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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: 2023/3/1 ／ 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 →- 論文安全強化学習ロボティクス
ConBaT: 安全な方策学習のための制御バリアトランスフォーマー
制御バリア関数の考え方をトランスフォーマーに取り入れ、最小限の安全ラベルから安全なロボット行動を自己教師あり学習し、展開時に軽量なオンライン最適化で安全集合内の行動を選ぶ手法を提案。
原題: ConBaT: Control Barrier Transformer for Safe Policy Learning ／ Yue Meng, Sai Vemprala, Rogerio Bonatti 他
日本語で読む → - 論文位置推定ロボティクス
多様な視点から構築した意味オブジェクトマップを用いた非構造環境でのグローバル位置推定
都市構造に依存せず、車両の局所的な意味オブジェクトマップと参照マップをグラフベースで対応付けることで、非構造環境でもロバストにグローバル位置推定と再位置推定を行うフレームワークを提案した。
原題: Global Localization in Unstructured Environments using Semantic Object Maps Built from Various Viewpoints ／ Jacqueline Ankenbauer, Parker C. Lusk, Annika Thomas 他
日本語で読む → - 論文組立計画ロボティクス
グラフ表現学習による効率的で実現可能なロボット組立順序計画
製品組立をグラフで表現し、GRACEという方策ネットワークで実現可能な組立順序を段階的に予測する手法を提案。二腕ロボットのシミュレーションで有効性を示した。
原題: Efficient and Feasible Robotic Assembly Sequence Planning via Graph Representation Learning ／ Matan Atad, Jianxiang Feng, Ismael Rodríguez 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
最適輸送を用いた材質非依存の粒状材料の成形
最適輸送の考え方をロボット動作計画に結びつけ、材料特性の事前知識なしに高さマップ表現から掃引動作を生成して粒状材料を任意形状へ成形する手法を提案。
原題: Material-agnostic Shaping of Granular Materials with Optimal Transport ／ Nikhilesh Alatur, Olov Andersson, Roland Siegwart 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
空気圧ソフトロボットの3D固有感覚センシングに向けたゼロショットSim-to-Real転移学習
空気圧ソフトロボットの全形状を内蔵カメラで推定するため、高忠実度点群を生成するシミュレーション環境を構築し、実機へのゼロショット転移を実現した研究。
原題: Toward Zero-Shot Sim-to-Real Transfer Learning for Pneumatic Soft Robot 3D Proprioceptive Sensing ／ Uksang Yoo, Hanwen Zhao, Alvaro Altamirano 他
日本語で読む → - 論文予測機械学習
Transformerネットワークを用いた高速道路自動運転のためのマルチモーダル操作・軌道予測
高速道路での自動運転に向けて、周囲車両の複数の将来挙動モードとその確率をTransformerベースのモデルで予測するフレームワークを提案し、3つの公開データセットで従来手法を上回る精度を示した。
原題: Multimodal Manoeuvre and Trajectory Prediction for Automated Driving on Highways Using Transformer Networks ／ Sajjad Mozaffari, Mreza Alipour Sormoli, Konstantinos Koufos 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
条件付き姿勢シナジーを用いた器用なロボットハンドの力フィードバック制御
指先の力センサと条件付き姿勢シナジーを組み合わせ、把持サイズという単一変数で多様な把持を制御する力フィードバック制御器を提案し、重量変化への適応や物体の受け渡しを実現した。
原題: Force Feedback Control For Dexterous Robotic Hands Using Conditional Postural Synergies ／ Dimitrios Dimou, Jose Santos-Victor, Plinio Moreno
日本語で読む → - 論文歩行ナビゲーションロボティクス
ArtPlanner: フィールドにおける堅牢な脚式ロボットナビゲーション
DARPA地下トンネルチャレンジで優勝したCERBERUSチームが使用した脚式ロボット用ナビゲーションプランナー。到達可能性と学習済み足場スコアを用いたサンプリングベース手法で、リアルタイムに経路計画を行う。
原題: ArtPlanner: Robust Legged Robot Navigation in the Field ／ Lorenz Wellhausen, Marco Hutter
日本語で読む → - 論文LiDARオドメトリロボティクス
LoRCoN-LO: 長期再帰畳み込みネットワークに基づくLiDARオドメトリ
CNNとLSTMを組み合わせたLRCN構造を用いてLiDAR点群からロボットの自己位置を推定する深層学習手法を提案し、KITTIデータセットで精度を検証した。
原題: LoRCoN-LO: Long-term Recurrent Convolutional Network-based LiDAR Odometry ／ Donghwi Jung, Jae-Kyung Cho, Younghwa Jung 他
日本語で読む → - 論文リハビリテーションロボティクスロボティクス
AR3n: 強化学習に基づくロボットリハビリテーションのための必要時支援コントローラ
強化学習を用いて、患者の追従誤差に応じてリアルタイムに支援量を調整する必要時支援（AAN）コントローラを提案し、シミュレーションと被験者実験で有効性を検証した。
原題: AR3n: A Reinforcement Learning-based Assist-As-Needed Controller for Robotic Rehabilitation ／ Shrey Pareek, Harris Nisar, Thenkurussi Kesavadas
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
推定とモデル予測制御のための微分可能な柔軟接触プリミティブ
トルクと位置の計測から接触モデルをオンライン推定する枠組みを提案し、微分可能な柔軟接触モデルを用いてオフライン・オンライン推定とMPCを実現、2台のロボットで有効性を検証した。
原題: Differentiable Compliant Contact Primitives for Estimation and Model Predictive Control ／ Kevin Haninger, Kangwagye Samuel, Filippo Rozzi 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
未知の狭所マッピングのための視点プッシュ計画
棚などの狭い空間をロボットアームでマッピングする際に、深層強化学習で視点を計画し、隠れた物体を露出させるための押し動作も予測する手法を提案。
原題: Viewpoint Push Planning for Mapping of Unknown Confined Spaces ／ Nils Dengler, Sicong Pan, Vamsi Kalagaturu 他
日本語で読む → - 論文VLA画像認識
視覚ナビゲーションのためのレンダリング可能なニューラル放射輝度マップ
3D環境の視覚情報を潜在コードとして格子状に保持し、任意視点の画像をレンダリングできるRNR-Mapを提案し、自己位置推定と画像ゴールナビゲーションに応用した。
原題: Renderable Neural Radiance Map for Visual Navigation ／ Obin Kwon, Jeongho Park, Songhwai Oh
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
最小限のデモンストレーションによる汎用人型機能把持
高自由度の多指ハンドで道具を使うような機能的な把持を、少数の人間のデモからカテゴリーレベルの物体に対して生成する手法を提案し、シミュレーションと実機で有効性を示した。
原題: Generalized Anthropomorphic Functional Grasping with Minimal Demonstrations ／ Wei Wei, Peng Wang, Sizhe Wang
日本語で読む → - 論文制御理論math.OC
カスケード系のほぼ大域的漸近安定性を証明する合成的手法
サブシステムがほぼ大域的漸近安定なカスケード系について、有界な前方軌道と成長率条件から全体のほぼ大域的漸近安定性を保証する十分条件を与え、上三角系に拡張した。
原題: A Compositional Approach to Certifying the Almost Global Asymptotic Stability of Cascade Systems ／ Jake Welde, Matthew D. Kvalheim, Vijay Kumar
日本語で読む → - 論文プランニング最適化AI
プランナ最適化問題：定式化とフレームワーク
プランナの内部パラメータを問題インスタンスに応じて自動調整する「プランナ最適化問題」を統一的に定式化し、再利用可能なソフトウェアフレームワークOPOFを提案した。
原題: The Planner Optimization Problem: Formulations and Frameworks ／ Yiyuan Lee, Katie Lee, Panpan Cai 他
日本語で読む → - 論文ニューロモーフィック/ドローンロボティクス
完全ニューロモーフィックな視覚と制御による自律ドローン飛行
イベントカメラの生データを入力とするスパイキングニューラルネットワークを訓練し、Loihiプロセッサ上でドローンの視覚から制御までの完全ニューロモーフィックパイプラインを実現した。
原題: Fully neuromorphic vision and control for autonomous drone flight ／ Federico Paredes-Vallés, Jesse Hagenaars, Julien Dupeyroux 他
日本語で読む → - 論文力制御ロボティクス
安全な機械学習支援モデル予測力・運動制御
ガウス過程で力・モーメントの不確かさを学習し、確率的制約を満たすモデル予測制御でロボットの安全な力と運動の制御を実現した。
原題: Safe Machine-Learning-supported Model Predictive Force and Motion Control in Robotics ／ Janine Matschek, Johanna Bethge, Rolf Findeisen
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
把持圧力を画像から推定するViPER：実環境でのロボットグリッパの接触圧力推定
柔らかいグリッパの変形を外部カメラで撮影し、力/トルクを弱ラベルとして学習することで、照明や表面が多様な実環境でも接触圧力を画像から推定できるモデルViPERを提案した。
原題: Visual Contact Pressure Estimation for Grippers in the Wild ／ Jeremy A. Collins, Cody Houff, Patrick Grady 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
MPCと深層強化学習を組み合わせた切り替え型押し操作スキルによる平面非把持マニピュレーション
押し点の選択を強化学習、押し動作の制御をモデル予測制御で行い、押し点を切り替えながら物体を目標姿勢へ運ぶ手法を提案し、シミュレーションと実機で効率を検証した。
原題: Switching Pushing Skill Combined MPC and Deep Reinforcement Learning for Planar Non-prehensile Manipulation ／ Bo Zhang, Cong Huang, Haixu Zhang 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
iART: LSTMを用いた模倣学習によるロボット支援療法
セラピストの支援動作をLSTMで模倣学習し、3D軌道追従タスクにおいて患者に合わせたリアルタイム支援を実現するシステムを提案した。
原題: iART: Learning from Demonstration for Assisted Robotic Therapy Using LSTM ／ Shrey Pareek, Thenkurussi Kesavadas
日本語で読む → - 論文変形可能物体操作ロボティクス
HANDLOOM: 検査と操作のための一次元物体の学習ベース追跡
多数の交差を持つケーブルなどの変形可能な線状物体の軌跡を、ニューラルネットワークでグレースケール画像から推定し、結び目認識やロボットによる結び・ほどき操作を可能にする手法を提案。
原題: HANDLOOM: Learned Tracing of One-Dimensional Objects for Inspection and Manipulation ／ Vainavi Viswanath, Kaushik Shivakumar, Jainil Ajmera 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーション計画ロボティクス
探索ベースのナビゲーション計画のための局所ヒューリスティックの学習
ナビゲーションのグラフ探索計画において、大域的なヒューリスティックを学習する代わりに局所ヒューリスティックを定義・学習することで、学習問題を大幅に小さくし、汎化性能を向上させる手法を提案。
原題: Learning Local Heuristics for Search-Based Navigation Planning ／ Rishi Veerapaneni, Muhammad Suhail Saleem, Maxim Likhachev
日本語で読む → - 論文触覚HCI
触覚支援戦略が微細運動課題中の精神的関与に与える影響
手書きリハビリ課題において、誤差低減型と誤差拡大型の触覚制御戦略が脳波で測る精神的関与にどう影響するかを調べ、非利き手では誤差拡大型の方が関与が高いことを示した。
原題: Effect of Haptic Assistance Strategy on Mental Engagement in Fine Motor Tasks ／ Hemanth Manjunatha, Shrey Pareek, Amirhossein H. Memar 他
日本語で読む → - 論文最適制御ロボティクス
ヘヴィサイド階段関数近似による時間最適制御
ヘヴィサイド階段関数の連続近似と非線形階層最小二乗計画法(NL-HLSP)を用いて、非線形離散動的システムの時間最適制御を実装しやすい形で解く手法を提案した。
原題: Time-Optimal Control via Heaviside Step-Function Approximation ／ Kai Pfeiffer, Quang-Cuong Pham
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
港内での人間操船を再現する船舶軌道計画手法
船長の操船特性を再現するため、任意時刻での位置・船首方位・速度・角速度を緩く指定できる制約を導入し、大型カーフェリーの着離桟軌道を最適化した。
原題: Ship trajectory planning method for reproducing human operation at ports ／ Rin Suyama, Yoshiki Miyauchi, Atsuo Maki
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
階層的スタッキング関係予測による目標指向マニピュレーションの優先順位計画
物体間の積み重なり関係を階層的に認識し、POMDPに基づく計画で複数目標を効率的に把持する順序を決定する手法を提案。
原題: Prioritized Planning for Target-Oriented Manipulation via Hierarchical Stacking Relationship Prediction ／ Zewen Wu, Jian Tang, Xingyu Chen 他
日本語で読む → - 論文システム同定制御
オンライン牽引パラメータ同定手法の実験的検証
適応カルマンフィルタを用いて移動ロボットの走行中に車輪と地面の牽引パラメータをオンライン推定し、6軸力覚センサによる実測値と比較して有効性を検証した。
原題: Experimental verification of an online traction parameter identification method ／ Alexander Kobelski, Pavel Osinenko, Stefan Streif
日本語で読む → - 論文能動的視覚探索ロボティクス
不確実な検出下でのモンテカルロ計画による教師なし能動的視覚探索
2D床地図のみを既知情報として、物体検出器の失敗を考慮した確率モデルとPOMDPのモンテカルロ計画により、訓練なしで能動的視覚探索を行う手法を提案し、ベンチマークで成功率を35%向上させた。
原題: Unsupervised Active Visual Search with Monte Carlo planning under Uncertain Detections ／ Francesco Taioli, Francesco Giuliari, Yiming Wang 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
十分および限定的なセンシング能力下でのマルチロボット・マルチターゲット追跡のための割り当てアルゴリズム
ロボットチームによるターゲット追跡の品質を最大化するため、1台で追跡可能な場合と2台必要な場合の2つの割り当て問題に対し、それぞれ貪欲アルゴリズムを提案し、近似保証とROS-Gazeboでの有効性を示した。
原題: Assignment Algorithms for Multi-Robot Multi-Target Tracking with Sufficient and Limited Sensing Capability ／ Peihan Li, Lifeng Zhou
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