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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
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PENet: パノプティックエッジ検出の統合ネットワーク
意味的エッジ検出とインスタンス知覚をマルチタスク学習で統合し、バウンディングボックス不要でパノプティックエッジ表現を生成するPENetを提案。Cityscapesで有効性を実証。
原題: PENet: A Joint Panoptic Edge Detection Network ／ Yang Zhou, Giuseppe Loianno
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
注意機構付き深層強化学習による動的環境でのサブゴール駆動ナビゲーション
2D LiDARに注意機構を適用し、衝突回避のための次サブゴール予測と速度制御を階層的に学習するナビゲーション手法を提案し、実機実験で成功率を向上させた。
原題: Subgoal-Driven Navigation in Dynamic Environments Using Attention-Based Deep Reinforcement Learning ／ Jorge de Heuvel, Weixian Shi, Xiangyu Zeng 他
日本語で読む → - 論文適応制御/強化学習制御
強化学習に基づくデータ駆動型モデル参照適応制御アプローチ
プロセスや参照モデルの動力学を必要とせず、積分強化学習を用いて誤差ベースのハミルトン・ヤコビ・ベルマン方程式をリアルタイムで解くモデル参照適応制御法を提案し、航空機で検証した。
原題: A Data-Driven Model-Reference Adaptive Control Approach Based on Reinforcement Learning ／ Mohammed Abouheaf, Wail Gueaieb, Davide Spinello 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
超低消費電力の深層学習によるナノドローン搭載単眼相対位置推定
40g未満のナノドローンに深層学習を搭載し、単眼カメラのみで仲間のドローンを最大2m先まで高精度に追跡する超低消費電力システムを実現した。
原題: Ultra-low Power Deep Learning-based Monocular Relative Localization Onboard Nano-quadrotors ／ Stefano Bonato, Stefano Carlo Lambertenghi, Elia Cereda 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
タスク優先度逆運動学を用いた冗長ヘビ型ロボットの直感的遠隔操作：移動と再配向
超冗長ヘビ型ロボットの遠隔操作のため、フレシェ距離で形状を合わせつつエンドエフェクタの位置・姿勢を指定する高速逆運動学を提案し、追従移動と再配向を可能にした。
原題: Intuitive Telemanipulation of Hyper-Redundant Snake Robots within Locomotion and Reorientation using Task-Priority Inverse Kinematics ／ Tim-Lukas Habich, Melvin Hueter, Moritz Schappler 他
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 → - 論文意味マッピングロボティクス
ベイズ意味マッピングのためのロバスト融合手法
ベイズニューラルネットの不確かさを利用して観測を正則化し、過信した外れ値の影響を抑えながら複数の意味予測を融合する手法を提案した。
原題: Robust Fusion for Bayesian Semantic Mapping ／ David Morilla-Cabello, Lorenzo Mur-Labadia, Ruben Martinez-Cantin 他
日本語で読む → - 論文人間-ロボット協調/物体検出HCI
共有視線と拡張現実を用いたマルチモーダルな人間-ロボット協調による未知物体の多視点教示
人間の視線でロボットの注意を物体に誘導し、拡張現実でクラス情報を伝えることで、ロボットが新しい物体を素早く学習し検出できるようにする手法を提案した。
原題: Multiperspective Teaching of Unknown Objects via Shared-gaze-based Multimodal Human-Robot Interaction ／ Daniel Weber, Wolfgang Fuhl, Enkelejda Kasneci 他
日本語で読む → - 論文変形可能物体操作画像認識
変形可能物体操作のための先見的な密な視覚アフォーダンスの学習
変形可能物体の操作において、長期的な状態価値を推定する先見的な密視覚アフォーダンスを提案し、専門家なしの自己教師ありデータ収集と多段階安定学習で局所最適を回避するフレームワークを開発した。
原題: Learning Foresightful Dense Visual Affordance for Deformable Object Manipulation ／ Ruihai Wu, Chuanruo Ning, Hao Dong
日本語で読む → - 論文6D姿勢推定/量子化画像認識
6D物体姿勢推定のためのモジュラー量子化対応トレーニング
6D姿勢推定ネットワークのモジュール構造を活かし、混合精度の量子化対応トレーニングを段階的に行うことで、モデルを4倍以上小さくしつつ精度を7%以上向上させる手法を提案。
原題: Modular Quantization-Aware Training for 6D Object Pose Estimation ／ Saqib Javed, Chengkun Li, Andrew Price 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
1次元グローバルプーリングとアンサンブル学習回帰によるSLAMのATE予測
生センサ入力の特徴量を1次元グローバルプーリングで集約し、ランダムフォレスト回帰でSLAMの軌跡誤差(ATE)を予測する手法を提案。ORB-SLAM3で最大94.7%の予測精度を達成した。
原題: Prediction of SLAM ATE Using an Ensemble Learning Regression Model and 1-D Global Pooling of Data Characterization ／ Islam Ali, Bingqing, Wan 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
GaPT: オンライン回帰のためのガウス過程ツールキットとクアッドローター動力学学習への応用
ガウス過程を状態空間形式に変換して線形時間で回帰を行うツールキットGaPTを提案し、クアッドローターの動力学学習において従来法より高速で組込み環境でもリアルタイム動作することを示した。
原題: GaPT: Gaussian Process Toolkit for Online Regression with Application to Learning Quadrotor Dynamics ／ Francesco Crocetti, Jeffrey Mao, Alessandro Saviolo 他
日本語で読む → - 論文HRIHCI
同期して信頼を高める：非ヒト型ロボットと人間の間の同期の探求
人間同士の歩行同期が信頼を高める効果に着目し、非ヒト型ロボットが人間の動きに同期する制御を実装して、信頼感への影響を実験で検証した。
原題: In Sync: Exploring Synchronization to Increase Trust Between Humans and Non-humanoid Robots ／ Wieslaw Bartkowski, Andrzej Nowak, Filip Ignacy Czajkowski 他
日本語で読む → - 論文深度推定ロボティクス
ナノドローン向けチャネル認識蒸留トランスフォーマによる深度推定
ナノドローンに搭載可能な軽量CNN深度推定ネットワークを、チャネル認識蒸留トランスフォーマ（CADiT）で大規模ネットワークから知識蒸留して実現し、障害物回避を可能にした。
原題: Channel-Aware Distillation Transformer for Depth Estimation on Nano Drones ／ Ning Zhang, Francesco Nex, George Vosselman 他
日本語で読む → - 論文強化学習/気球制御ロボティクス
強化学習によるヘリウム気球の省リソース位置保持制御
強化学習（SAC）を用いて、ベントとバラストで駆動するヘリウム気球の位置保持制御を連続制御問題として定式化し、リソース消費を抑えつつ長時間飛行を可能にする手法を提案した。
原題: Resource-Constrained Station-Keeping for Helium Balloons using Reinforcement Learning ／ Jack Saunders, Loïc Prenevost, Özgür Şimşek 他
日本語で読む → - 論文最適化ロボティクス
Soy: 区分アフィン系のための効率的なMILPソルバ
区分アフィン系の制御問題を混合整数凸計画として解く際に、ワンホット制約を効率的に扱う専用ソルバSoyを開発し、既存のMICPソルバより高速に多くの問題を解けることを示した。
原題: Soy: An Efficient MILP Solver for Piecewise-Affine Systems ／ Haoze Wu, Min Wu, Dorsa Sadigh 他
日本語で読む → - 論文ロボカップロボティクス
RoboCupサッカーにおけるゴールキーパー：特徴的なプレイヤーのレビュー
RoboCupサッカーリーグのゴールキーパーロボットに関する研究を、知覚・認知・行動の3側面からレビューし、改善点と科学的課題を整理した。
原題: RoboCupSoccer Review: The Goalkeeper, a Distinctive Player ／ Antoine Dizet, Ubbo Visser, Cedric Buche
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
Sim-to-Real強化学習による双腕ブロック組み立て
シミュレーションで強化学習した双腕ロボットの制御方策を実機に転移し、磁気ブロックをU字に組み立てるタスクを人手デモなしで実現した。
原題: Bi-Manual Block Assembly via Sim-to-Real Reinforcement Learning ／ Satoshi Kataoka, Youngseog Chung, Seyed Kamyar Seyed Ghasemipour 他
日本語で読む → - 論文ヒューマンロボットインタラクションロボティクス
マルチタイプジェスチャー文によるロボットコンパニオンへの人間意図の伝達
複数種類のジェスチャーを組み合わせた疑似言語で人間の意図をロボットに伝え、ビヘイビアツリーで反応的な動作を生成するシステムを提案し、実機で評価した。
原題: Communicating human intent to a robotic companion by multi-type gesture sentences ／ Petr Vanc, Jan Kristof Behrens, Karla Stepanova 他
日本語で読む → - 論文自己適応AUVロボティクス
SUAVE: 自己適応型水中探査機のための実例
水中パイプライン点検ミッションを遂行するAUVの自己適応システムをROS2で実装し、スラスタ故障や環境変化に対応できることを示した研究。
原題: SUAVE: An Exemplar for Self-Adaptive Underwater Vehicles ／ Gustavo Rezende Silva, Juliane Päßler, Jeroen Zwanepol 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
非線形計画法によるコンフィギュレーション空間内の凸衝突回避領域の拡張
IRISを拡張し、非線形最適化を用いてコンフィギュレーション空間内で凸かつ衝突のない領域を生成するIRIS-NPを提案。双腕マニピュレータへの適用可能性を示す。
原題: Growing Convex Collision-Free Regions in Configuration Space using Nonlinear Programming ／ Mark Petersen, Russ Tedrake
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
受動歩行からエネルギー最適な歩容ファミリーを生成する手法
受動歩行が持つ大域的最適性を種として利用し、トルク二乗積分などのエネルギーコストに対して局所最適な歩容の連続ファミリーを計算する手法を提案し、2リンク二足歩行モデルで実証した。
原題: An Approach for Generating Families of Energetically Optimal Gaits from Passive Dynamic Walking Gaits ／ Nelson Rosa, Bassel Katamish, Maximilian Raff 他
日本語で読む → - 論文農業ロボティクス画像認識
農業ロボティクスにおける効果的な意味知覚のためのドメイン特化事前学習
農業ロボットの作物・雑草認識において、対象ドメインのデータを使った自己教師あり事前学習とドメイン特化のデータ拡張を提案し、少ないラベルで高精度なセグメンテーションを実現した。
原題: On Domain-Specific Pre-Training for Effective Semantic Perception in Agricultural Robotics ／ Gianmarco Roggiolani, Federico Magistri, Tiziano Guadagnino 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
自然ダイナミクスとタスク知識を活用したケーブルロボットの省エネ制御
ピックアンドプレースのように一部の点でのみ正確な位置決めが必要なタスクに対し、系の自然ダイナミクスとブレーキを活用したハイブリッド離散-連続制御を提案し、30%以上の省エネを実現した。
原題: Energy-Efficient Control of Cable Robots Exploiting Natural Dynamics and Task Knowledge ／ Boris Deroo, Erwin Aertbeliën, Wilm Decré 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
不完全なオンラインデモンストレーションを用いたガード付き方策最適化
性能が不完全な教師でも使えるTeacher-Student強化学習手法TS2Cを提案し、教師の介入を軌道ベースの価値推定で取り込み、安全な探索と訓練コスト削減を両立させた。
原題: Guarded Policy Optimization with Imperfect Online Demonstrations ／ Zhenghai Xue, Zhenghao Peng, Quanyi Li 他
日本語で読む → - 論文UAV追跡画像認識
SGDViT: 顕著性誘導型動的Vision TransformerによるUAV追跡
UAV追跡向けに、対象の顕著性を抽出して前景と背景を効果的に識別し、動的にトークンを生成する軽量なVision Transformerを提案した研究。
原題: SGDViT: Saliency-Guided Dynamic Vision Transformer for UAV Tracking ／ Liangliang Yao, Changhong Fu, Sihang Li 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットと人間の受け渡しにおけるデータ駆動型把持力変動
人間同士の受け渡し時の相互作用力・トルクから人間の把持力変動を予測するLSTMを学習し、ロボットが人間らしい把持力変動を行う手法を提案した。
原題: Data-driven Grip Force Variation in Robot-Human Handovers ／ Parag Khanna, Mårten Björkman, Christian Smith
日本語で読む → - 論文深度補完機械学習
空間認識型Shapley値によるLiDARライン選択：低コスト深度補完
LiDARのライン数を削減しつつ深度補完精度を維持するため、Shapley値と空間配置を考慮したライン選択手法を提案。
原題: Lidar Line Selection with Spatially-Aware Shapley Value for Cost-Efficient Depth Completion ／ Kamil Adamczewski, Christos Sakaridis, Vaishakh Patil 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
リスクの高い混雑環境におけるロボットナビゲーション：人間の選好の理解
COVID-19下の買い物シナリオで人間の経路選択を調査し、リスクモデルを比較した結果、累積プロスペクト理論が最も人間の意思決定を再現できることを示した。
原題: Robot Navigation in Risky, Crowded Environments: Understanding Human Preferences ／ Aamodh Suresh, Angelique Taylor, Laurel D. Riek 他
日本語で読む → - 論文HRIHCI
人間とロボットの相互作用における透明性のための熱フィードバック
ロボットの意思決定や行動を人間に分かりやすく伝える手段として、熱フィードバックを追加のモダリティとして活用する可能性を議論し、応用シナリオと課題を示した。
原題: Thermal Feedback for Transparency in Human-Robot Interaction ／ Svenja Yvonne Schött
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