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: 2024/9/1 / 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 →- 論文モデル予測制御math.OC
非線形モデル予測制御のための時間並列ニュートン法
制約付き非線形最適化問題に対し、時間並列な二次解法を開発し、計画ホライズンに対して対数的な計算時間スケーリングを実現した。
原題: A Parallel-in-Time Newton's Method for Nonlinear Model Predictive Control / Casian Iacob, Hany Abdulsamad, Simo Särkkä
日本語で読む → - 論文sim2realastro-ph.IM
高性能な月着陸シミュレーション
月面着陸のための視覚センサーアルゴリズム開発に使われる、レイトレーシングベースの高精度シミュレータSurRenderを紹介し、20m解像度の月全球モデルをリアルタイム描画できることを示した。
原題: High performance Lunar landing simulations / Jérémy Lebreton, Roland Brochard, Nicolas Ollagnier 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
非ランバート環境における物理ベースのフォトメトリックバンドル調整
非拡散反射を含む実環境でカメラ姿勢と3D形状を高精度に推定するため、材質・照明・光路に基づく物理的重みを導入したフォトメトリックバンドル調整法を提案し、非ランバートシーンのSLAM用データセットも構築した。
原題: Physically-Based Photometric Bundle Adjustment in Non-Lambertian Environments / Lei Cheng, Junpeng Hu, Haodong Yan 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションAI
HM3D-OVON: オープンボキャブラリ物体目標ナビゲーションのデータセットとベンチマーク
HM3DSemを基に379カテゴリ・1.5万以上の物体注釈を備えた大規模ObjectNavベンチマークを構築し、自由記述の言語で指定された任意物体を探索するオープンボキャブラリナビゲーション手法を評価・比較した。
原題: HM3D-OVON: A Dataset and Benchmark for Open-Vocabulary Object Goal Navigation / Naoki Yokoyama, Ram Ramrakhya, Abhishek Das 他
日本語で読む → - 論文VLAAI
RAG-Modulo: 経験・批評家・言語モデルを活用した逐次タスクの解決
LLMエージェントに過去の経験を記憶し検索する仕組みと批評家による評価を組み合わせ、逐次タスクの成功率と効率を向上させるフレームワークを提案した。
原題: RAG-Modulo: Solving Sequential Tasks using Experience, Critics, and Language Models / Abhinav Jain, Chris Jermaine, Vaibhav Unhelkar
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堅牢なはしご登り
強化学習とフック型エンドエフェクタを組み合わせ、四足ロボットがはしごを登る制御方策を学習し、シミュレーションから実機へのゼロショット転移で90%の成功率を達成した。
原題: Robust Ladder Climbing with a Quadrupedal Robot / Dylan Vogel, Robert Baines, Joseph Church 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
Swarm-LIO2: UAV群のための分散型・高効率LiDAR慣性オドメトリ
UAV群が互いを観測し合いながら、分散型でプラグアンドプレイに動作する高効率なLiDAR慣性オドメトリ手法を提案。
原題: Swarm-LIO2: Decentralized, Efficient LiDAR-inertial Odometry for UAV Swarms / Fangcheng Zhu, Yunfan Ren, Longji Yin 他
日本語で読む → - 論文測位・追跡ロボティクス
アンカー不要のUWB測距と慣性センシングによる移動トラッカ間の相対位置追跡
固定アンカーを使わず、移動する複数のトラッカ間の相対位置をUWB測距と慣性センサの融合で推定するシステムを提案。EKFと多次元尺度構成法を組み合わせたフィルタで、遮蔽物があっても2Dで10.2cm、3Dで21.7cmの精度を達成した。
原題: Accurately Tracking Relative Positions of Moving Trackers based on UWB Ranging and Inertial Sensing without Anchors / Rayan Armani, Christian Holz
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
衛星チェイサー:軌道上の知的敵対者に対抗する多様性敵対的強化学習
複数の敵対衛星から逃げる衛星の自律回避戦略を、多様な敵戦略を促す二段階マルチエージェント強化学習で訓練する手法を提案し、軌道上の追跡・回避シナリオで有効性を示した。
原題: Satellite Chasers: Divergent Adversarial Reinforcement Learning to Engage Intelligent Adversaries on Orbit / Cameron Mehlman, Gregory Falco
日本語で読む → - 論文セグメンテーションロボティクス
未見物体インスタンスセグメンテーションへのSegment Anything Modelの適応
SAMを活用し、ヒートマップベースのプロンプト生成と階層的識別ネットワークで適応させることで、訓練データを10%しか使わずに未見物体のセグメンテーションで最先端性能を達成した。
原題: Adapting Segment Anything Model for Unseen Object Instance Segmentation / Rui Cao, Chuanxin Song, Biqi Yang 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
限られた検出範囲で飛行するクアッドロータ群の安全な衝突回避のための分散非線形モデル予測制御
検出・通信範囲に制限がある複数クアッドロータの安全な協調飛行のため、指数制御バリア関数を組み込んだ分散非線形モデル予測制御を提案し、安全性を保つ最小検出範囲を示して実機検証した。
原題: Decentralized Nonlinear Model Predictive Control for Safe Collision Avoidance in Quadrotor Teams with Limited Detection Range / Manohari Goarin, Guanrui Li, Alessandro Saviolo 他
日本語で読む → - 論文制御/適応ロボティクス
極限適応を実現する学習ベースのクアッドコプター制御器
模倣学習と強化学習を組み合わせ、機体パラメータをセンサ履歴から推定することで、質量・サイズ・アクチュエータ性能が大きく異なるクアッドコプターに適応する低レベル制御器を開発した。
原題: A Learning-based Quadcopter Controller with Extreme Adaptation / Dingqi Zhang, Antonio Loquercio, Jerry Tang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
四足歩行ロボットによる視覚支援果実収穫のための階層的三腕計画
3本腕の四足ロボットLocoHarv-3を開発し、遠隔操作と学習ベースの視覚認識を統合した階層的三腕計画法で、衝突のない軌道による自動果実収穫を実現した。
原題: Hierarchical Tri-manual Planning for Vision-assisted Fruit Harvesting with Quadrupedal Robots / Zhichao Liu, Jingzong Zhou, Konstantinos Karydis
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
MGSO: 効率的な3Dガウシアンスプラッティングを用いた単眼リアルタイムフォトメトリックSLAM
フォトメトリックSLAMと3Dガウシアンスプラッティングを統合し、RGB入力のみで高品質・省メモリ・高速なリアルタイム単眼SLAMを実現した。
原題: MGSO: Monocular Real-time Photometric SLAM with Efficient 3D Gaussian Splatting / Yan Song Hu, Nicolas Abboud, Muhammad Qasim Ali 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
LLMの身体的・社会的グラウンディングへのロードマップ
LLMとロボットの融合において、言語の意味理解に必要な身体的・時間的・社会的要素を整理し、グラウンディングへの道筋を示したロードマップ論文。
原題: A Roadmap for Embodied and Social Grounding in LLMs / Sara Incao, Carlo Mazzola, Giulia Belgiovine 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
GRACE: LLMと人間の説明を活用した社会的に適切なロボット行動の生成
LLMの常識知識と人間の説明を双方向の生成ネットワークで統合し、社会的規範と個人の好みに沿ったロボット行動を生成・説明する手法を提案。
原題: GRACE: Generating Socially Appropriate Robot Actions Leveraging LLMs and Human Explanations / Fethiye Irmak Dogan, Umut Ozyurt, Gizem Cinar 他
日本語で読む → - 論文全身制御ロボティクス
脚式ロボットによる全身エンドエフェクタ姿勢追従
不整地を歩行する四脚ロボットとアームの全身強化学習により、広い作業空間でエンドエフェクタの位置と姿勢を高精度に追従させる手法を提案した。
原題: Whole-body End-Effector Pose Tracking / Tifanny Portela, Andrei Cramariuc, Mayank Mittal 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
自律飛行エージェントによる複数漂流者のモデル予測制御追跡
海上事故で漂流する複数の遭難者を、限られた視野の機載カメラを持つ自律UAVが追跡するためのモデル予測制御フレームワークを提案し、CNNによる検出確率の実験的評価とともに有効性を示した。
原題: Model Predictive Control For Multiple Castaway Tracking with an Autonomous Aerial Agent / Andreas Anastasiou, Savvas Papaioannou, Panayiotis Kolios 他
日本語で読む → - 論文セマンティックマッピングロボティクス
動的環境における粒子ベースのインスタンス認識型セマンティック占有マッピング
粒子フィルタを用いて動的環境の物体をインスタンス・セマンティクス・占有状態を同時に推定する地図構築手法を提案し、ノイズ下でも高精度を実現した。
原題: Particle-based Instance-aware Semantic Occupancy Mapping in Dynamic Environments / Gang Chen, Zhaoying Wang, Wei Dong 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
SoloParkour: 特権経験を用いた視覚移動のための制約付き強化学習
特権情報で訓練した方策から経験を生成し、深度画像からのオフポリシー強化学習を効率化することで、四足ロボットに歩行・登攀・跳躍・這行などのパルクール技能を実現した。
原題: SoloParkour: Constrained Reinforcement Learning for Visual Locomotion from Privileged Experience / Elliot Chane-Sane, Joseph Amigo, Thomas Flayols 他
日本語で読む → - 論文探索ロボティクス
P2 Explore: 階層予測を用いた未知の雑然環境における効率的探索
雑然とした屋内環境の間取りを予測するFPUNetを提案し、予測した部屋のトポロジーに基づいて訪問順を最適化することで、ロボット探索の経路長を短縮する手法を実現した。
原題: P2 Explore: Efficient Exploration in Unknown Cluttered Environment with Floor Plan Prediction / Kun Song, Gaoming Chen, Masayoshi Tomizuka 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
HOLA-Drone: ハイパーグラフ型オープンエンド学習によるゼロショット複数ドローン協調追跡
ハイパーグラフ形式のゲームモデリングに基づき学習目標を継続的に適応させる手法を提案し、未見の複数ドローン仲間と協調して複数の逃走者を捕獲するゼロショット協調を実現した。
原題: HOLA-Drone: Hypergraphic Open-ended Learning for Zero-Shot Multi-Drone Cooperative Pursuit / Yang Li, Dengyu Zhang, Junfan Chen 他
日本語で読む → - 論文制御/安全フィルタロボティクス
ロボティクス向け微分可能予測制御:データ駆動型予測安全フィルタアプローチ
微分可能予測制御(DPC)の安全性保証の欠如を解決するため、相対次数に基づくシステム分解と、訓練データから安全集合を生成するイベントトリガ型予測安全フィルタを提案し、クアッドコプタでMPC並みの性能と最大3桁の計算時間削減を実証した。
原題: Differentiable Predictive Control for Robotics: A Data-Driven Predictive Safety Filter Approach / John Viljoen, Wenceslao Shaw Cortez, Jan Drgona 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
キースキャンに基づく移動ロボットナビゲーション:スキャン領域グラフを用いた統合的なマッピング・計画・制御
未知環境での移動ロボットナビゲーションのために、局所的に観測される星凸スキャン領域のポーズグラフをメトリック・トポロジカルマップとして用い、安全な局所ナビゲーション方策とキースキャン選択による統合的なマッピング・計画・制御手法を提案した。
原題: Key-Scan-Based Mobile Robot Navigation: Integrated Mapping, Planning, and Control using Graphs of Scan Regions / Dharshan Bashkaran Latha, Ömür Arslan
日本語で読む → - 論文自動運転/HDマップ画像認識
GenMapping: 逆透視変換を活用したロバストなオンラインHDマップ構築
逆透視変換でカメラパラメータを学習から切り離し、3分岐の協調アーキテクチャとクロスビュー学習により、未知のカメラ設定でも汎化するオンラインHDマップ生成フレームワークを提案。
原題: GenMapping: Unleashing the Potential of Inverse Perspective Mapping for Robust Online HD Map Construction / Siyu Li, Kailun Yang, Hao Shi 他
日本語で読む → - 論文次善視点計画ロボティクス
未知物体の再構成のための効率的な投影ベース次善視点計画フレームワーク
ボクセルクラスタを楕円体に再フィットし、投影ベースの視点品質評価と大域分割戦略で次善視点を選ぶことで、レイキャスティングを不要にし、未知物体の3D再構成を約10倍高速化した。
原題: An Efficient Projection-Based Next-best-view Planning Framework for Reconstruction of Unknown Objects / Zhizhou Jia, Shaohui Zhang, Qun Hao
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
Actor-Critic強化学習を組み込んだMPCによる自律ホイールローダの目標姿勢ナビゲーション
強化学習のActor-Criticで学習した価値関数をMPCのコストとして組み込み、ホイールローダを任意の目標姿勢へ効率的にナビゲーションする制御手法を提案し、実機でも検証した。
原題: Autonomous Wheel Loader Navigation Using Goal-Conditioned Actor-Critic MPC / Aleksi Mäki-Penttilä, Naeim Ebrahimi Toulkani, Reza Ghabcheloo
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
MATLABを用いた計算トルク制御3自由度RRRマニピュレータのシミュレーションと最適化
3自由度関節型ロボットアーム(RRR構成)を対象に、順・逆動力学モデルと計算トルク制御を用いて軌道追従をシミュレーションし、MATLAB/Simulinkで制御性能を検証・最適化した研究。
原題: Simulation and optimization of computed torque control 3 DOF RRR manipulator using MATLAB / Md Saad, Sajjad Hussain
日本語で読む → - 論文建設ロボティクスロボティクス
高層ビル外壁の遠隔操作塗装ロボットシステム
高層ビルの外壁塗装を遠隔操作で行うプロトタイプを開発し、スマホからBluetooth経由でスプレー機構を制御して安全性と効率の向上を目指した。
原題: A Remote Control Painting System for Exterior Walls of High-Rise Buildings through Robotic System / Diganta Das, Dipanjali Kundu, Anichur Rahman 他
日本語で読む → - 論文SLAM/状態推定ロボティクス
密結合LiDAR慣性オドメトリのための同変フィルタ
LiDARとIMUを密結合した姿勢推定において、同変フィルタ(EqF)を用いることで線形化誤差を抑え、従来のEKFや不変カルマンフィルタより高精度でロバストな状態推定を実現した。
原題: Equivariant Filter for Tightly Coupled LiDAR-Inertial Odometry / Anbo Tao, Yarong Luo, Chunxi Xia 他
日本語で読む →