Hieu Le, Mathieu Salzmann
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 → - 論文経路計画ロボティクス
可動障害物を含む対話的環境における探索ベース経路計画
ロボットが経路上の可動物体を押しのけて進むPAMO問題に対し、巨大な状態空間のごく一部のみを探索するPAMO*を提案し、最大400物体の混雑環境で1秒以内に最適解を得られることを示した。
原題: Search-Based Path Planning in Interactive Environments among Movable Obstacles ／ Zhongqiang Ren, Bunyod Suvonov, Guofei Chen 他
日本語で読む → - 論文動作生成ロボティクス
キノダイナミック制約下での反応的動作生成のための微分可能な動作多様体プリミティブ
オフラインで制約を満たす低次元軌道多様体を学習し、オンラインで高速探索することで、高次元系のキノダイナミック制約下でのリアルタイム動作生成を実現する微分可能なニューラルネットワーク手法を提案した。
原題: Differentiable Motion Manifold Primitives for Reactive Motion Generation under Kinodynamic Constraints ／ Yonghyeon Lee
日本語で読む → - 論文フリート学習ロボティクス
視覚ワールドモデルを用いたマルチタスク対話型ロボットフリート学習
視覚ワールドモデルでロボットの行動結果を予測し異常を検知して、必要なときだけ人間が介入するフリート学習フレームワークを提案。自律性向上に伴い介入要求が自動的に減り、人間の負担を軽減する。
原題: Multi-Task Interactive Robot Fleet Learning with Visual World Models ／ Huihan Liu, Yu Zhang, Vaarij Betala 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
SwarmPath：人工ポテンシャル場とインピーダンス制御を活用した混雑環境下でのドローン群ナビゲーション
人工ポテンシャル場とインピーダンス制御を組み合わせ、仮想リーダーに追従するドローン群が障害物を避けつつ狭い通路を効率的に通過する手法を提案した論文。
原題: SwarmPath: Drone Swarm Navigation through Cluttered Environments Leveraging Artificial Potential Field and Impedance Control ／ Roohan Ahmed Khan, Malaika Zafar, Amber Batool 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 → - 論文ナビゲーションロボティクス
実世界ゼロショット物体ゴールナビゲーションのための信頼性の高い意味理解
GLIPとInstructionBLIPを組み合わせた二重構成フレームワークで、未知環境でのゼロショット物体ゴールナビゲーションの意味理解を高め、ナビゲーション精度と信頼性を向上させた。
原題: Reliable Semantic Understanding for Real World Zero-shot Object Goal Navigation ／ Halil Utku Unlu, Shuaihang Yuan, Congcong Wen 他
日本語で読む → - 論文MPCロボティクス
Transformerベースのモデル予測制御：系列モデリングによる軌道最適化
Transformerで非凸軌道最適化の初期解を予測し、MPCの収束と計算時間を大幅に改善する枠組みを提案した。
原題: Transformer-based Model Predictive Control: Trajectory Optimization via Sequence Modeling ／ Davide Celestini, Daniele Gammelli, Tommaso Guffanti 他
日本語で読む → - 論文制御/通信ロボティクス
多目的異種ダイナミクスに対する意味的通信と制御の共設計
Koopmanオペレータと信号時相論理を組み合わせたオートエンコーダで、異なる制御則を持つ系の意味的ダイナミクスを学習し、通信コストを91.65%削減しつつ予測精度と制御性能を向上させた。
原題: Semantic Communication and Control Co-Design for Multi-Objective Distinct Dynamics ／ Abanoub M. Girgis, Hyowoon Seo, Mehdi Bennis
日本語で読む → - 論文能動学習ロボティクス
身体性を活かした生成的な物体モデルの能動学習
ロボットが未知の物体を将来見つけられるよう、潜在的な不確かさに基づいて能動的にデータを収集し、画像特徴を学習する手法を提案。実機とシミュレーションで検証した。
原題: Embodied Active Learning of Generative Sensor-Object Models ／ Allison Pinosky, Todd D. Murphey
日本語で読む → - 論文タスクプランニングロボティクス
APRICOT: LLMを用いた能動的選好学習と制約を考慮したタスクプランニング
冷蔵庫への物品整理のような制約空間での作業において、LLMによるベイズ能動的選好学習と制約を考慮したタスクプランニングを組み合わせ、ユーザーの選好を推定しつつ環境制約に適応した計画を生成する手法を提案した。
原題: APRICOT: Active Preference Learning and Constraint-Aware Task Planning with LLMs ／ Huaxiaoyue Wang, Nathaniel Chin, Gonzalo Gonzalez-Pumariega 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 → - 論文マルチモーダル融合画像認識
t-READi: 自動運転向けTransformer駆動の堅牢で効率的なマルチモーダル推論
マルチモーダルセンサのデータ分布や可用性の変動に適応する推論システムを提案し、欠損モダリティを補償しつつ精度と効率を向上させた。
原題: t-READi: Transformer-Powered Robust and Efficient Multimodal Inference for Autonomous Driving ／ Pengfei Hu, Yuhang Qian, Tianyue Zheng 他
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