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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: 2023/8/1 ／ 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 →- 論文自己位置推定ロボティクス
BIMモデルからのポーズグラフ地図生成による変化・動的環境下での堅牢な2D-LiDAR自己位置推定
BIMモデルから占有格子地図を経てポーズグラフ地図を自動生成し、変化や動的障害物のある屋内環境でも高精度に自己位置推定できるオープンソース手法を提案した。
原題: Occupancy Grid Map to Pose Graph-based Map: Robust BIM-based 2D-LiDAR Localization for Lifelong Indoor Navigation in Changing and Dynamic Environments ／ Miguel Arturo Vega Torres, Alexander Braun, André Borrmann
日本語で読む → - 論文予測/自動運転画像認識
事前情報と意味情報を活用した占有格子地図による車両運動予測
動的占有格子地図に意味ラベルと地図情報を組み合わせ、深層学習と確率的手法を統合して車両の将来運動を予測するフレームワークを提案し、NuScenesで有効性を示した。
原題: Vehicle Motion Forecasting using Prior Information and Semantic-assisted Occupancy Grid Maps ／ Rabbia Asghar, Manuel Diaz-Zapata, Lukas Rummelhard 他
日本語で読む → - 論文LiDAR異常検知ロボティクス
LiDAR点群の異常検知
LiDARの点群の空間分布と強度分布に基づく品質指標を数学的に定義し、学習やラベルなしで異常を検知する手法を提案した。
原題: Detecting the Anomalies in LiDAR Pointcloud ／ Chiyu Zhang, Ji Han, Yao Zou 他
日本語で読む → - 論文自動運転/歩行者認識画像認識
自動運転のための歩行者環境モデル
単眼カメラと自己位置情報から歩行者の骨格を推定・追跡し、3D位置を含む環境モデルを構築する手法を提案。
原題: Pedestrian Environment Model for Automated Driving ／ Adrian Holzbock, Alexander Tsaregorodtsev, Vasileios Belagiannis
日本語で読む → - 論文オプティカルフロー画像認識
FocusFlow: 自動運転のためのキーポイントオプティカルフロー推定の強化
キーポイントに特化した損失関数と条件制御エンコーダを導入し、ORBやSIFTなどのキーポイントでのオプティカルフロー精度を最大44.5%向上させるフレームワークを提案。
原題: FocusFlow: Boosting Key-Points Optical Flow Estimation for Autonomous Driving ／ Zhonghua Yi, Hao Shi, Kailun Yang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
LLMを活用したマニピュレーションタスク向け人間-ロボット協調フレームワーク
大規模言語モデルで言語指示を動作列に変換し、YOLOによる環境認識と遠隔操作・DMPによる動作修正を組み合わせて、ロボットの自律的な作業計画と人間との協調を実現する手法を提案した。
原題: LLM-Based Human-Robot Collaboration Framework for Manipulation Tasks ／ Haokun Liu, Yaonan Zhu, Kenji Kato 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
自律ロボットのための階層的生成モデリング
人間の運動制御の階層的構造を模倣し、移動・操作・把持を統合する複雑なタスクをヒューマノイドロボットが自律的に遂行できる階層的生成モデルを提案した。
原題: Hierarchical generative modelling for autonomous robots ／ Kai Yuan, Noor Sajid, Karl Friston 他
日本語で読む → - 論文自動運転/HDマップ画像認識
MapTRv2: オンラインベクトル化HDマップ構築のためのエンドツーエンドフレームワーク
地図要素を点集合としてモデル化し、階層的クエリ埋め込みと二部マッチングでオンラインにベクトル化HDマップを構築するエンドツーエンド手法を提案。
原題: MapTRv2: An End-to-End Framework for Online Vectorized HD Map Construction ／ Bencheng Liao, Shaoyu Chen, Yunchi Zhang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションAI
UR10eロボットアームにおける深層強化学習による視覚追跡とリーチングの学習
産業用ロボットUR10e上で深層強化学習（DQNとPPO）を適用し、視覚に基づく追跡・リーチングタスクを学習させる環境を構築。PPOがDQNより少ないデータで安定した方策を学習できることを示した。
原題: Learning Visual Tracking and Reaching with Deep Reinforcement Learning on a UR10e Robotic Arm ／ Colin Bellinger, Laurence Lamarche-Cliche
日本語で読む → - 論文階段認識/深度推定画像認識
StairNetV3: 深層学習を用いた深度対応階段モデリング
単眼視の階段認識で、階段の幾何特徴抽出と深度画像予測をCNNで同時に行い、深度情報を活用して高精度な階段モデリングと点群再構成を実現した研究。
原題: StairNetV3: Depth-aware Stair Modeling using Deep Learning ／ Chen Wang, Zhongcai Pei, Shuang Qiu 他
日本語で読む → - 論文最適化ロボティクス
因子グラフ上の拡張ラグランジュ法
拡張ラグランジュ法を因子グラフの因子として組み込むことで、既存の因子グラフソルバを制約付き最適化に拡張する手法を提案し、姿勢推定・回転同期・MPCに適用した。
原題: How-to Augmented Lagrangian on Factor Graphs ／ Barbara Bazzana, Henrik Andreasson, Giorgio Grisetti
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
文脈特化型分類器による6自由度把持の洗練
把持生成をサンプリング問題として定式化し、識別器の勾配流で文脈に応じた6自由度把持を洗練するGraspFlowを提案。実機で高い把持成功率と機能性向上を実現。
原題: Refining 6-DoF Grasps with Context-Specific Classifiers ／ Tasbolat Taunyazov, Heng Zhang, John Patrick Eala 他
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
先行エージェントの影響を考慮した軌道予測
歩行者や車両の軌道予測において、周囲の類似行動エージェント（先行者）の動きを確率的に参照するPnS手法を提案し、地図情報なしでも高精度を実現した。
原題: Tracing the Influence of Predecessors on Trajectory Prediction ／ Mengmeng Liu, Hao Cheng, Michael Ying Yang
日本語で読む → - 論文異常検知ロボティクス
水中グライダーの汎用異常検知：大規模運用データセットによる検証
水中グライダーの異常（サメの攻撃やコバンザメの付着など）を検知するアルゴリズムを提案し、4つの実運用データセットで汎用性を検証した。回収後データとリアルタイムデータの両方で評価し、オンライン監視の有効性を示した。
原題: General Anomaly Detection of Underwater Gliders Validated by Large-scale Deployment Datasets ／ Ruochu Yang, Chad Lembke, Fumin Zhang 他
日本語で読む → - 論文自動運転AI
倫理なき自動運転：意味・設計・実世界実装
自動運転車の事故時の意思決定を、事前定義されたパラメータと倫理的価値理論を用いて柔軟に計算する手法を提案し、社会受容性を評価するツールを提供する。
原題: Automated Driving Without Ethics: Meaning, Design and Real-World Implementation ／ Katherine Evans, Nelson de Moura, Raja Chatila 他
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
AOSoar: マイクロ航空機の自律的な地形性滑翔
風場の事前知識なしに、シミュレーテッドアニーリングで滑翔位置を探索し、INDI制御でスロットル使用を最小化する自律地形性滑翔を実現した。風洞実験で最大30分間の滑翔に成功した。
原題: AOSoar: Autonomous Orographic Soaring of a Micro Air Vehicle ／ Sunyou Hwang, Bart D. W. Remes, Guido C. H. E. de Croon
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
確率的軌道最適化における多様性のためのパスシグネチャ
ラフパス理論のパスシグネチャとヒルベルト空間表現を活用し、並列軌道最適化で解の多様性を促進してモード崩壊を防ぐ手法を提案。2Dナビゲーションからロボットマニピュレータまで平均コストを低減。
原題: Path Signatures for Diversity in Probabilistic Trajectory Optimisation ／ Lucas Barcelos, Tin Lai, Rafael Oliveira 他
日本語で読む → - 論文多物体追跡ロボティクス
イベントベース検出トリガによる検出ベース多物体追跡のフレーム間引き高度化
カメラ検出をトリガにフレーム間引きを制御し、検出ベース多物体追跡の省エネ性と安全性を両立させる手法を提案。
原題: Advancing Frame-Dropping in Multi-Object Tracking-by-Detection Systems Through Event-Based Detection Triggering ／ Matti Henning, Michael Buchholz, Klaus Dietmayer
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
オリーブ検出は合成データか実データか？Olive the Above
フォトリアルな3Dオリーブの木モデルから自動ラベル付き合成画像を生成し、少量の実画像と組み合わせることで、人手ラベルなしに高精度なオリーブ検出を実現した。
原題: Detecting Olives with Synthetic or Real Data? Olive the Above ／ Yianni Karabatis, Xiaomin Lin, Nitin J. Sanket 他
日本語で読む → - 論文安全・HRIロボティクス
人間とロボットの協働における安全なマルチモーダルコミュニケーション
音声とジェスチャーを統合したマルチモーダルな指示認識と安全層を組み合わせ、人間とロボットの協働作業を安全かつ効率的に実現するフレームワークを提案した。
原題: Safe Multimodal Communication in Human-Robot Collaboration ／ Davide Ferrari, Andrea Pupa, Alberto Signoretti 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
マルチスケール連続アトラクタネットワークによる軌道追跡
動物のナビゲーションに着想を得たマルチスケール連続アトラクタネットワークを提案し、遺伝的アルゴリズムで自動調整することで、広い速度範囲での軌道追跡を実現した。
原題: Trajectory Tracking via Multiscale Continuous Attractor Networks ／ Therese Joseph, Tobias Fischer, Michael Milford
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
マルチモーダルカテゴリカル探索を用いた強化学習による非把持平面マニピュレーション
物体の押し操作のような非把持マニピュレーションにおいて、接触モードの多様性に対応するためカテゴリカル分布によるマルチモーダル探索を導入し、任意の初期・目標姿勢への高精度な押し操作を実現した。シミュレーションで学習した方策を実機KUKA iiwaに転移し、外乱や観測ノイズへの頑健性も示した。
原題: Nonprehensile Planar Manipulation through Reinforcement Learning with Multimodal Categorical Exploration ／ Juan Del Aguila Ferrandis, João Moura, Sethu Vijayakumar
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
ピクセルから方策へ：ゲーム内・ゲーム間強化学習のためのDQNエンコーダ
DQNを用いてゲームのピクセル入力から方策を学習し、転移学習により複数ゲームで高性能な汎用エージェントを実現した研究。
原題: Pixel to policy: DQN Encoders for within & cross-game reinforcement learning ／ Ashrya Agrawal, Priyanshi Shah, Sourabh Prakash
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
サイクロフォビック強化学習
新規性を報酬とするのではなく、状態の巡回（サイクル）を罰することで冗長な探索を避け、階層表現と組み合わせてMiniGridやMiniHackで高効率な探索を実現した。
原題: Cyclophobic Reinforcement Learning ／ Stefan Sylvius Wagner, Peter Arndt, Jan Robine 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
LSTM軌道予測ネットワークに基づく自動運転の倫理的意思決定
自動運転の倫理的判断のため、効用原理を数式化して組み込み、注意機構付きLSTMで軌道予測を最適化する手法を提案した。
原題: Ethical Decision-making for Autonomous Driving based on LSTM Trajectory Prediction Network ／ Wen Wei, Jiankun Wang
日本語で読む → - 論文自動運転/軌道予測ロボティクス
目標点注意Transformer：エンドツーエンド自動運転のための新規軌道予測ネットワーク
注意機構を用いて予測軌道と知覚特徴・目標点を相互作用させ、ルールに依存せずエンドツーエンドで自動運転の軌道予測を行うTransformerネットワークを提案し、CARLAシミュレータで最先端性能を達成した。
原題: Target-point Attention Transformer: A novel trajectory predict network for end-to-end autonomous driving ／ Jingyu Du, Yang Zhao, Hong Cheng
日本語で読む → - 論文自動運転知覚画像認識
自動運転における物体検出のTP/FP/FN判定を定義するためのチェックリスト
自動運転の物体認識テストで真陽性・偽陽性・偽陰性をどう判定するかを整理し、実務者がテストの曖昧さを減らすためのチェックリストを提案した論文。
原題: Checklist to Define the Identification of TP, FP, and FN Object Detections in Automated Driving ／ Michael Hoss
日本語で読む → - 論文物体追跡ロボティクス
不整地動的環境における複数物体の検出・追跡・予測
LiDARとカメラの融合による3D物体検出と適応閾値付きハンガリアン法で複数物体を追跡し、MANNとカルマンフィルタで不整地上の軌道予測を行い、動的点除去による動的SLAMも実現した。
原題: Multi-object Detection, Tracking and Prediction in Rugged Dynamic Environments ／ Shixing Huang, Zhihao Wang, Junyuan Ouyang 他
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
TempFuser: 長期短期時間融合Transformerによる機敏で戦術的かつ曲技的な飛行機動の学習
ドッグファイトにおいて、長期的な戦術と短期的な機敏性をTransformerで統合して捉え、高忠実度シミュレータで飛行コマンドを生成する方策を学習させた研究。
原題: TempFuser: Learning Agile, Tactical, and Acrobatic Flight Maneuvers Using a Long Short-Term Temporal Fusion Transformer ／ Hyunki Seong, David Hyunchul Shim
日本語で読む → - 論文物体検出画像認識
高性能物体検出器に向けて：ViTとCNNベース深層学習モデルを用いたドローン検出からの知見
ドローン検出タスクにおいてViTとCNNベースのモデルを比較し、ViTが単一ドローン検出でCNNより4.6倍堅牢だが、より多くのデータと計算資源を要することを示した。
原題: Towards a High-Performance Object Detector: Insights from Drone Detection Using ViT and CNN-based Deep Learning Models ／ Junyang Zhang
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