Zachary Manchester
Carnegie Mellon University
収録論文 58本 ・ フィジカルAI/ロボット学習
※arXiv著者名で収集。同姓同名の別人の論文が含まれる場合があります。
論文
- QPベースのエンドツーエンド方策：ロバスト制御とロボット学習の統一的な視点ロボット学習2026/9/25
二次計画法（QP）をベースにしたエンドツーエンドの方策フレームワークを提案し、モデルベース制御の透明性を保ちつつ、ドメインランダム化による自動調整やブラックボックス方策構築を可能にした。シミュレーションと実機でロバスト性や未知ダイナミクス下の制御を検証した。
- ADMMベースの軌道最適化による高速でロバストな時相論理プランニング動作計画2026/9/19
時相論理仕様を満たす連続時間動作計画を、凸集合の和として安全・論理制約を表現し、ADMMで滑らかな軌道最適化と離散制約処理を分離して高速化する手法を提案。
- ElastiQP: 制約付きロボット制御のための常に実行可能なQPソルバ制御/最適化2026/9/16
不等式制約をl1ペナルティで緩和し、実行不可能な問題でも競合する制約のみを違反して解を返す高速QPソルバを提案。
- mjorbit: 宇宙ロボティクスのためのシミュレーションフレームワーク宇宙ロボティクス/シミュレーション2026/9/7
宇宙ロボットの多体接触シミュレーションを効率的に行うためのフレームワークを提案し、軌道伝播とロボットシミュレーションの結合方法を検討した。
- ハイブリッドフィードバックサンプリングによるサンプル効率的モデル予測制御モデル予測制御2026/8/19
サンプリングベースのMPCの不安定性を分析し、最適なサンプリング分布をフィードバックポリシーで実現するFS-MPCを提案。局所探索と大域探索をバランスするハイブリッドサンプリングで、高次元・不安定系でも効率的に制御する。
- TinySDP: 証明可能かつ機敏なエッジロボティクスのためのリアルタイム半正定値最適化最適化/制御2026/5/1
組み込みシステム向けに設計された初の半正定値計画ソルバーを提案し、マイクロコントローラ上で非凸障害物制約を扱うモデル予測制御をリアルタイムで実現した。
- Sumo: 動的かつ汎用的な全身ロコ操作ロコ操作2026/4/1
事前学習した全身制御ポリシーをテスト時にサンプルベースのプランナーで操縦することで、脚式ロボットが大型・重量物を動的に操作できるようにするsim-to-real手法を提案。実機のSpotでタイヤの直立やバリアの引きずり等を実証し、シミュレーションで人型ロボットへの汎用性も示した。
- 構成による相補性: 線形相補性制約付き二次計画問題を解くリー群アプローチ最適化/接触2026/4/1
ロボティクスにおける接触問題をモデル化する線形相補性制約付き二次計画問題(LCQP)を、相補性制約がリー群を形成する性質を利用してオン多様体最適化で解く新しいソルバーを提案した。
- 惑星探査3.0：ソフトウェア定義型・超適応宇宙システムのロードマップ宇宙探査/ソフトウェア定義システム2026/4/1
火星以遠の未探査天体を少数のミッションで探査する新パラダイム「惑星探査3.0」を提案し、その実現を支えるソフトウェア定義型宇宙システム技術とシステム工学手法をまとめたロードマップ論文。
- 二次計画法のための陰的原始-双対内点法数値最適化2026/4/1
相補性をKKT条件で明示せず、補助変数とレトラクション写像で陰的に満たす新しい内点法を提案。ソフトプラス関数の使用によりKKT系のスペクトル有界性を保証し、悪条件化を回避して大規模問題を高精度に解ける。
- 凸集合グラフ上のADMMによる連続軌道最適化軌道計画2026/3/1
非凸環境での連続軌道計算を、ADMMと多項式パラメータ化、混合整数計画に基づく時空間割当グラフを用いて解く数値ソルバを提案した論文。
- 触覚の音：弦振動を用いた能動的音響触覚センシング触覚2026/2/1
張った弦を電磁的に振動させ、接触によるスペクトル変化から接触位置・力・滑りを推定する軽量で拡張可能な触覚センシング手法を提案。
- 潜在制御バリア関数の訓練法：モデル化困難な制約下での滑らかな安全フィルタリング安全制御/潜在表現2025/11/1
高次元観測から学習した潜在表現上で、滑らかな制御バリア関数による安全フィルタリングを実現するLatentCBFを提案し、既存手法の不連続性と価値推定誤差の問題を解決した。
- 宇宙機衝突回避のための凸マヌーバ計画宇宙機制御2025/10/1
低推力による衝突回避マヌーバ設計を非凸QCQPから凸SDP緩和で解き、大域最適解を得る手法を提案し、高忠実度シミュレーションで検証した。
- 全身モデル予測制御における線形モデルの驚くべき有効性歩行2025/9/1
全身ダイナミクスを線形時不変近似したモデル予測制御により、複雑な脚式ロボットで歩行・外乱除去・目標ナビゲーションを実現できることを示した。
- 軌道バンドル法：逐次凸計画とサンプリングベース軌道最適化の統合軌道最適化2025/9/1
微分不要のサンプリングにより凸近似を構築し、逐次凸計画とMPPIなどのサンプリングベース軌道最適化を統合するフレームワークを提案。
- 脚式ロボットのためのマルチIMUセンサフュージョン状態推定2025/7/1
脚式ロボットの複数リンクに搭載した低コストIMUと関節エンコーダ、カメラを拡張カルマンフィルタと因子グラフで融合し、着地衝撃や足滑りがあっても低ドリフトな姿勢・速度推定を実現した。
- 統一流体・ロボットマルチフィジックスによるロボット遊泳の実現sim2real2025/6/1
流体とロボットの連成を統一的な最適化問題として扱う微分可能シミュレータを開発し、ウナギ型ロボットの遊泳とC-start逃避行動を最適化して実機に転移した。
- MuJoCoを用いた脚式ロボットの全身モデル予測制御歩行2025/3/1
MuJoCoのダイナミクスと有限差分近似微分を用いたiLQRによる全身MPCを実機の四足歩行・二足歩行・ヒューマノイドに適用し、シンプルな手法で実世界でも有効であることを示した。
- 壁を押して移動する接触暗黙的MPCによるナビゲーション移動制御2024/11/1
壁との非周期的な接触を利用して機動性を高めるため、接触暗黙的プランナーとハイブリッドMPCを組み合わせた二層構造のフレームワークを提案し、小型ボールロボットの腕で壁を押すことで加速・減速・障害物回避を実現した。
- 経路パラメトリック計画と制御の統一定式化経路計画・制御2024/10/1
経路追従からMPC・強化学習まで、経路パラメトリック手法を単一の枠組みで扱う普遍的な計画・制御フレームワークを提案した論文。
- PHODCOS: ピタゴラスホドグラフに基づく微分可能座標系軌道力学2024/10/1
曲線に沿って移動する座標系を、近似なしで微分可能かつ高連続に生成するアルゴリズムを提案し、月ゲートウェイのNRHO軌道で有効性を示した。
- モデル予測経路積分制御による脚式ロボットのリアルタイム全身制御脚式ロボット/全身制御/MPC2024/9/1
MuJoCoの並列シミュレーションを活用したサンプリングベースMPPIで、脚式ロボットの全身移動・操作を実機リアルタイムで実現した研究。
- 姿勢を持つロボット：敏捷な脚式ロボットのための特異点のないクォータニオンベースのモデル予測制御歩行2024/9/1
脚式ロボットの姿勢表現にクォータニオンを用い、大角度回転時の特異点を回避するモデル予測制御フレームワークを提案。iLQRを拡張し、四足歩行ロボットとヒューマノイドで性能と計算効率を実証した。
- 微分可能な衝突回避パラメトリックコリドー経路計画2024/7/1
障害物のない空間を滑らかで微分可能な連続コリドーとして表現し、学習や最適化に組み込めるようにした手法を提案。
- ピクセルからトルクへ：線形フィードバックによる制御sim2real2024/6/1
カメラ画像から直接トルクを出力する線形出力フィードバック制御器を、教師となる状態フィードバック政策のデモデータから最小二乗回帰で学習する手法を提案し、倒立振子の安定化と振り上げを実機で実証した。
- ソフトキャプチャ問題の凸定式化宇宙ロボティクス2024/5/1
回転する非協力宇宙物体をソフトキャプチャするための、高速な軌道最適化アルゴリズムを提案。凸緩和と逐次凸計画により、安全で燃料最小の軌道を生成する。
- Conic-TinyMPC：マイコン上での錐制約付きモデル予測制御のためのコード生成MPC2024/3/1
ADMMベースの組込み向け高速ソルバを拡張し、二次錐制約のサポートとPython/MATLAB/JuliaからのC++コード生成を実現。マイコン上で最大142.7倍の高速化と大規模問題のメモリ搭載を可能にし、Crazyflieドローンの軌道追従で有効性を実証した。
- Efficient Online Learning of Contact Force Models for Connector Insertion2023/12/1
- ReLU-QP: A GPU-Accelerated Quadratic Programming Solver for Model-Predictive Control2023/11/1
- TinyMPC: Model-Predictive Control on Resource-Constrained Microcontrollers2023/10/1
- Learning Covariances for Estimation with Constrained Bilevel Optimization2023/9/1
- SLoMo: A General System for Legged Robot Motion Imitation from Casual Videos2023/4/1
- Variational Integrators and Graph-Based Solvers for Multibody Dynamics in Maximal Coordinates2023/2/1
- Aquarium: A Fully Differentiable Fluid-Structure Interaction Solver for Robotics Applications2023/1/1
- Data-Efficient Model Learning for Control with Jacobian-Regularized Dynamic-Mode Decomposition}2022/12/1
- Single-Level Differentiable Contact Simulation2022/12/1
- Differentiable Physics Simulation of Dynamics-Augmented Neural Objects2022/10/1
- Cerberus: Low-Drift Visual-Inertial-Leg Odometry For Agile Locomotion2022/9/1
- Differentiable Collision Detection for a Set of Convex Primitives2022/7/1
- DiffPills: Differentiable Collision Detection for Capsules and Padded Polygons2022/7/1
- CALIPSO: A Differentiable Solver for Trajectory Optimization with Conic and Complementarity Constraints2022/5/1
- Dojo: A Differentiable Physics Engine for Robotics2022/3/1
- Trajectory Optimization with Optimization-Based Dynamics2021/9/1
- Fast Contact-Implicit Model-Predictive Control2021/7/1
- Training Structured Mechanical Models by Minimizing Discrete Euler-Lagrange Residual2021/5/1
- ALGAMES: A Fast Augmented Lagrangian Solver for Constrained Dynamic Games2021/4/1
- LUCIDGames: Online Unscented Inverse Dynamic Games for Adaptive Trajectory Prediction and Planning2020/11/1
- Robust Entry Vehicle Guidance with Sampling-Based Invariant Funnels2020/11/1
- Direct Policy Optimization using Deterministic Sampling and Collocation2020/10/1
- Scalable Identification of Partially Observed Systems with Certainty-Equivalent EM2020/6/1
- Structured Mechanical Models for Robot Learning and Control2020/4/1
- Linear-Time Variational Integrators in Maximal Coordinates2020/2/1
- ALGAMES: A Fast Solver for Constrained Dynamic Games2019/10/1
- Bilevel Optimization for Planning through Contact: A Semidirect Method2019/6/1
- A General Framework for Structured Learning of Mechanical Systems2019/2/1
- A Differentiable Augmented Lagrangian Method for Bilevel Nonlinear Optimization2019/2/1
- Contact-Implicit Optimization of Locomotion Trajectories for a Quadrupedal Microrobot2019/1/1