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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: 2026/11/12 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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結合型制御バリア関数によるデッドロックフリーなマルチロボット競合解決
複数ロボットの競合解決のため、譲り合い行列と結合型制御バリア関数を用いたQPベースのフィードバック制御器を提案し、設計上デッドロックを回避しつつ安全性を保証する。
原題: A Coupled Control Barrier Function Approach to Deadlock-Free Multi-Robot Conflict Resolution ／ Gary Rostomyan, Ketan Savla, Petros A. Ioannou
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計算場上の自律移動ロボット
ロボットが動く格子自体をセルオートマトンとして計算媒体化し、ロボットを極めて弱く保ったまま場の状態数で資源を測るモデルCABOTを提案。整列や集合などのタスクが少数の場の状態で解けることを示した。
原題: Autonomous Mobile Robots on a Computing Field ／ Yonghwan Kim, Gil-Tak Kong, Un-Sook Choi
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反復クラスタリングによる異種マルチロボットシステムの協調タスク割り当て
異種ロボット群の協調タスク割り当てを、ロボットとタスクのクラスタを反復的に形成して部分問題に分割する反復クラスタリング法で解き、単調な効用改善と収束性を保証した。
原題: Collaborative Task Allocation for Heterogeneous Multi-Robot Systems Through Iterative Clustering ／ David R. Martin, Brooks A. Butler, Scott Nivison 他
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障害物環境下でヒューマノイド群の再配置を実現する予測制御とバリア関数を統合した拡張ソーシャルフォースモデル
ソーシャルフォースモデルにモデル予測制御と制御バリア関数を組み合わせ、ヒューマノイドロボット群が障害物を避けつつ社会的に適切に再配置する枠組みを提案し、シミュレーションとユーザー研究で有効性を示した。
原題: Can I join you? Extended Social Force Based Model with Predictive Control and Barrier Functions for Humanoid Group Repositioning Amidst Obstacles ／ Chuxuan Zhang, Niloofar Jahanshahi, Yasaman Etesam 他
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地形を考慮したトンプソンサンプリングによる複数ドローンの捜索救助
地形データと遭難者行動モデルに基づく確率分布をトンプソンサンプリングで探索する分散型マルチドローン捜索手法を提案し、実データのシミュレーションで高い成功率を示した。
原題: Terrain-Aware Thompson Sampling for Multi-Drone Search and Rescue ／ Riana Gagnon Souleiman, Giovanni Beltrame
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マルチロボットタスク割当のための離散モデルベース拡散最適化
学習不要のサンプリング最適化に拡散を組み込み、離散変数を直接最適化するDiscrete MBDを提案。マルチロボットの連合形成やスケジューリングで既存手法を上回る性能を示した。
原題: Discrete Model-Based Diffusion for Combinatorial Optimization in Multi-Robot Task Allocation ／ Haejoon Lee, Thomas Marshall Vielmetti, Xinyi Wang 他
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エッジ合意ADMMによるグラフ疎分散予測制御マルチロボット動作計画
予測衝突グラフで相互作用を絞り、エッジ合意ADMMで分散MPCを解くことで、多数ロボットの衝突回避動作計画を計算効率よく実現した研究。
原題: Graph-Sparse Distributed Predictive Control for Multi-Robot Motion Planning vianEdge-Consensus ADMM ／ Josep Borras-Borras, Pablo Segovia, Carlos Ocampo-Martinez
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複数巡回USVの逐次ランデブー計画のためのグラフベース強化学習
海流と旋回制約を考慮した経路計画と、実現可能遷移グラフ上のグラフニューラルネット強化学習を組み合わせ、複数巡回USVへの逐次ランデブー順序を優先度・期限付きで最適化した研究。
原題: Graph-Based RL for Sequential Rendezvous Planning with Multiple Patrolling USVs ／ Seung Woo Han, Hyeon Bin Yeo, Seung Heon Oh
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自然言語によるロボット群制御における型付きプランの正しさの境界
自然言語指令を型付きプランで検証・実行する際、検証や完了報告が何を保証するのかを20台のシミュレーションロボットで調査し、割当や目標が元の指令とずれる事例を示した。
原題: Correctness Boundaries of Typed Plans for Natural-Language Robot Fleet Control ／ Artem Tuzov, Dmitrii Vizitei, Evgenii Shlomov 他
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協調・対立ドローン調整のためのゲーム理論的MPCプランナ
ドローンの協調的な目標到達と追跡・回避のためのゲーム理論的モデル予測制御プランナを提案し、計算時間や実機検証を通じて有効性を評価した。
原題: A Game-Theoretic MPC Planner for Cooperative and Adversarial Drone Coordination ／ Zdeněk Bouček, Miroslav Flídr
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マルチエージェント系におけるカウンティングタスクのための制御バリア関数
エージェントの割当を明示せずに、最低m台が条件を満たすことを保証するカウンティングタスク向けの微分可能な制御バリア関数を再帰的に構成し、QPでオンライン制御を実現した。
原題: Control Barrier Functions for Counting Tasks in Multi-Agent Systems ／ Georgios Mitsos, Sofie Haesaert, Siyuan Liu
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PA-SaR: マルチロボット救助のための知覚認識型学習・制御・連携フレームワーク
異種ロボットの制御・学習ベース探索・タスク割当・被災者誘導をミッション目標の下で統合する枠組みPA-SaRを提案し、シミュレーションで衝突回避と探索完了のトレードオフや監督的割当の有効性を示した。
原題: PA-SaR: Perception-Aware Learning, Control, and Coordination for Multi-Robot Search and Rescue ／ Jocubas Dimsa, Maria Grouev, Filip Keerberg 他
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ビジョンベースの差動二輪ロボット群によるフォーメーション制御チュートリアル
天井カメラとArUcoマーカーでロボットの位置・姿勢を推定し、差動二輪ロボット群を円形フォーメーションに保つ制御をPythonで実装する教育用チュートリアル。
原題: Tutorial: Vision-Based Formation Control with Differential-Drive Robots ／ Christian Marowski, Byung-Cheol Min
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非同期行動に対応したスケーラブルなマルチエージェント経路計画LSRP*
非同期行動を扱うマルチエージェント経路計画において、初期解を得た後も時間予算内で解品質を改善し続けるanytimeプランナLSRP*を提案し、最大1000エージェントで評価した。
原題: LSRP*: Scalable and Anytime Planning for Multi-Agent Path Finding with Asynchronous Actions ／ Dachuan Liu, Shuai Zhou, Shizhe Zhao 他
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シフト相互作用関数：コンセンサスネットワークにおける不完全な駆動とセンシングの統一フレームワーク
駆動制約やセンシングバイアスを「シフトした単調相互作用」として表現し、速度整列やクラスタ化の収束条件をリアプノフ解析と最大値原理で明らかにする統一理論を提案。
原題: Shifted Interaction Functions: A Unified Framework for Imperfect Actuation and Sensing in Consensus Networks ／ Yang Xu, Enric Morella Violeta, Hector Garcia de Marina
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マルチロボットシステムの機動情報容量：安全を考慮した機動設計
複数ロボットの機動の自由度とその観測可能性を相互情報量で定量化する「機動情報容量」枠組みを提案し、安全制約下での容量最大化と有限・定常ホライズンの理論限界を導出した。
原題: Mobility Information Capacity of Multi-Robot Systems: Safety-Aware Maneuver Design ／ Weijie Yuan
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狭所を高速で駆け抜けるマルチロボットナビゲーション：適応型ダイナミックファネル
水滴のように形状をリアルタイムで変形させる楕円パッチを強化学習で生成し、分散MPCでロボットをその内側に保つことで、狭い空間を減速せずに複数台の車両型ロボットが通過できる手法を提案した。
原題: FASTFUNNELS: Agile Multi Robot Navigation in Narrow Spaces via Adaptive Dynamic Funnels ／ Vignesh Rajagopal, Rohan Chandra
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異種軌道上の安全な周回：非ホロノミック多エージェント系のための距離のみを用いたHOCBF-QPフレームワーク
各ロボットが目標までの距離のみを測り隣接2機と情報交換する条件下で、異なる周回半径を保ちつつ衝突回避を保証するHOCBF-QPベースの安全制御を提案した論文。
原題: Safe Circumnavigation on Heterogeneous Orbits: A Range-Only HOCBF-QP Framework for Nonholonomic Multi-Agent Systems ／ Shubham Singh, Anand Singh, Anjali Tiwari 他
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流動体としての群ロボット：手の流体拡張による操作システム
手と群ロボットの間に仮想流体を介在させ、手の開閉で群れの硬さや流動性を変えて障害物回避や物体運搬を直感的に操作できるシステムを提案・評価した。
原題: Fluidic Body: Swarm Robots as a Fluid Extension of the Hand ／ Michikuni Eguchi, Shigeo Yoshida, Mai Nishimura 他
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相対位置計測に基づく差動駆動ロボット編隊の分散幾何最適化と制御
アンカー1台・絶対方位・相対位置計測のみを用い、差動駆動ロボット群の形状・位置・向きを分散最適化で同時制御する推定制御手法を提案し、ROS 2 Gazeboと5台の実機で検証した。
原題: Distributed Geometric Optimization and Control of Rigid Differential-Drive Formations from Relative-Position Measurements ／ Thanacha Choopojcharoen, Erman Selim, Ramisha Anjum 他
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遠隔操作マルチロボット中継チェーンにおける入れ子型視野バリア
通信不可環境での遠隔操作のため、視野ベースの制御バリア関数を用いた入れ子型の硬軟視野制約により、接続性を保証しつつ中継ロボット群が追従者の停滞を防ぐ分散制御フレームワークを提案した。
原題: Nested Field-of-View Barriers for Teleoperated Multi-Robot Relay Chains ／ Arthur Vangasse, Theo Cruz, Thales Soares 他
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表現豊かな群ロボティクスにおける現実と知覚のギャップ
同一の分散制御コードを卓上・空中・人間大の3種類の群ロボットで実演し、実機差による挙動変化（現実ギャップ）と観客の知覚・感情反応のずれ（知覚ギャップ）を調査した。
原題: Reality and Perceptual Gaps in Expressive Swarm Robotics ／ Ali Imran, Abdalwhab Bakheet Mohammed Abdalwhab, Rafael Gomes Braga 他
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適応的ターゲットフィールド計画と平均シフト探索による割当不要の群れナビゲーション
障害物環境で群れ全体が形状を適応させながら目的地へ移動できるよう、ターゲットフィールド計画・実行調整・形状保持型平均シフト探索を統合した割当不要の群れナビゲーション手法を提案し、シミュレーションと実機で有効性を示した。
原題: Assignment-Free Swarm Navigation via Adaptive Target-Field Planning and Mean-Shift Exploration ／ Jiaxuan Li, Junhui Zhang, Bo Zhu
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LLM支援計画と分散オンボード行動ツリー実行による複数AUVミッション
自然言語のミッション指示をLLMで解釈し、MILPで割当を最適化、分散行動ツリーで各AUVが自律実行する階層型フレームワークを提案。故障時には影響を受けた機体のみ選択的に再計画する。
原題: LLM-Assisted Planning with Distributed Onboard Behaviour Tree Execution for Multi-AUV Missions ／ Ehsan Khorrambakht, Cristiano Caissutti, Andrea Munafo 他
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マルチロボットシステムのための触覚共有制御
複数ロボットの接続維持アルゴリズムに局所センサ情報を組み込み、単体・ピン留め・重心の3つの操作モードと触覚フィードバックを組み合わせた共有制御手法を提案し、ユーザ実験で有効性を検証した。
原題: Haptic Shared Control for Multi-Robot Systems ／ Maxime Bernard
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ロボットヘルパーを介した人と群れの相互作用：羊飼い型アプローチ
VR羊飼いタスクで、群れを直接操作するテレオペレーションと運動プリミティブ界面を比較し、境界制御など集団形状を扱う高自律界面が作業成績を向上させ負担を軽減することを示した。
原題: Mediating Human-Swarm Interactions Through a Robot Helper: A Shepherding-Inspired Approach ／ Arihant Yadav, Sophie Jörg, Eakta Jain
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ブロックチェーンDAOによるオープンロボットスワームの自律的アクセス制御
ロボットが動的に参加・離脱するオープンスワームにおいて、スマートコントラクトで構成されたDAOがメンバーシップ管理とビザンチンロボットの排除を行う仕組みを提案し、概念実証を実装した。
原題: Self-governed access control in open robot swarms using a blockchain-based DAO ／ Raina Zakir, Alexandre Pacheco, Andreagiovanni Reina 他
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重ね合わせガイドベクトル場による剛体フォーメーション経路追従の簡素化
複数のベクトル場を重ね合わせることで、UAV群が剛体フォーメーションを保ちながら経路を追従する分散制御手法を提案し、5機のクアッドロータによる3D実験で有効性を示した。
原題: Swarm Choreography Made Simple: Superposed Guiding Vector Fields for Rigid Formation Path Following ／ Jo{ã}o Machado, Matthieu Verdoucq, Christophe Jouffrais 他
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マルチエージェント搬送における局所解修復
倉庫ロボットの搬送計画の非効率を実行時に検出し、局所的に再計画して衝突を減らす手法を提案。既存手法の計画を改善し、スループットを最大5.9%向上させた。
原題: Local Solution Repair for Multi-Agent Pickup and Delivery ／ Ethan Schneider, Jingkai Chen, Seth Hutchinson 他
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方向性を考慮した有界信頼Cucker-Smale群れ形成モデル
Cucker-Smale群れモデルに方向別の有界信頼を導入し、視線方向の動径・接線成分を独立にゲート化することで、従来の等方的なモデルでは分極してしまう状況でも全体の速度一致を回復できることを示した。
原題: Directional Bounded-Confidence Cucker-Smale Flocking ／ Hossein B. Jond
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