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研究

論文

ロボティクスとフィジカルAIの最新論文と、それぞれが産業にもたらす意味。

論文331本
テーマすべてManipulation 65VLA 43Navigation 24Learning 23Robotics 22Perception 20Humanoid 15Safety 9Simulation 9Locomotion 8World Action Models 4Aerial 2Aerial manipulation 2Dexterous manipulation 2Sim-to-Real Manipulation 2Social Navigation 2Vision-Language Navigation 2World models 2World-action model 23D Assembly 13DGS dataset 15G Simulation 1AMR Operations 1Active vision manipulation 1Adaptive MPC 1Adaptive action horizons 1Adaptive intervention 1Aerial Manipulation 1Aerial navigation 1Agricultural Robotics 1Articulation Estimation 1Autonomous Driving 1Autonomous Exploration 1Battery-aware RL 1Belief-space planning 1Bimanual Manipulation 1Byzantine localization 1Canal inspection 1Co-speech Humanoid 1Compositional Manipulation 1Construction navigation 1Contact-Rich Manipulation 1Contact-rich Manipulation 1Continuum sensing 1Curriculum RL 1Dexterous Manipulation 1Distributed Manipulation 1Distribution Shift 1Driving Simulation 1Efficient VIO 1Egocentric data 1Egocentric video 1Embodied Agents 1Embodied policy 1Empowerment MPC 1Endoscopic navigation 1Endovascular robotics 1Event-camera VO 1Exoskeletons 1Failure recovery 1Federated 3D Perception 1Fisheye detection 1Floorplan SLAM 1Geometry-aware manipulation 1Grasping 1Grounding 1Humanoid Control 1Humanoid RL 1Humanoid Tool Use 1Humanoid control 1Humanoid loco-manipulation 1Humanoid safety 1Imitation Learning 1JEPA World Models 1Lab automation 1Laboratory Manipulation 1Latent World Models 1Legged Manipulation 1LiDAR Security 1Lifelong RL 1MAPF 1MAV guidance 1Manipulation LfD 1Manipulation Safety 1Marine simulation 1Memory-centric VLA 1Miniature Locomotion 1Mining Perception 1Mobile manipulation 1Model-based RL 1Monocular SSC 1Motion Planning 1Multi-Agent RL 1Multi-Robot Exploration 1Multi-Robot Manipulation 1Multi-UAV Exploration 1Multi-UAV State Estimation 1Multi-agent RL 1Multi-agent motion planning 1Multi-camera odometry 1Multi-fidelity RL 1Multi-robot manipulation 1Multi-skill Manipulation 1Multi-view perception 1Multimodal simulation 1Navigation & Mapping 1Object Pose Estimation 1Object Search 1Panoramic 3D Detection 1Panoramic segmentation 1Pedestrian tracking 1PersonNav 1Planning 1Policy 1Policy Optimization 1Preference Learning 1Quadruped locomotion 1Real-time VLA 1Real-to-sim 1Representation alignment 1Robot-Use Agents 1Runtime Verification 1Safe Generative Planning 1Safe RL-MPC 1Safe VLA 1Safety monitoring 1Safety-critical control 1Sim-to-real Navigation 1Sim-to-real manipulation 1Simulation geometry 1Skill Discovery 1Social navigation 1Soft Pneumatic Actuators 1Soft manipulation 1Sonar SLAM 1Streaming 3D reconstruction 1Submovement decomposition 1Surgical 1Surgical robotics 1Tactile 1Tactile Exploration 1Tactile VLA 1Temporal manipulation 1Terrain traversability 1Text-to-3D Policy 1Tool Co-Design 1Trajectory Correction 1Traversability 1UAV Navigation 1UAV Swarms 1UAV traffic monitoring 1Underwater Robotics 1Underwater active mapping 1Underwater perception 1Unified world-action model 1VLA Conditioning 1VLA Defense 1VLA Robustness 1VLA evaluation 1VLA manipulation 1VLA robustness 1Video world models 1Visual Generalization 1Visual Grounding 1Visual Reward Models 1Visuomotor Fusion 1Visuotactile manipulation 1World Models 1World-Action Models 1
arXiv
Miniature Locomotion上級

270 g連続回転脚4脚ロボットMiNI-Q、単一のオンボード学習ポリシーで直立・倒立歩行と着地回復を統合

Arturo Flores Alvarez, Nathan Lintu, Dennis Hong

本論文はプレプリントであり、査読済みではない。270 gの連続回転脚4脚ロボットMiNI-Qに、単一の姿勢条件付き強化学習ポリシーをオンボードで実行させ、直立歩行、倒立歩行、着地後の歩行再開を状態機械なしで統合した。ハードウェア試験では前方速度追従RMSEが直立0.037 m/s、倒立0.050 m/s、リリース回復は30試行中24回成功、未学習の足形状を含む全16通りの組み合わせで歩行した。

arXiv
Panoramic segmentation上級

EmbPASSとEPONet、異種ロボット平台の全天球オープンセグメンテーションを実現

Pujun Guo, Yuanfan Zheng, Fei Teng, Mengfei Duan, Guoqiang Zhao, Yuheng Zhang, Kai Luo, Kailun Yang

本論文はプレプリントであり、査読済みではない。異種ロボットプラットフォーム間の全天球セマンティックセグメンテーションを対象とする新タスクを定義し、Vehicle、Drone、Wearable、Quadrupedの4プラットフォームを含むEmbPASSベンチマークを構築した。提案するEPONetはRAMAとCASTを統合し、EmbPASSで平均35.82% mIoUを達成し、最強ベースラインを1.10ポイント上回った。

arXiv
Egocentric video上級

WINGが自己中心視点動画から相互作用中心の潜在行動を学習、LIBEROで平均成功率99.20%を達成

Zhiming Liu, Yikun Miao, Ying Chen, Hongrui Yin, Fangqi Zhu, Xiaoyi Pang, Quanxin Shou, Zhengyang Yan, Haodong Wang, Song Guo

WINGは、人間の自己中心視点動画からロボット操作に転移可能な相互作用知識を抽出する枠組みである。観測者運動と手と物体の相互作用を分離する潜在行動学習と、低周波スペクトルガイダンスを導入し、シミュレーションのLIBEROで平均99.20%、RoboTwin 2.0で93.80%、RoboCasa–GR1で57.7%の成功率を達成した。本論文は査読前のプレプリントである。

arXiv
Visual Generalization上級

モデルベースRLに潜在空間一貫性を導入したVIGOR、未見の視覚変化へゼロショットで汎化

Mingyu Park, Samyeul Noh, Hyun Myung, Donghwan Lee

VIGORは、TD-MPC2を基盤に、非対称な弱から強へのデータ拡張、ダイナミクスレベルの一貫性損失、エンコーダ安定化を組み合わせたモデルベース強化学習フレームワークである。DeepMind Control SuiteとRobosuiteのゼロショット視覚汎化評価で、既存のモデルフリー手法とモデルベース手法を上回り、二番手のSRMと比べて平均エピソード報酬でDMCは3.4%、Robosuiteは43.6%高い結果を報告した。本論文はプレプリントであり、査読済みではない。

arXiv
Mobile manipulation上級

MobiAgent、デュアルループ自己改善で実機操作成功率を32.5%から57.5%に向上

Chenzhi Liu, Yue Zhang, Jiehong Lin, Jianan Wang, Bo Wang, Zhongrui Wang, Xiaojuan Qi

MobiAgentは、長距離移動操作向けに内部ループと外部ループを組み合わせたエージェントフレームワークである。本プレプリントでは、BEHAVIOR-1Kでπ0.5-TAを22.5ポイント上回る平均成功率65.0%を記録し、実機Astribot S1でも自己改善により平均成功率が32.5%から57.5%に向上した。スキルの再利用と視覚検証に基づく再計画が、移動操作の長期タスク自動化に有効であることを示した。

arXiv
Humanoid Control上級

KungfuAthleteBot、動画から高ダイナミック動作と0.692秒の転倒復帰を単一ポリシーで実現

Zhongxiang Lei, Lulu Cao, Xuyang Wang, Tianyi Qian, Jinyan Liu, Xuesong Li

本稿はプレプリントである。研究チームは武術家の動画197本からKungfuAthleteデータセットを構築し、物理補正と低運動エネルギーサンプリングを備えたKungfuAthleteBotを開発した。実機Unitree G1で約0.7秒の転倒復帰と追従を単一ポリシーで達成し、動画データの修復と補償が高動的スキル獲得を可能にすると報告した。

arXiv
Multi-view perception上級

SNAP、新規視点合成から幾何表現を学ぶ自己教師ありモデル、デコーダ制約で下流5タスクに競合

Keerthi Kaashyap, Dennis Anthony, Akshay Krishnan, Nhi Ngoc Nguyen, Jeremy Collins, James Hays, Shreyas Kousik, Animesh Garg

本研究は新規視点合成(NVS)を自己教師あり幾何表現学習に用いるSNAPを提案したプレプリントである。SNAPは凍結DINOv3特徴を入力とし、デコーダの受容野を1×1に制限し、RGBではなく潜在特徴を予測することで、エンコーダに幾何構造を押し込む。5つの下流タスク(点対応、視覚的局在化、相対姿勢推定、相対深度推定、ロボット操作)で自己教師あり手法を上回り、幾何学教師ありVGGTに匹敵する結果を示した。

arXiv
Dexterous manipulation上級

3D世界行動モデルPointWAM、DexJoCo器用操作で平均成功率69.0%を達成

Chunghyun Park, Beomjun Kim, Seungcheol Park, Heeseung Kwon, Yashu Shukla, Seunghoon Sim, Jinwoo Shin, Minsu Cho

本論文はプレプリントである。PointWAMはシーン点群と手のキーポイントを共通の時空間座標で3D点軌跡として同時予測する世界行動モデルである。人間動画による事前学習でDexJoCo平均成功率が56.9ポイント向上し、シーン軌跡の教師信号が10.9ポイントの追加効果を示し、GR00T N1.6を11.7ポイント上回り、実機でも最大25ポイントの差をつけた。

arXiv
Simulation geometry上級

I2CD、単一RGB画像から凸分解を直接予測しシミュレータにそのまま投入可能な衝突形状を生成

Qian Wang, Liam Merz Hoffmeister, Brian Scassellati, Daniel Rakita

I2CDは、事前学習済みの画像条件付き3D生成モデルHunyuan3D-2を凍結し、軽量なクロスアテンションヘッドのみを学習することで、単一RGB画像から凸多面体の集合を直接予測する手法である。227個のOmniObject3DおよびGoogle Scanned Objectsオブジェクトで、8つの再構成・分解パイプライン中最高の体積IoUを達成し、エンドツーエンドで6〜37倍高速だった。現時点ではプレプリントであり、査読済みではない。物理エンジン4種にそのまま読み込まれ、実機xArm7でのピックアンドプレースではプランナー準備時間を328秒から11秒に短縮した。

arXiv
JEPA World Models上級

JEPA世界モデルの因果ダイナミクス情報崩壊を防ぐAVL-JEPA、外乱下の操作成功率を大幅改善

Yikang Qiao, Ling Zhang, Ziying Song, Duan Huang

AVL-JEPAは、JEPA世界モデルが視覚情報を保持しながら行動の物理的帰結情報を失う「因果ダイナミクス情報崩壊」を防ぐ手法である。TwoRoom、PushT、OGBench Cube、Reacherの4タスクで評価し、ガウスノイズ下のPushTで成功率が15.3%から81.5%へ、TwoRoomで65.7%から88.7%へ向上した。プレプリントであり、査読済みではない。

arXiv
Exoskeletons上級

被験者固有の筋骨格シミュレーションで下肢外骨格の関節支援を体系的に比較、股関節+足首支援が有望と報告

Neethan Ratnakumar, Mariya Tohfafarosha, Xianlian Zhou

本論文はプレプリントである。被験者固有の筋骨格モデル6体を用いた予測シミュレーションで、股関節・膝・足首の単独および複合支援を25 Nmと50 Nmのトルク上限で比較した。50 Nmでは3関節支援が最大の平均COT削減48.50±4.55%を示し、2関節では股関節+足首支援が44.60±7.08%と大部分の効果を回復した。この結果はアクチュエータ数を抑えた支援設計の指針となる。

arXiv
Visuotactile manipulation上級

VISTA、視触覚等変拡散ポリシーで接触リッチ操作のデータ効率を大幅改善

Lik Hang Kenny Wong, Yiyao Ma, Xiu-Shen Wei, Zelong Tan, Zhuheng Song, Dongsheng Xie, Kai Chen, Qi Dou

本研究は、視覚と触覚を球面表現に統合したワークスペース等変拡散ポリシーVISTAを提案した。8つのシミュレーションタスクで50デモのみから平均80.9%の成功率を達成し、最強ベースラインであるEquiDiff+Tacを15.9ポイント上回った。本論文はプレプリントである。

arXiv
Endovascular robotics上級

脳静脈系BCIアクセスの自律ロボットナビゲーションを初実証、SAC制御でファントム到達に成功

Harry Robertshaw, Weijie Qi, Nikola Fischer, Alejandro Granados, Thomas C. Booth, Sam E. John

本プレプリントは、Soft Actor-Critic(SAC)で訓練したカテーテルとガイドワイヤの自律操作により、右内頸静脈から上矢状静脈洞まで到達する脳静脈系アクセスを、シミュレーションと透視下の3Dプリントファントムで初めて実証した。シミュレーションでは解剖学的に未知のホールドアウトモデルでタスクAが42.0%、タスクBが91.6%の成功率であり、実機20回中14回(70%)が成功した。この成果は開頭を回避する血管内BCIの植込み手技を標準化する可能性を示すが、解剖学的汎化とsim-to-real較正が臨床応用前の主要課題として残った。

arXiv
Lifelong RL上級

AMSCがタスク類似度で過去方策を選択、連続強化学習で転移と忘却ゼロを両立

Saptarshi Nath, Inish M. D'Souza, Antonio Carta, Soheil Kolouri, Andrea Soltoggio

英Loughborough大学などの研究チームは、生涯強化学習向けにオンラインのタスク類似度から過去のポリシーマスクを選び重み付けして再利用するAMSCを提案した。CT28とMG16でAUC/FWTが0.94/0.94、0.73/0.54を達成し忘却はゼロだった一方、CW10では学習済みの層別重みに劣り、層共通の重み付けには限界が見えた。本論文は査読前のプレプリントである。

arXiv
VLA Defense上級

VLAの敵対的パッチ防御、SAE特徴の条件付き抑制で成功率が改善

Yukiya Horiba, Koshiro Aoki, Shunsuke Yasuki, Bum Jun Kim, Taiki Miyanishi

本論文は、視覚言語行動モデルの内部表現をスパースオートエンコーダで解析し、敵対的パッチの存在に強く相関する特徴を線形プローブで検知した場合のみ抑制する防御手法を提案した。π0.5とSmolVLAをLIBERO-10の間欠的UADA攻撃で評価し、条件付き介入が成功率を改善する一方、無条件の抑制は清浄時の性能を大きく低下させることを示した。査読済み学会誌への採録は明記されておらず、プレプリントである。

arXiv
Real-to-sim上級

LiteReality-Agent、RGB-Dスキャンからシミュレーション可能な3D室内を再構成しGPT-6超えを報告

Zhening Huang, Yueyan Li, Johnathan Chiu, Xiaoyang Lyu, Matt Zhou, Yuxin Yao, Joan Lasenby, Shangzhe Wu

LiteReality-Agentは、RGB-Dスキャンから現実的で関節構造を持ち、シミュレーションに対応した3D室内シーンを再構成するエージェントシステムである。再構成をコーディング問題として定式化し、観察、編集、検証のループでRoom.pyを更新する。10シーンの評価で、GPT-6やFable 5.1を含むベースラインを視覚指標と幾何指標で上回り、コードとスキャンアプリが公開された。本論文はプレプリントである。

arXiv
Multi-agent RL上級

SCOUTがテスト時の価値勾配輸送でマルチエージェント協調を実現、オフラインMARLで最高平均性能

Dongsu Lee, Haoran Xu, Amy Zhang

SCOUTはフローマッチングの行動事前分布と分解価値関数を組み合わせ、テスト時にStein変分勾配降下で行動候補を高価値領域へ輸送するオフライン多エージェント強化学習フレームワークである。SMACv1では平均報酬16.1、MA-MuJoCoでは平均正規化スコア82.12を達成し、連続・離散のオフラインMARLベンチマークで最高平均性能、オフラインからオンラインへの全構成で改善を示した。本論文はプレプリントである。

arXiv
Imitation Learning上級

EF-GAIfO、ロボット自身の経験からデモの実現可能性を推定し、実機四足ロボットで物体把持に成功

Yoshiki Takebayashi, Giovanni Perantoni, Hikaru Sasaki, Matteo Saveriano, Takamitsu Matsubara

本論文は、状態のみの人間デモに含まれるロボット実行不可能な遷移を、ロボット自身の経験から推定して模倣学習に重み付けするEF-GAIfOを提案した。点質量環境での成功率はマルチスピード設定で90.0%、マルチパス設定で100.0%に達し、GAIfOやWGAIfOを上回った。実機のUnitree Go2による物体到達把持タスクでも70~80%の成功率を記録した。本論文はプレプリントである。

arXiv
World Models上級

World Motion Models、SE(3)軌道をトークン化し単一モデルで方策から再ターゲティングまで対応

Jiahui Lei, Qianqian Wang, Trevor Darrell, Angjoo Kanazawa

本研究は、動的3D世界を一連のSE(3)ポーズ軌道として表現し、トークンごとにノイズレベルを割り当てるフローマッチングで学習するWorld Motion Models(WMM)を提案した。同一ネットワークに対するマスク変更により、未来予測、ロボット方策、MPC、モーション補間、クロスエンボディメント再ターゲティングなどが可能になり、Language TableやTraceGenなど多様な応用で高い性能を報告した。arXivプレプリントであり、査読済みではない。

arXiv
Event-camera VO上級

Keytime GP回帰によるイベントカメラステレオVOのリアルタイム化

Nikan Nobari, Jonathan D. Gammell

本論文はプレプリントであり、査読済みではない。イベントカメラの非同期イベント時刻を保持したままリアルタイム動作するステレオ視覚オドメトリ(VO)パイプラインを提案した。WNOA事前分布に基づくGaussian Process回帰の状態をキータイムに限定し、補間により各計測時刻の残差を評価することで状態数を削減した。MVSECとDSECで評価し、DSECの1シーケンスを除きES-PTAMより高精度で、MVSECでは22Hz、DSECでは6Hzで推定した。

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