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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: 2024/9/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集

• 論文群制御ロボティクス2024/9/1

  球体ロボットによる視覚的集団行動

  10台の球体ロボットが全方位視覚情報のみを用いて群れ行動を実現し、シミュレーションと実機でほぼ同一の集団運動（群がり・旋回）を再現した。

  原題: Visual collective behaviors on spherical robots ／ Diego Castro, Christophe Eloy, Franck Ruffier

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• 論文sim2realロボティクス2024/9/1

  CPGを使わないEnd-to-End強化学習による敏捷な遊泳制御

  中央パターン生成器(CPG)に頼らず、深層強化学習でロボット魚の低レベルアクチュエータ指令を直接生成し、CFDシミュレータとsim-to-realキャリブレーションにより実機へ転移可能な敏捷・省エネ遊泳を実現した。

  原題: Learning Agile Swimming: An End-to-End Approach without CPGs ／ Xiaozhu Lin, Xiaopei Liu, Yang Wang

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• 論文生物模倣遊泳ロボティクス2024/9/1

  鳥に着想を得た腱連結がフェーズ遷移時間を短縮しパドリング効率を向上させる

  水鳥の腱連結機構を模倣し、回復相と推進相の切り替えを速めることで、ドラッグ型パドルの推進効率を最大2.4倍改善した研究。

  原題: Bird-inspired tendon coupling improves paddling efficiency by shortening phase transition times ／ Jianfeng Lin, Zhao Guo, Alexander Badri-Spröwitz

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• 論文手術支援ロボティクスロボティクス2024/9/1

  腹腔鏡手術における主意図予測のための手術活動文法の活用

  手術手順の文法構造と視覚情報を組み合わせ、腹腔鏡映像から重要な手術意図を高精度に予測するフレームワークを提案した。

  原題: Leveraging Surgical Activity Grammar for Primary Intention Prediction in Laparoscopy Procedures ／ Jie Zhang, Song Zhou, Yiwei Wang 他

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• 論文群制御cs.MA2024/9/1

  賢く働け、無駄に働くな：CS-PIBTを用いた単純な模倣学習がMAPFの大規模模倣学習を上回る

  MAPFにおいて、大規模な模倣学習は効果が限定的だが、1ステップ衝突回避（CS-PIBT）で後処理する単純な模倣学習が既存の機械学習手法を大幅に上回ることを示した。

  原題: Work Smarter Not Harder: Simple Imitation Learning with CS-PIBT Outperforms Large Scale Imitation Learning for MAPF ／ Rishi Veerapaneni, Arthur Jakobsson, Kevin Ren 他

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• 論文マニピュレーションロボティクス2024/9/1

  サブアセンブリから完全組立へ：グラフベース強化学習による効果的な組立順序計画

  部品数が増えると爆発的に複雑化する組立順序の計画を、グラフアテンションネットワークと遅延報酬割当てを用いた強化学習で解くフレームワークS2Aを提案し、シミュレーションと実機で有効性を示した。

  原題: Subassembly to Full Assembly: Effective Assembly Sequence Planning through Graph-based Reinforcement Learning ／ Chang Shu, Anton Kim, Shinkyu Park

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• 論文オフライン強化学習/sim2real機械学習2024/9/1

  COSBO: 保守的なオフライン模擬ベース方策最適化

  不完全なシミュレータと実環境データを組み合わせ、シミュレーションと現実のギャップを補いながらオフライン強化学習の方策を訓練する手法を提案し、CQL・MOPO・COMBOを上回る性能を示した。

  原題: COSBO: Conservative Offline Simulation-Based Policy Optimization ／ Eshagh Kargar, Ville Kyrki

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• 論文VLAロボティクス2024/9/1

  StratXplore: 視覚言語ナビゲーションのための戦略的な新規性探索と指示整合型探索

  視覚言語ナビゲーションにおいて、過去の行動と視点特徴を記憶し、指示に合致する未探索の最適なフロンティアを選んで経路修正を行う手法を提案した。

  原題: StratXplore: Strategic Novelty-seeking and Instruction-aligned Exploration for Vision and Language Navigation ／ Muraleekrishna Gopinathan, Jumana Abu-Khalaf, David Suter 他

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• 論文軌道最適化cs.MS2024/9/1

  MPPI-Generic: 確率的軌道最適化のためのCUDAライブラリ

  GPU加速による確率的軌道最適化ライブラリMPPI-Genericを開発し、MPPI制御の複数変種を既存のモデルやコスト関数と組み合わせて利用可能にした。

  原題: MPPI-Generic: A CUDA Library for Stochastic Trajectory Optimization ／ Bogdan Vlahov, Jason Gibson, Manan Gandhi 他

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• 論文VLAロボティクス2024/9/1

  HiFi-CS: 視覚言語モデルを用いたロボット把持のためのオープン語彙視覚的グラウンディング

  画像とテキストの埋め込みを階層的に融合する軽量デコーダで、複雑な指示文から把持対象を高精度に特定し、7自由度アームでの実機実験で90.33%の精度を達成した。

  原題: HiFi-CS: Towards Open Vocabulary Visual Grounding For Robotic Grasping Using Vision-Language Models ／ Vineet Bhat, Prashanth Krishnamurthy, Ramesh Karri 他

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• 論文計算撮像画像認識2024/9/1

  深度対応PSFによる単レンズ制御可能な被写界深度イメージング

  単一レンズの光学収差と制御不能な被写界深度を計算手法で補正し、深度推定とPSFモデルを用いて任意の高級レンズ相当の被写界深度画像を生成するフレームワークを提案した。

  原題: Towards Single-Lens Controllable Depth-of-Field Imaging via Depth-Aware Point Spread Functions ／ Xiaolong Qian, Qi Jiang, Yao Gao 他

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• 論文経路計画cs.DS2024/9/1

  Floyd法を用いた自律ドローンの障害物回避経路計画

  Floyd法で障害物のある広域環境におけるUAVの最短障害物回避経路を生成し、計算時間が場のサイズの3乗に比例することを示した研究。

  原題: Obstacle-Free Path Planning for Autonomous Drones Using Floyd Algorithm ／ Edward Yao

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• 論文群制御ロボティクス2024/9/1

  シータ・ファイ型ポジショナの衝突確率を評価する汎用手法

  天体観測用ロボットファイバポジショナの衝突確率を数理モデル化し、モンテカルロ法で検証。高速計算法を提案し、ポアソン分布に基づく目標配置で衝突確率を約2.6%低減できることを示した。

  原題: General Methods for Evaluating Collision Probability of Different Types of Theta-phi Positioners ／ Baolong Chen, Jianping Wang, Zhigang Liu 他

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• 論文LiDARセグメンテーションロボティクス2024/9/1

  Semantic2D: 2D LiDAR単独で意味的シーン理解を実現

  単一の2D LiDARのみを用いた意味的シーン理解のワークフローを提案し、初の公開2D LiDAR意味セグメンテーションデータセットと細粒度セグメンテーションアルゴリズムを開発した。

  原題: Semantic2D: Enabling Semantic Scene Understanding with 2D Lidar Alone ／ Zhanteng Xie, Yipeng Pan, Yinqiang Zhang 他

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• 論文安全強化学習機械学習2024/9/1

  安全強化学習における安全な探索の再検討

  安全強化学習の安全性評価に「連続コストの期待最大値(EMCC)」という新指標を導入し、探索中の危険度をより適切に評価できるようにした。

  原題: Revisiting Safe Exploration in Safe Reinforcement learning ／ David Eckel, Baohe Zhang, Joschka Bödecker

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• 論文VLAロボティクス2024/9/1

  視覚言語モデルによるシーン探索

  VLMと能動的知覚を組み合わせ、ロボットマニピュレータが最適な視点を選んで遮蔽物越しの物体認識や意味的クエリに答えるフレームワークAP-VLMを提案。

  原題: Scene Exploration by Vision-Language Models ／ Venkatesh Sripada, Samuel Carter, Frank Guerin 他

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• 論文群制御ロボティクス2024/9/1

  ハイパーグラフによるマルチロボットの協調タスク割り当てと社会的配慮ナビゲーション

  ハイパーグラフとマルチエージェント強化学習を用いて、人混みの中でのロボット群のタスク割り当てと社会的に配慮したナビゲーションを同時に実現する手法を提案した。

  原題: Hypergraph-based Coordinated Task Allocation and Socially-aware Navigation for Multi-Robot Systems ／ Weizheng Wang, Aniket Bera, Byung-Cheol Min

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• 論文身体性プランニングロボティクス2024/9/1

  暗黙的論理推論と幻覚抑制による長期的身体性プランニング

  大規模視覚言語モデルをファインチューニングし、実例なしで長期的な身体性タスクをスキル関数列に分解して計画するフレームワークReLEPを提案。記憶モジュールとロボット構成モジュールを備え、幻覚を抑えつつ未見タスクでも高い成功率を示す。

  原題: Long-horizon Embodied Planning with Implicit Logical Inference and Hallucination Mitigation ／ Siyuan Liu, Jiawei Du, Sicheng Xiang 他

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• 論文マニピュレーションロボティクス2024/9/1

  密集環境におけるピラミッド型単一領域協調把持戦略

  物体を層ごとにピラミッド状に分離し最上層のみを把持対象とすることで、密集・遮蔽環境での把持成功率を84.9%まで高めた手法を提案。

  原題: Pyramid-Monozone Synergistic Grasping Policy in Dense Clutter ／ Chenghao Li, Nak Young Chong

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• 論文マニピュレーションロボティクス2024/9/1

  FastUMI: スケーラブルでハードウェア非依存の汎用マニピュレーションインターフェースとデータセット

  ロボットアームの実世界データ収集を低コスト・ハードウェア非依存で実現するため、UMIを再設計したFastUMIを提案し、22タスク・1万軌跡超のデータセットを公開した。

  原題: FastUMI: A Scalable and Hardware-Independent Universal Manipulation Interface with Dataset ／ Zhaxizhuoma, Kehui Liu, Chuyue Guan 他

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• 論文キャリブレーションロボティクス2024/9/1

  ベイズ最適実験設計によるロボット運動学キャリブレーション

  リーマン多様体上のガウス過程とベイズ最適化を用いて、ロボットの運動学パラメータを効率的に校正する手法を提案し、NASAのOWLATで有効性を実証した。

  原題: Bayesian Optimal Experimental Design for Robot Kinematic Calibration ／ Ersin Das, Thomas Touma, Joel W. Burdick

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• 論文SLAMロボティクス2024/9/1

  SLIM: 都市環境におけるスケーラブルで軽量なLiDARマッピング

  都市環境での長期LiDARマッピングのため、構造物を線や平面にパラメータ化し、地図統合やポーズグラフ最適化を可能にする軽量でスケーラブルなシステムを提案。KITTIなどで精度と軽量性を検証し、約130KB/kmの低メモリで地図を生成。

  原題: SLIM: Scalable and Lightweight LiDAR Mapping in Urban Environments ／ Zehuan Yu, Zhijian Qiao, Wenyi Liu 他

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• 論文状態推定ロボティクス2024/9/1

  レーダ速度因子を用いたオフロード走行のための堅牢な高速状態推定

  FMCWレーダの動径速度計測をスライディングウィンドウ型状態推定器に統合し、LiDARやIMUと融合することで、砂漠環境での高速自律走行における状態推定の堅牢性を高めた研究。

  原題: Robust High-Speed State Estimation for Off-road Navigation using Radar Velocity Factors ／ Morten Nissov, Jeffrey A. Edlund, Patrick Spieler 他

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• 論文触覚HCI2024/9/1

  CARDinality：振動で移動と触覚提示を行うインタラクティブなカード型ロボット

  カード型の薄型ロボットに振動を用いた移動機能と触覚フィードバックを搭載し、軽量で拡張性の高い対話型ロボットシステムを提案した。

  原題: CARDinality: Interactive Card-shaped Robots with Locomotion and Haptics using Vibration ／ Aditya Retnanto, Emilie Faracci, Anup Sathya 他

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• 論文歩行ロボティクス2024/9/1

  深層強化学習によるヒューマノイドロボットの安定した高速移動の実現

  深層強化学習と運動力学的事前知識を組み合わせ、腕の協調動作で安定性を高めることで、ヒューマノイドが3.5m/sの高速移動を安定して行える制御手法を提案した。

  原題: Achieving Stable High-Speed Locomotion for Humanoid Robots with Deep Reinforcement Learning ／ Xinming Zhang, Xianghui Wang, Lerong Zhang 他

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• 論文位置合わせ画像認識2024/9/1

  DynaWeightPnP: 対応点なしでリアルタイムな3D-2D位置合わせを実現する手法

  対応点なしのPnP問題において、回転と並進の曖昧性を動的重み付けで解消し、血管中心線の位置合わせをCPU上でリアルタイムに高精度で行う手法を提案した。

  原題: DynaWeightPnP: Toward global real-time 3D-2D solver in PnP without correspondences ／ Jingwei Song, Maani Ghaffari

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• 論文ロボット組立/生成的設計ロボティクス2024/9/1

  Blox-Net: VLM監督・物理シミュレーション・リセット付きロボットによるロボット組立のための生成的設計

  自然言語プロンプトと部品画像から、VLMと物理シミュレーションを組み合わせてロボットが組み立て可能なアセンブリを自動生成するシステムを提案し、キリンなどの形状を高精度で再現しつつ実機で安定して組み立てられることを示した。

  原題: Blox-Net: Generative Design-for-Robot-Assembly Using VLM Supervision, Physics Simulation, and a Robot with Reset ／ Andrew Goldberg, Kavish Kondap, Tianshuang Qiu 他

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• 論文歩行ロボティクス2024/9/1

  不連続地形における俊敏な連続跳躍

  四足歩行ロボットが階段や飛び石などの不連続地形で、高さ予測・強化学習・モデルベース制御を組み合わせて俊敏かつ連続的に跳躍できる階層型フレームワークを開発した。

  原題: Agile Continuous Jumping in Discontinuous Terrains ／ Yuxiang Yang, Guanya Shi, Changyi Lin 他

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• 論文歩行ロボティクス2024/9/1

  拡散スタイルアニーリングによるトルクレベル歩行制御のための全次数サンプリングベースMPC

  拡散モデルの考え方を取り入れたアニーリングでサンプリングベースMPCを改良し、四足ロボットの全次数ダイナミクスをリアルタイムに最適化して、学習なしで高精度な跳躍や歩行を実現した。

  原題: Full-Order Sampling-Based MPC for Torque-Level Locomotion Control via Diffusion-Style Annealing ／ Haoru Xue, Chaoyi Pan, Zeji Yi 他

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• 論文触覚ロボティクス2024/9/1

  形状記憶合金人工筋を用いたソフトロボットの自己センシングによる固有感覚と接触検出

  形状記憶合金アクチュエータの電気抵抗と温度の自己センシング信号のみから、ソフトロボットの姿勢推定と接触検出を行う手法を提案し、人間との接触実験で有効性を検証した。

  原題: Self-Sensing for Proprioception and Contact Detection in Soft Robots Using Shape Memory Alloy Artificial Muscles ／ Ran Jing, Meredith L. Anderson, Juan C. Pacheco Garcia 他

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