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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 →- 論文身体性表現学習画像認識
SPA: 3D空間認識による効果的な身体性表現学習
多視点画像への微分可能レンダリングでViTに3D空間理解を持たせ、8シミュレータ268タスクで既存手法を上回る身体性表現学習フレームワークを提案。
原題: SPA: 3D Spatial-Awareness Enables Effective Embodied Representation ／ Haoyi Zhu, Honghui Yang, Yating Wang 他
日本語で読む → - 論文制約付き強化学習AI
適応的ポリシー切替による強化学習における時相論理制約の確率的充足
強化学習中に時相論理で表される制約を確率的に満たすため、報酬最大化と制約充足のポリシーを適応的に切り替える枠組みを提案し、理論的正当性とシミュレーションで有効性を示した。
原題: Probabilistic Satisfaction of Temporal Logic Constraints in Reinforcement Learning via Adaptive Policy-Switching ／ Xiaoshan Lin, Sadık Bera Yüksel, Yasin Yazıcıoğlu 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
歩幅調整を伴う様式的人型ロボット歩行のためのオンラインDNN駆動非線形MPC
人間の動作データで学習したDNNで歩行軌道を生成し、非線形MPCで着地位置をオンライン調整することで、人らしい歩容を保ちながら転倒防止や外乱耐性を実現した。
原題: Online DNN-driven Nonlinear MPC for Stylistic Humanoid Robot Walking with Step Adjustment ／ Giulio Romualdi, Paolo Maria Viceconte, Lorenzo Moretti 他
日本語で読む → - 論文安全制御制御
SEEV: ReLUニューラルバリア関数の効率的な厳密検証を伴う合成
ReLUニューラル制御バリア関数の合成時に活性化領域を減らす正則化を導入し、安全条件のタイトな過近似で検証を高速化するフレームワークを提案した。
原題: SEEV: Synthesis with Efficient Exact Verification for ReLU Neural Barrier Functions ／ Hongchao Zhang, Zhizhen Qin, Sicun Gao 他
日本語で読む → - 論文連続体マニピュレータ/逆運動学ロボティクス
複雑環境における連続体マニピュレータ向け最適化ベース逆運動学ソルバ
障害物の多い複雑な環境で連続体マニピュレータの逆運動学を解くため、経路計画手法に着想を得た最適化ベースのソルバを提案し、高自由度でも効率的かつ柔軟に動作することを示した。
原題: An Optimization-Based Inverse Kinematics Solver for Continuum Manipulators in Intricate Environments ／ Yinan Sun, Sai Wang
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
GHIL-Glue: フィルタリングされたサブゴール画像による階層制御
生成モデルが作るサブゴール画像をフィルタリングし、下位方策と効果的に繋ぐことで、言語条件付きロボット操作の汎化性能を向上させた研究。
原題: GHIL-Glue: Hierarchical Control with Filtered Subgoal Images ／ Kyle B. Hatch, Ashwin Balakrishna, Oier Mees 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
未校正の触覚スキンによる精密で接触の多いマニピュレーションの学習
磁気スキンセンサを視覚情報とトークンとして統合するTransformerベースのViSkフレームワークを提案し、カードスワイプやプラグ挿入などの接触の多い実世界タスクで視覚のみ・光学触覚ベースの手法を大きく上回る性能を示した。
原題: Learning Precise, Contact-Rich Manipulation through Uncalibrated Tactile Skins ／ Venkatesh Pattabiraman, Yifeng Cao, Siddhant Haldar 他
日本語で読む → - 論文筋骨格ヒューマノイドロボティクス
筋骨格ヒューマノイドプラットフォームMusashiのコンポーネントモジュール化設計：学習制御システムの研究に向けて
学習制御システム研究用に、柔軟な筋骨格構造と冗長センサ、再構成可能な構造を持つ筋骨格ヒューマノイドMusashiを開発し、関節モジュールや筋モジュールなどを組み合わせて全身を構築、基礎実験と学習制御実験で有効性を検証した。
原題: Component Modularized Design of Musculoskeletal Humanoid Platform Musashi to Investigate Learning Control Systems ／ Kento Kawaharazuka, Shogo Makino, Kei Tsuzuki 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
相対論的画像処理を用いた4Dベースのロボットナビゲーション
時系列センサ情報を4Dテンソルとして扱う相対論的画像処理により、ロボットが自己位置と環境変化を予測しながら動的にナビゲーションする手法を提案した論文。
原題: 4D-based Robot Navigation Using Relativistic Image Processing ／ Simone Müller, Dieter Kranzlmüller
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
RRT-CBFに基づく動作計画
RRTとモデル予測制御を組み合わせ、動的に更新される制御バリア関数で安全制約を課すことで、静的・動的障害物や他の移動ロボットとの衝突を避ける軌道計画手法を提案し、ロボットアームへの適用を実現した。
原題: RRT-CBF Based Motion Planning ／ Leonas Liu, Yingfan Zhang, Larry Zhang 他
日本語で読む → - 論文ドローン制御ロボティクス
動くゲートを通過するドローンレースのための視線のみを用いた比例航法制御
地図や自己位置推定を使わず、単眼カメラでゲートへの視線方向だけを計測し、比例航法に基づく閉形式の最適制御で高速に動くゲートを通過する手法を提案した。
原題: Flying through Moving Gates without Full State Estimation ／ Ralf Römer, Tim Emmert, Angela P. Schoellig
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
説明レベルの設計と評価：時間制約の異なるタスクにおける「何を」「いつ」伝えるか
テレプレゼンスロボットによる医療支援タスクを題材に、ロボットが伝える情報の内容とタイミングを3段階の説明レベルとして設計し、時間制約の有無でユーザー評価した研究。
原題: Levels of explanation -- implementation and evaluation of what and when for different time-sensitive tasks ／ Shikhar Kumar, Omer Keidar, Yael Edan
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
VLMが見て、ロボットが動く：人間のデモ動画からロボット行動計画を生成
視覚言語モデル（VLM）を用いて人間のデモ動画を解釈し、ロボットのタスク計画を自動生成する手法SeeDoを提案。キーフレーム選択と視覚認識、VLM推論を統合し、シミュレーションと実機で有効性を検証した。
原題: VLM See, Robot Do: Human Demo Video to Robot Action Plan via Vision Language Model ／ Beichen Wang, Juexiao Zhang, Shuwen Dong 他
日本語で読む → - 論文人間ロボット協働ロボティクス
CoHRT: 人とロボットのチーム協働システム
複数人と複数ロボットが同時に協働できるサーバ・クライアント型システムCoHRTを提案し、視覚による環境追跡と簡易なインタフェースでチーム作業を調整する。
原題: CoHRT: A Collaboration System for Human-Robot Teamwork ／ Sujan Sarker, Haley N. Green, Mohammad Samin Yasar 他
日本語で読む → - 論文外骨格/制御ロボティクス
下肢外骨格のための現実的モデル参照計算トルク制御戦略
7自由度の下肢外骨格に対し、関節摩擦を考慮した動的モデルとモデル参照計算トルク制御を組み合わせ、パラメータ不確かさに頑健で計算効率の高い軌道追従制御を実現した。
原題: A Realistic Model Reference Computed Torque Control Strategy for Human Lower Limb Exoskeletons ／ SK Hasan
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
3D-ViTac：視触覚センシングによる繊細なマニピュレーションの学習
低コストで柔軟な高密度触覚センサと視覚情報を統合した3D表現を用い、拡散ポリシーによる模倣学習で両手巧みな操作を実現するシステムを提案。
原題: 3D-ViTac: Learning Fine-Grained Manipulation with Visuo-Tactile Sensing ／ Binghao Huang, Yixuan Wang, Xinyi Yang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
形態計算と生成設計の融合：腱駆動グリッパの自動合成
グラフ文法とヒューリスティック探索を用いて、多様な物体を把持できる腱駆動グリッパの機構を自動設計する手法を提案した。
原題: Synergizing Morphological Computation and Generative Design: Automatic Synthesis of Tendon-Driven Grippers ／ Kirill Zharkov, Mikhail Chaikovskii, Yefim Osipov 他
日本語で読む → - 論文宇宙ロボティクス/特徴認識画像認識
宇宙地形のパッチベース特徴認識のためのマルチビュー注意正則化
月面着陸・航行のための地形特徴認識において、マルチビュー注意正則化(MARs)を導入し、クラス間類似性と多視点幾何の問題を解決。認識性能を最大85%向上させ、月クレーターのデータセットLuna-1も公開。
原題: MARs: Multi-view Attention Regularizations for Patch-based Feature Recognition of Space Terrain ／ Timothy Chase, Karthik Dantu
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ガイド付き自己注意行動クローニングによる軟体物操作スキルの汎化学習
点群から意味特徴を抽出し、ガイド付き自己注意と二段階ファインチューニングで軟体物の操作スキルを汎化可能に学習する行動クローニング方策を提案した。
原題: Learning the Generalizable Manipulation Skills on Soft-body Tasks via Guided Self-attention Behavior Cloning Policy ／ Xuetao Li, Fang Gao, Jun Yu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
不確実性駆動型の先読み予測による適応的動作生成
ロボット制御モデルに複数の未来を予測して不確実性を低減する先読みモジュールを組み込み、開け方が未知のドアをその場で適応的に開けるようにした研究。
原題: Adaptive Motion Generation Using Uncertainty-Driven Foresight Prediction ／ Hyogo Hiruma, Hiroshi Ito, Tetusya Ogata
日本語で読む → - 論文自律航行ロボティクス
水質モニタリングAI応用に向けた自律型水上ビークル試作機
水質センサとステレオカメラを搭載した自律型水上ビークルの実機試作を行い、YOLOv5によるマクロプラスチック検出と水質・水深計測の実験結果を示した。
原題: Towards an Autonomous Surface Vehicle Prototype for Artificial Intelligence Applications of Water Quality Monitoring ／ Luis Miguel Díaz, Samuel Yanes Luis, Alejandro Mendoza Barrionuevo 他
日本語で読む → - 論文外骨格制御ロボティクス
直並列ハイブリッド外骨格Recupera-Rehaの着座・起立・歩行制御
多数の運動学的ループを持つ直並列ハイブリッド外骨格に対し、最適制御で着座・起立・静的歩行の軌道を生成し、実機で動作を検証した。
原題: Sitting, Standing and Walking Control of the Series-Parallel Hybrid Recupera-Reha Exoskeleton ／ Ibrahim Tijjani, Rohit Kumar, Melya Boukheddimi 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
マルチタスク模倣学習による運転教示システム
専門家の教示データ不足を補うため、マルチタスク模倣学習で高性能運転のコーチングシステムを訓練し、実車実験と被験者研究で有効性を示した。
原題: Computational Teaching for Driving via Multi-Task Imitation Learning ／ Deepak Gopinath, Xiongyi Cui, Jonathan DeCastro 他
日本語で読む → - 論文経路計画AI
LLMはソルバーからの追加ヒントで経路計画を立てられるか？
古典的なロボット経路計画タスクにおいて、ソルバーが生成したフィードバック（視覚情報を含む4種類のヒント）とファインチューニングを用いて3つのLLMの性能を評価し、中程度の問題では改善が見られるが難しい問題は依然として解けないことを示した。
原題: Can LLMs plan paths with extra hints from solvers? ／ Erik Wu, Sayan Mitra
日本語で読む → - 論文強化学習/制御ロボティクス
速度履歴を用いたSoft Actor-CriticによるIROS'24競技への挑戦
Soft Actor-CriticにCNNで履歴を符号化したコンテキストベクトルを追加し、PendubotとAcrobotの不安定な劣駆動系を安定化する手法を提案した。
原題: Velocity-History-Based Soft Actor-Critic Tackling IROS'24 Competition "AI Olympics with RealAIGym" ／ Tim Lukas Faust, Habib Maraqten, Erfan Aghadavoodi 他
日本語で読む → - 論文物体レベルマッピング画像認識
3D拡散事前分布を用いたスパース視点からの汎用物体レベルマッピング
3D拡散モデルを形状事前分布として活用し、多カテゴリ物体の姿勢と形状をスパースな視点からNeRFで推定する汎用物体レベルマッピングシステムGOMを提案した。
原題: Toward General Object-level Mapping from Sparse Views with 3D Diffusion Priors ／ Ziwei Liao, Binbin Xu, Steven L. Waslander
日本語で読む → - 論文空中マニピュレーションロボティクス
GPS非依存の空中把持・収穫のための自律飛行システム設計
GPSが使えない屋内環境で、オンボード計算のみを用いて空中で果実を把持・収穫するUAVシステムを設計・実装した。
原題: Design, Localization, Perception, and Control for GPS-Denied Autonomous Aerial Grasping and Harvesting ／ Ashish Kumar, Laxmidhar Behera
日本語で読む → - 論文位置合わせ/手術支援ロボティクス
整形外科手術支援のためのGradient-SDFに基づく部分-全体位置合わせ
術前骨モデルと術中に取得した疎な3D点群との位置合わせを、Gradient-SDFを用いて高精度・高速（1秒未満）に行い、90%の外れ値にも頑健な手法を提案。
原題: Partial-to-Full Registration based on Gradient-SDF for Computer-Assisted Orthopedic Surgery ／ Tiancheng Li, Peter Walker, Danial Hammoud 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
ロボットレーザー手術における体積切除のためのサンプリングベースモデル予測制御
レーザーと組織の相互作用モデルを用い、サンプリングベースMPCで任意の組織体積に対する切除シーケンスを計画し、重要組織を避けつつパラメータ不確かさに対応する手法を提案した。
原題: Sampling-Based Model Predictive Control for Volumetric Ablation in Robotic Laser Surgery ／ Vincent Y. Wang, Ravi Prakash, Siobhan R. Oca 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
CAGE: 因果アテンションによるデータ効率的で汎化可能なロボットマニピュレーション
視覚基盤モデルDINOv2と因果アテンションを組み合わせ、50回程度の実演から未知環境でも汎化できるロボット操作ポリシーを提案した。
原題: CAGE: Causal Attention Enables Data-Efficient Generalizable Robotic Manipulation ／ Shangning Xia, Hongjie Fang, Cewu Lu 他
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