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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
📖 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ロボティクス
拡散モデルによる自己位置推定と経路計画の統合
自己中心的なLIDARスキャンと任意の地図から、衝突のない経路を生成しながら自己位置推定も同時に行う拡散モデルを提案した。
原題: Joint Localization and Planning using Diffusion ／ L. Lao Beyer, S. Karaman
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
ロボットナビゲーションを人間の意図と選好に整合させる
人間のデモンストレーション模倣と自己教師あり地形認識により、移動ロボットのナビゲーション行動を人間の意図や選好に合わせる手法を提案する博士論文。
原題: Aligning Robot Navigation Behaviors with Human Intentions and Preferences ／ Haresh Karnan
日本語で読む → - 論文ロボット科学実験ロボティクス
AI駆動型ロボット結晶探索システムによる多形の迅速同定
機械学習による結晶画像認識とロボット実験を組み合わせた閉ループ系を構築し、結晶多形の探索を自動化・高効率化した研究。
原題: AI-Driven Robotic Crystal Explorer for Rapid Polymorph Identification ／ Edward C Lee, Daniel Salley, Abhishek Sharma 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
トリガ型分散フィードバック最適化によるマルチロボットの目標監視と包囲
異種ロボット群が局所情報と非同期通信のみを用いて、関心地点を巡回しつつ対象を協調監視・包囲する分散フィードバック最適化手法を提案し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: Multi-Robot Target Monitoring and Encirclement via Triggered Distributed Feedback Optimization ／ Lorenzo Pichierri, Guido Carnevale, Lorenzo Sforni 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
VLM-Vac: VLM知識蒸留と言語誘導経験再生によるスマート掃除機の高度化
視覚言語モデル(VLM)の知識を小型モデルに蒸留し、言語誘導型経験再生で継続学習することで、ロボット掃除機が多様な背景でも物体を回避・吸引できるようにした研究。
原題: VLM-Vac: Enhancing Smart Vacuums through VLM Knowledge Distillation and Language-Guided Experience Replay ／ Reihaneh Mirjalili, Michael Krawez, Florian Walter 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
事前学習済み視覚言語モデルとブラックボックス最適化によるロボットの環境状態認識
事前学習済み視覚言語モデルとブラックボックス最適化を用いて、扉の開閉や水道の流水などの環境状態を統一的な手法で認識する。
原題: Robotic Environmental State Recognition with Pre-Trained Vision-Language Models and Black-Box Optimization ／ Kento Kawaharazuka, Yoshiki Obinata, Naoaki Kanazawa 他
日本語で読む → - 論文モーションプランニングロボティクス
UAVによる自動撮影のためのモーションプランニング
対象物を映像に収めながら障害物を回避する、ドローンの自動撮影用軌道計画アルゴリズムを開発・シミュレーション・実機検証した研究。
原題: Automated Cinematography Motion Planning for UAVs ／ Animesh Nema, Christopher Grontkowski, Derek Calzada 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
スケール距離指標を用いたQ学習による多目的タスク学習の高速化
Q学習に距離指標を導入したQ-SDアルゴリズムを提案し、ロボットマニピュレータのテーブル清掃タスクにおいて、従来のQ学習より移動距離を削減しつつタスク成功率を向上させた。
原題: Accelerated Multi-objective Task Learning using Modified Q-learning Algorithm ／ Varun Prakash Rajamohan, Senthil Kumar Jagatheesaperumal
日本語で読む → - 論文制御/強化学習ロボティクス
対称性を活用した自由飛行ロボットの軌道追従制御器の学習加速
浮遊ベースを持つロボットのリー群対称性を利用し、MDP準同型に基づいて低次元の商MDPで学習した方策を元の系の最適追従制御器に持ち上げる手法を提案し、PPOによる3系の実験で学習加速と追従誤差低減を示した。
原題: Leveraging Symmetry to Accelerate Learning of Trajectory Tracking Controllers for Free-Flying Robotic Systems ／ Jake Welde, Nishanth Rao, Pratik Kunapuli 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
生体力学に基づく関節可動域を再現する触覚肩部デバイス：人とロボットの物理的インタラクションに向けて
人間の肩の動きと力覚を再現する安価なオープンソースデバイスSHULDRDを開発し、人を被験者にせずにロボットの物理支援計画を安全に評価できるようにした。
原題: Haptic Shoulder for Rendering Biomechanically Accurate Joint Limits for Human-Robot Physical Interactions ／ Elizabeth Peiros, Calvin Joyce, Tarun Murugesan 他
日本語で読む → - 論文自動運転/RLHFロボティクス
物理知識と人間フィードバックを統合した信頼できる自動運転強化学習
人間のフィードバックと交通流モデルなどの物理知識を強化学習に組み込み、人間のデモが不完全でも物理ベースの方策以上の安全性を保証する枠組みを提案した。
原題: Trustworthy Human-AI Collaboration: Reinforcement Learning with Human Feedback and Physics Knowledge for Safe Autonomous Driving ／ Zilin Huang, Zihao Sheng, Sikai Chen
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
Galileo: 脚式ロボットのための擬スペクトル選点フレームワーク
リー群上で直接最適化できる新しい擬スペクトル選点法を提案し、脚式ロボットの動的軌道生成をMPCと全身制御で実現した。
原題: Galileo: A Pseudospectral Collocation Framework for Legged Robots ／ Ethan Chandler, Akshay Jaitly, Mahdi Agheli
日本語で読む → - 論文宇宙機GNCロボティクス
小天体の重力場モデリングのためのモジュール式パイプライン：可変密度球面調和係数の効率的表現
小天体の多面体形状モデルと密度分布から重力場の球面調和係数を計算し、GNCアルゴリズムの設計・検証・テストに使える環境モデルを効率的に生成する手法を提案した。
原題: Modular pipeline for small bodies gravity field modeling: an efficient representation of variable density spherical harmonics coefficients ／ Antonio Rizza, Carmine Buonagura, Paolo Panicucci 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
AutoPeel: ロボット創傷ケアのための接着考慮型安全剥離軌道最適化
微分可能物理シミュレーションとMPCを用いて、創傷被覆材を安全に剥がすロボットシステムを開発し、合成皮膚と実被験者で検証した。
原題: AutoPeel: Adhesion-aware Safe Peeling Trajectory Optimization for Robotic Wound Care ／ Xiao Liang, Youcheng Zhang, Fei Liu 他
日本語で読む → - 論文経路推薦ロボティクス
ユーザー習慣に基づく車両ナビゲーションのためのパーソナライズ経路推薦
ユーザーの過去のナビゲーション履歴データを用いて、経路の並べ替えスコアを学習し、個人に合わせた経路推薦を行うDCRモデルを提案した。
原題: Personalized Route Recommendation Based on User Habits for Vehicle Navigation ／ Yinuo Huang, Xin Jin, Miao Fan 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
KinScene: 関節物体を含むシーンのモデルベース移動マニピュレーション
移動マニピュレータが屋内シーンを自律探索し、関節物体の運動モデルを構築して、長期的な操作タスクを計画・実行するフルスタック手法を提案。
原題: KinScene: Model-Based Mobile Manipulation of Articulated Scenes ／ Cheng-Chun Hsu, Ben Abbatematteo, Zhenyu Jiang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
並列化可能な物理シミュレータを用いた非把持物体操作のためのインクリメンタル少数ショット適応
並列化可能な剛体物理シミュレーションを動的モデルとして用い、MPCで収集した少数のロボット-物体相互作用からモデルパラメータをサンプリング最適化することで、非把持物体操作を少数ショットで適応させる手法を提案し、物体押し出し実験で検証した。
原題: Incremental Few-Shot Adaptation for Non-Prehensile Object Manipulation using Parallelizable Physics Simulators ／ Fabian Baumeister, Lukas Mack, Joerg Stueckler
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
VertiSelector: 垂直に険しい地形での車輪移動のための自動カリキュラム学習
TD誤差に基づいて訓練地形を自動選択するカリキュラム学習フレームワークを提案し、車輪ロボットの垂直障害物走破性能と実世界汎化を向上させた。
原題: VertiSelector: Automatic Curriculum Learning for Wheeled Mobility on Vertically Challenging Terrain ／ Tong Xu, Chenhui Pan, Xuesu Xiao
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
拡散モデルとPPOの統合による強化学習のサンプル効率と探索の向上
オフラインで学習した条件付き拡散行動事前分布をLoRA等でオンライン適応し、PPOの探索を改善するオンポリシー手法PPO-DAPを提案。MuJoCo 8タスクでサンプル効率が向上。
原題: Enhancing Sample Efficiency and Exploration in Reinforcement Learning through the Integration of Diffusion Models and Proximal Policy Optimization ／ Tianci Gao, Konstantin A. Neusypin, Dmitry D. Dmitriev 他
日本語で読む → - 論文UAV/農業ロボティクスロボティクス
UAVによる安全で効率的なキャノピー内自律果実カウントに向けて
果樹園での果実カウントを目的に、キャノピー内を安全かつ効率的に飛行する自律航空システムを提案。高忠実度シミュレーション、低コスト自律スタック、RGB画像による果実検出・カウントを統合し、実機で検証した。
原題: Towards Safe and Efficient Through-the-Canopy Autonomous Fruit Counting with UAVs ／ Teaya Yang, Roman Ibrahimov, Mark W. Mueller
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
セグメント単位の選択と最適化によるロボットマニピュレーションにおける混合品質デモンストレーションの有効活用
ロボットマニピュレーションの混合品質デモデータをセグメント単位で選別・最適化し、既存の政策にプラグアンドプレイで組み込めるフレームワークS2Iを提案。
原題: Towards Effective Utilization of Mixed-Quality Demonstrations in Robotic Manipulation via Segment-Level Selection and Optimization ／ Jingjing Chen, Hongjie Fang, Hao-Shu Fang 他
日本語で読む → - 論文マイクロロボティクスロボティクス
マイクロロボティクス向け10mgのSMA高速バイモルフアクチュエータ
形状記憶合金ワイヤで駆動する世界最小・最軽量のバイモルフアクチュエータを開発し、それを用いた30mgの小型遊泳ロボットFRISSHBotを実現した。
原題: A New 10-mg SMA-Based Fast Bimorph Actuator for Microrobotics ／ Conor K. Trygstad, Elijah K. Blankenship, Nestor O. Perez-Arancibia
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
王城の露見：クロンボー城のLiDARマッピング、ハムレットの広間の残響
デンマークのクロンボー城を360度LiDARと深度カメラで大規模スキャンし、SLAMや間取り生成に使えるデータセットを公開した。
原題: Royal Reveals: LiDAR Mapping of Kronborg Castle, Echoes of Hamlet's Halls ／ Leon Davies, Simon Sølvsten
日本語で読む → - 論文教示ロボティクス
ロボティクスにおけるキネステティック教示：複合現実によるアプローチ
複合現実を媒介として任意のロボットにキネステティック教示を行う新しいインターフェースを提案し、従来の物理的教示と比較評価した。
原題: Kinesthetic Teaching in Robotics: a Mixed Reality Approach ／ Simone Macci`o, Mohamad Shaaban, Alessandro Carf`ı 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
拡散モデルと運動学的制約勾配誘導による多様なロボット打撃動作の学習
拡散モデルと運動学的制約勾配誘導(KCGG)を組み合わせ、オフラインで制約を守りつつ多様な打撃動作を生成する手法を提案し、エアホッケーと卓球で模倣学習を上回る性能を示した。
原題: Learning Diverse Robot Striking Motions with Diffusion Models and Kinematically Constrained Gradient Guidance ／ Kin Man Lee, Sean Ye, Qingyu Xiao 他
日本語で読む → - 論文制御/強化学習ロボティクス
固定翼UAVの姿勢制御におけるモデルフリーとモデルベース強化学習の比較：変動風条件下での評価
固定翼UAVの姿勢制御について、モデルフリーとモデルベースの強化学習をPIDと比較し、風外乱下での追従精度やロバスト性、アクチュエータの振動を評価した。
原題: Model-Free versus Model-Based Reinforcement Learning for Fixed-Wing UAV Attitude Control Under Varying Wind Conditions ／ David Olivares, Pierre Fournier, Pavan Vasishta 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚による未知物体の確率的接触ダイナミクス推定
未知物体の接触ダイナミクスを、DeepSDFによる形状表現とパーティクルフィルタを組み合わせて推定し、能動的探索により30回未満の動作で高精度に同定する手法を提案。
原題: Tactile Probabilistic Contact Dynamics Estimation of Unknown Objects ／ Jinhoo Kim, Yifan Zhu, Aaron Dollar
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
FLaRe: 大規模強化学習ファインチューニングによる熟達した適応型ロボットポリシー
事前学習済みロボットポリシーを大規模強化学習でファインチューニングし、未見環境での長期的移動操作タスクの成功率を大幅に向上させ、新しい身体や行動への迅速な適応を実現した。
原題: FLaRe: Achieving Masterful and Adaptive Robot Policies with Large-Scale Reinforcement Learning Fine-Tuning ／ Jiaheng Hu, Rose Hendrix, Ali Farhadi 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
GEVO: ガウス分布を用いたメモリ効率の良い単眼視覚オドメトリ
単眼カメラによる3Dシーン再構成において、過去の画像を保存せず既存の地図からレンダリングすることでメモリ使用量を大幅に削減したガウススプラッティングベースのSLAMフレームワークを提案。
原題: GEVO: Memory-Efficient Monocular Visual Odometry Using Gaussians ／ Dasong Gao, Peter Zhi Xuan Li, Vivienne Sze 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
マニピュレータ運動計画として捉える通信バックボーンの再構成と接続性維持
マルチエージェントの通信バックボーン設計・再構成をマニピュレータの運動計画問題として再定式化し、接続性を維持しつつ軌道計画を行う枠組みを提案した。
原題: Communication Backbone Reconfiguration with Connectivity Maintenance ／ Leonardo Santos, Caio C. G. Ribeiro, Douglas G. Macharet
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