Giovanni Beltrame
収録論文 72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
- 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群制御2026/11/10
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。
- 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群制御2026/11/3
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。
- 工場におけるマルチエージェントのタスク割り当てとナビゲーションの学習：シミュレーションから実機ロボットへマルチエージェント強化学習/sim2real2026/9/13
LiDARとタスク情報を融合する分散型マルチエージェント強化学習FMAPPOを提案し、シミュレーションからROS2経由で実機の移動マニピュレータに展開して、工場での部品配送・回収と機械稼働率を改善した。
- VISTA: 行動履歴条件付けによるスケール認識型視覚ナビゲーションナビゲーション2026/6/1
視覚ナビゲーション基盤モデルが正規化された行動予測により物理的スケールを誤解する問題を解決するため、行動履歴を条件付けに加え、DINOv3エンコーダで空間・幾何情報を強化したモデルVISTAを提案。未見環境でのゼロショット実世界展開で高い性能を示した。
- 言語からの潜在目標予測によるモデルベースプランニングプランニング2026/5/26
言語指示から中間目標状態の系列を予測し、同じ潜在空間で行動条件付きロールアウトを行うことで、長期的なプランニングを可能にするフレームワークLAGOを提案した。
- 磁気ポテンシャル場を用いた自律UAVの安全な3次元経路計画経路計画2026/5/1
Maxwell方程式に基づく磁場ポテンシャル場を3次元に拡張し、LiDARボクセルから障害物を考慮したポテンシャル場を予測する畳み込みオートエンコーダを用いて、都市環境でのUAV経路計画を高速化する手法を提案した。
- 選ぶか選ばないか、それが問題だ：ロボットスキル予測の小規模アンサンブルへの蒸留タスク割り当て/スキル予測2026/5/1
自然言語のタスク記述から必要なロボットの物理能力（飛行、車輪、脚など）を予測するモデルを、LLM生成の合成データで訓練した小規模アンサンブルが、巨大な汎用LLMを上回る精度を達成したことを示した論文。
- コンパクトなキーフレーム最適化によるマルチエージェントガウススプラッティングSLAMSLAM2026/4/1
マルチエージェントSLAMにおいて、3Dガウス表現の通信負荷を削減するため、冗長なガウスを除去する圧縮ステップと、中央集権的なループ閉じ込み計算を導入し、データ転送量を最大95%削減するフレームワークを提案した。
- n個のリソース共有問題の分割：少数の高性能エージェントは多数の単純なエージェントより優れているか？群制御2026/4/1
マルチエージェントシステムにおいて、限られたリソースを少数の高性能エージェントに集中させるか、多数の単純なエージェントに分散させるかの問題を定式化し、カバレッジタスクの事例で解析とシミュレーションにより性能を比較した。
- 視覚基盤モデルはナビゲーションできるか？ゼロショット実世界評価と教訓ナビゲーション2026/3/1
5つの最先端視覚ナビゲーションモデルを2つのロボットと屋内・屋外5環境で実世界評価し、成功率以外に経路品質・衝突・環境変化への頑健性を分析して3つの系統的限界を明らかにした。
- 3D基盤モデルによる分散協調SLAMのループ閉じ込みSLAM2026/2/1
3D基盤モデルを活用し、視点差が大きいロボット間でも画像ペアから相対姿勢を推定してループ閉じ込みを行う、分散協調SLAMの手法を提案した。
- 惑星模擬環境における分散型協調SLAM：データセット・課題・教訓協調SLAM2026/1/1
火星類似地形で3台のロボットをアドホック通信で動かし、通信制限が分散協調SLAMに与える影響を検証するとともに、実測通信データを含む新データセットを公開した。
- ガードレールに導かれて：ロボット学習の安全インストラクターとしての制御バリア関数安全強化学習2025/5/1
安全行動の時間的影響を連続的な負の報酬でモデル化し、制御バリア関数（CBF）を強化学習に統合する3つの手法を提案。シミュレーションと実機の四輪差動駆動ロボットで、CBFが危険領域回避と学習改善に有効であることを示した。
- NeBula拡張：TEAM CoSTARのソリューションを大規模環境へ展開する補遺地下探査/群制御2025/4/1
DARPA地下チャレンジに参加したTEAM CoSTARのNeBula自律探査システムを、より広範囲・大規模な地下環境に対応させるためのハードウェア・ソフトウェア・アルゴリズム拡張を提示し、実環境で実証した。
- マルチロボット系におけるGNNベースの分散知覚による作業者行動予測群制御2025/1/1
各ロボットが周囲の空間グラフを構築・共有し、時系列情報と群知能的な合意形成を組み合わせて人間の行動を分散的に予測する枠組みを提案した。
- 地形と走行可能性解析を用いた探査計画のための多目的リスク評価フレームワーク探査計画2024/10/1
未知の非構造環境での探査計画において、地形の標高・傾斜・粗さ・走行可能性とバッテリー・ミッション時間・移動距離を考慮し、ミッション進行に応じて許容リスクを動的に調整する多目的リスク評価手法を提案した。
- マルチエージェント・マルチマシン保守のための物理シミュレーションsim2real2024/10/1
製造現場での人手不足解消に向け、簡易な卓上ロボットと強化学習を組み合わせ、シミュレーションと実機で同じ挙動が再現できるかを検証した研究。
- BlabberSeg: リアルタイム組み込み向けオープンボキャブラリ航空画像セグメンテーション航空セグメンテーション2024/10/1
CLIPSegを最適化し、プロンプトとモデル特徴を再利用することで、UAV搭載のJetson上でオープンボキャブラリ航空セグメンテーションを約16.8Hzでリアルタイム実行可能にした。
- ガウシアンスプラッティング再構成における周波数ベースの視点選択3D再構成2024/9/1
3Dガウシアンスプラッティングによる再構成で、周波数領域で視点をランク付けし、少ない入力画像で効率的に高品質な3D再構成を実現する視点選択手法を提案した。
- 移動ロボットによるマルチエージェント・マルチマシン機械操作の学習マルチエージェント強化学習2024/8/1
移動ロボット群が複数の工作機械を操作するタスクを、注意機構を組み込んだマルチエージェント強化学習（AB-MAPPO）で学習し、成功率・安全性・資源利用効率を向上させた。
- 意味情報とポーズグラフ解析を統合したロボット探索のための能動的セマンティックマッピングSLAM2024/8/1
SLAMのポーズグラフ接続性と意味情報の相互情報量を組み合わせた評価関数で探索経路を選び、地図誤差を21%削減し意味分類精度を9%向上させた。
- LiDARのみを用いた動的環境におけるリアルタイム物体検出・追跡物体検出・追跡2024/7/1
LiDARデータの低周波成分を特徴点として抽出し、強度ベースの自己運動推定とスライディングウィンドウを組み合わせることで、オドメトリのドリフトに頑健な動的物体のリアルタイム検出・追跡システムを提案した。
- ロボット応用のための可変時間ステップ強化学習強化学習2024/7/1
必要なときだけ行動を実行する可変時間ステップ強化学習手法MOSEACを提案し、シミュレーションと実機で収束の速さや省エネ性を検証した。
- MOSEAC: 可変タイムステップ強化学習の簡素化強化学習2024/6/1
可変タイムステップ強化学習において、ハイパーパラメータ調整を1つに削減する適応的報酬スキームを備えたマルチオブジェクティブSoft Elastic Actor-Critic法を提案し、シミュレーションで有効性を示した。
- 階層構造がロボット群のスケーラビリティを決める群制御2024/5/1
平等型と階層型のロボット群を比較し、階層型が広大で複雑な環境での放射線除去タスクにおいて少ない資源で効率的に適応できることをシミュレーションと実機実験で示した。
- 制御バリア関数の学習と強化学習への応用：サーベイ安全強化学習2024/4/1
強化学習の安全性を保証する制御バリア関数に注目し、その自動学習手法と安全強化学習への応用に関する既存研究を体系的に調査したサーベイ論文。
- 研究室から劇場へ：型破りなフィールドロボティクスの旅フィールドロボティクス2024/4/1
ロボット芸術パフォーマンスの実現に向け、通信プロトコルや位置推定の課題をケーススタディを通じて分析し、非専門家との協働の重要性を示した。
- 弾力的な時間ステップによる強化学習強化学習2024/2/1
制御周波数を動的に調整する弾力的時間ステップを用いた強化学習アルゴリズムMOSEACを提案し、3Dレースゲームでエネルギー効率とタスク性能の向上を実証した。
- 可変制御レートを用いた実機展開可能な強化学習強化学習2024/1/1
強化学習の制御周期を固定せず、必要なときだけ行動する可変制御レートの枠組みを提案し、Soft Actor-Criticを拡張したSEACアルゴリズムで有効性を示した。
- PEACE: CLIPSeg強化のためのプロンプトエンジニアリング自動化による安全着陸ゾーンセグメンテーションセグメンテーション2023/10/1
環境変化に応じてプロンプトを自動生成・改良し、安全な着陸ゾーンと危険ゾーンを二重にセグメンテーションするシステムPEACEを開発。単眼カメラのみで100mから20mまでの降下を安全に誘導し、安全着陸ゾーン識別精度を57%から92%に向上させた。
- 動的オープンボキャブラリ強化によるインテリジェント安全着陸（DOVESEI）UAV着陸/セグメンテーション2023/8/1
オープンボキャブラリ画像セグメンテーションと動的フォーカスを用いたUAVの安全着陸システムを提案し、20mからの着陸を実現した。
- 計算時間を調整可能な多段階ジョブの機械・搬送機ジョイントスケジューリングスケジューリング2023/7/1
バッテリー駆動の搬送ロボットと機械の割当・スケジューリングを、時間離散化とジョブのクラスタリング、スライディングタイムウィンドウ内の整数線形計画法で解き、計算時間と最適性のトレードオフを調整可能にした。水質サンプリングプロジェクトへの応用を示す。
- BittyBuzz: 超小型システム向け群ロボティクスランタイム群制御2023/7/1
マイコン上で群ロボティクス向けDSL「Buzz」を動的メモリ管理付きで実行できる軽量ランタイムBittyBuzzを開発し、3つのロボットで動作を実証した。
- ロボット群における混雑とスケーラビリティ：集団的意思決定に関する研究群制御2023/7/1
最大150台のロボットを物理シミュレータで用い、二択の集団的意思決定タスクにおける通信と移動の混雑の影響を評価し、分業とバージョン付き局所通信の組み合わせが混雑を最小化してスケールすることを示した。
- 制御バリア関数による未知環境でのエネルギー充足性の保証エネルギー管理2023/6/1
任意の経路計画の上に適用できる制御バリア関数ベースの層を提案し、未知環境でもロボットがエネルギー切れを起こさないことを保証する。
- CoNi-MPC：協調的非慣性座標系に基づくモデル予測制御制御/群制御2023/6/1
UAVを目標の非慣性座標系で直接制御する非線形MPCを提案し、目標の運動モデルや状態推定に依存せず、追従・移動基地への着陸・相対運動を実現した。
- Swarm-SLAM：マルチロボットシステムのためのスパース分散協調SLAMフレームワーク群制御2023/1/1
複数ロボットが分散的に協調して自己位置推定と地図構築を行うオープンソースSLAMシステムを提案し、通信削減と収束加速を実現した。
- LiDAR強度画像を用いた実時間SLAMSLAM2023/1/1
LiDARの強度画像から特徴点を抽出し、幾何特徴が乏しい非構造環境でもロバストに動作するリアルタイムSLAM手法を提案した論文。
- ロボット群のための接続性を考慮した局所トポロジー操作の完全集合群制御2022/10/1
ロボット群のネットワークトポロジーを、隣接情報のみを用いた局所操作で任意の木構造から別の木構造へ変換できる完全な操作集合を証明し、その応用例を示した。
- 構造化光を用いたイベントベースRGB-Dセンシングイベントカメラ/構造化光2022/7/1
モノクロのイベントカメラと構造化光プロジェクタを組み合わせ、フレームレスでRGBイベントと深度を取得する手法を提案した論文。
- ACHORD: 断続的な接続環境における通信を考慮したマルチロボット協調群制御2022/6/1
通信が制限された地下環境で、ネットワークアーキテクチャと高レベル意思決定を統合設計し、断続接続に耐えつつドロップ可能な無線機でネットワークを拡張するマルチロボット協調システムを提案・評価した。
- ROS 2知覚・マッピングシステムのためのリアルタイムトレーシングROS 2/トレーシング2022/4/1
ROS 2向けのオープンソーストレーシングツールを提案し、知覚・マッピングシステムの遅延やボトルネック、クリティカルパスをリアルタイムに特定できることを示した論文。
- ゲーム風インターフェースで実現する自律マルチロボットミッションの監督制御群制御2022/4/1
DARPA地下トンネルチャレンジ向けに、ビデオゲーム風の直感的な監督制御インターフェースと自律ミッションアシスタントを開発し、異種マルチエージェントシステムで実環境に適用して作業負荷軽減と探索時間増加を実証した。
- スマート粒子群の階層制御群制御2022/4/1
多数の単純なワーカーロボットと少数のガイドロボットの2階層で群れを制御し、ガイドが局所的な引力パラメータを操作して任意のパターンを形成する手法を提案。最大5000台のシミュレーションと実機群で有効性を検証した。
- 分散ROS 2システムにおける複雑な因果リンクのメッセージフロー解析ROS 2/トレーシング2022/4/1
ROS 2のトレーシングを拡張し、分散システム上でのメッセージの因果関係（1対多・多対多・間接リンク）を解析・可視化する手法を提案し、低オーバーヘッドで実機検証した。
- SLAM姿勢グラフ最適化を用いた自己教師ありドメイン校正と不確かさ推定による場所認識場所認識2022/3/1
SLAMのロバスト姿勢グラフ最適化を教師信号として、GPSや人手ラベルなしで場所認識ネットワークを対象環境に自己教師ありで適応させ、マッチングの不確かさ推定も改善する手法を提案した。
- リスク考慮型群ロボットストレージ群制御2022/1/1
群ロボットが探索中に得た地形や危険情報を、近隣間の局所通信のみで安全かつ迅速に分散保存・経路制御する仕組みRASSを提案し、シミュレーションと実機実験で信頼性と容量を検証した。
- 分散型オンラインリスク認識探査システムDORA群制御2021/9/1
複数ロボットが中央サーバに頼らず分散的にリスク信念マップを共有・更新し、障害物のある未知環境をリスクを抑えつつ高被覆で探査するシステムを提案した。
- 協調SLAMの現在の研究動向：サーベイ協調SLAM2021/8/1
複数ロボットによる協調SLAM（C-SLAM）の基本概念から最新研究までを体系的に整理し、堅牢性・通信・資源管理の課題と今後の研究方向を展望したサーベイ論文。
- 衝突耐性を備えた柔軟な外骨格飛行ロボット2021/7/1
節足動物の外骨格に着想を得て、柔軟な関節で衝撃を吸収する半剛性構造を設計し、250g未満の自律クアッドコプターに適用して複数回の衝突を耐え、受動的エネルギー吸収が5倍向上することを示した。
- 逐次ケージングによる群ロボットの協調搬送群制御2021/6/1
任意形状の物体を群ロボットが分散的に取り囲み(ケージング)、形状の事前知識なしに目標位置まで協調搬送するアルゴリズムを提案し、物理シミュレータと実機で検証した。
- NeBula：過酷環境下でのロボット自律性を目指すフレームワーク — DARPA地下チャレンジにおけるTEAM CoSTARの取り組み自律探査2021/3/1
DARPA地下チャレンジでCoSTARチームが用いた、不確実性を考慮した自律探査フレームワークNeBulaのアルゴリズム・ハードウェア・ソフトウェア構成と競技結果をまとめた論文。
- 通信遅延を考慮した制御バリア関数による分散型接続維持群制御2021/3/1
制御バリア関数に基づくマルチロボットの接続維持制御を実機実装し、通信遅延の影響を確認した上で、その影響を打ち消すヒューリスティックを提案・検証した論文。
- 柔らかさが強さを生む：節足動物の外骨格に着想を得た衝突耐性クアッドコプター飛行ロボット2021/3/1
節足動物の外骨格に倣い、軟質関節を持つ半剛性構造で機体を保護する250g未満の自律クアッドコプターCogniFlyを開発し、最大7m/sの衝突に複数回耐えることを示した。
- 風と限られた資源下でのマルチロボットのエネルギー自律性群制御2021/1/1
風や空気抵抗の影響下で単一の充電ステーションを共有する複数ロボットのエネルギー充足と排他的利用を、制御バリア関数に基づく枠組みで保証し、実現可能性条件を解析した研究。
- 単眼カメラで剛体の6DoF相対姿勢を追跡するオンボード向け2段階アルゴリズム姿勢推定2020/12/1
単眼カメラ映像から物体を検出し、UKFで6DoF姿勢を追跡する2段階手法を提案。深度なしでもRGB-D並みの精度を達成し、ドローン追跡では高速かつ高精度。
- UWB測距を統合した単眼視覚慣性SLAMと協調マップ融合SLAM2020/6/1
単眼カメラ・慣性計測・UWB測距を組み合わせ、固定アンカーで累積誤差を補正する単体ロボット向けSLAMと、相互測距による協調SLAMの変換推定を提案した論文。
- 単一UWBアンカーとIMUによる高精度位置追跡位置推定2020/5/1
単一のUWBアンカーと安価な9軸IMUのみを用い、UWB距離変化の連続監視で速度を推定しEKFでロボットの姿勢を高精度に追跡する手法を提案した。
- CAPRICORN: 物体配置の解釈可能な星座表現を用いた通信効率重視のロボットネットワーク向け場所認識マルチロボットSLAM2019/10/1
複数ロボット間で場所の記述を共有する際、物体の3D点群からなる「星座」表現でコンパクトな空間・意味記述子を作り、2段階の分散ループ閉じ込め検証により通信帯域を抑えて場所認識を行う手法を提案した。
- 群れロボットのリーダーを隠す敵対的プライベートフロッキング群制御2019/9/1
観測者からリーダーの正体を隠しながら群れ制御を行うため、制御パラメータとリーダー推定器を敵対的に共最適化する手法を提案した。
- 群れリレー：分散型自己修復の地上・空中通信チェーン群制御2019/9/1
ロボット群が複雑な環境で通信を維持しながら移動するため、地上ロボットと飛行ロボットを組み合わせた通信チェーンを自律構築し、故障時にも自己修復する軽量アルゴリズムを提案・実機検証した。
- DOOR-SLAM: ロボットチーム向け分散・オンライン・外れ値耐性SLAM分散SLAM2019/9/1
ロボット間の誤ったループ閉じ込みを分散的に排除しつつ、保守的すぎない設定で高精度な軌跡推定を実現する完全分散型SLAMシステムを提案した。
- クアッドコプターの分散型接続性制御：通信性能のフィールド研究群制御2019/9/1
分散型接続維持制御則をクアッドコプター群に実装し、屋外で通信性能を評価した研究。
- ロボット群のための故障耐性を持つ接続性維持群制御2019/5/1
ロボット群が通信接続を保ちながら目標へ到達するための分散アルゴリズムを提案し、冗長リンクを維持することで最大70%のロボット故障にも耐えられることを実験的に示した。
- 最小インフラで実現する協調測位と追跡測位・追跡2019/5/1
UWBと分散協調システムを用い、最小限の固定アンカーで多数のデバイスを協調的に測位・追跡する手法を提案し、フランスのシャンボール城での来訪者追跡実験で有効性を示した。
- 衝突を考慮したマルチロボットタスク割り当て群制御2019/4/1
衝突コーンで衝突を予測し入札に反映する分散オークション型タスク割り当てを提案し、停止ロボット対策の再ceding衝突ホライズンで経路重複とデッドロックを大幅に削減した。
- マイクロUAV群による布地の分散協調搬送群制御2018/10/1
群れ専用スクリプト言語Buzzに基づく完全分散制御基盤を構築し、場ポテンシャル法とバネダンパ法の2手法を比較して、マイクロUAV群による布地の協調搬送を実機で実証した。
- 離散連続グラフィカルモデルによるSLAMの知覚的エイリアシングのモデリングSLAM2018/10/1
SLAMにおける知覚的エイリアシング（類似した見た目による誤対応）を、連続部と離散部を組み合わせたグラフィカルモデルで表現し、初期推定に依存せず外れ値を扱える半正定値緩和による推論法を提案した。
- 立ち止まり、考え、動け：耐障害性マルチロボットトポロジのためのオンラインゲイン最適化群制御2018/9/1
多数ロボットのネットワークで単一障害点を避けつつ接続性を保つため、複数の制御目的を組み合わせ各ロボットの制御パラメータをオンライン分散最適化する手法を提案し、実機で検証した。
- 大規模ロボット群の分散型接続性維持展開群制御2018/6/1
ロボット群が複数の目標地点へ到達しつつネットワーク分断を防ぐため、物理ネットワーク上に論理ツリーを構築する分散アルゴリズムを提案し、シミュレーションと実機で比較検証した。
- ROSとBuzzによる異種ロボットチームの合意形成行動群制御2017/10/1
群知能向け言語BuzzとROSを統合し、異種ロボットチームで分散合意に基づく行動をシミュレーションから実機まで同一スクリプトで展開できることを示した。
- Buzz: 異種ロボット群れのための拡張可能なプログラミング言語群制御2015/7/1
異種ロボット群れを自己組織化させるための新しいプログラミング言語Buzzを提案し、単体ロボットと群れ全体の両視点から振る舞いを記述できるプリミティブと、完全分散型ランタイムによる拡張性・スケーラビリティを実証した。
