論文
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3D検出/データ拡張画像認識
DR.CPO: 反復構築・ランダム配置・HPR遮蔽による多様でリアルな3D拡張
実世界の複数物体を確率的に組み合わせて全身形状を反復構築し、ランダム配置・回転とHPRによる自己/外部遮蔽を適用することで、LiDAR 3D物体検出のための多様でリアルなデータ拡張を実現した。
原題: DR.CPO: Diversified and Realistic 3D Augmentation via Iterative Construction, Random Placement, and HPR Occlusion ／ Jungwook Shin, Jaeill Kim, Kyungeun Lee 他
日本語で読む → - 論文行動セグメンテーション画像認識
MS-TCRNet：センサ拡張キネマティクスを用いた行動セグメンテーションのための多段時空間畳み込みリカレントネットワーク
キネマティクスデータの行動セグメンテーションのための多段時空間畳み込みリカレントネットワーク（MS-TCRNet）を提案し、幾何構造を利用したデータ拡張手法も導入して、手術手技データセットで最先端性能を達成した。
原題: MS-TCRNet: Multi-Stage Temporal Convolutional Recurrent Networks for Action Segmentation Using Sensor-Augmented Kinematics ／ Adam Goldbraikh, Omer Shubi, Or Rubin 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
対話的知覚による層分離の学習と袋詰めへの応用
通常の視覚と平行グリッパのみを用い、対話的知覚で素材の最上層を把持して袋を開くSLIPを提案し、自律袋詰めタスクで高い成功率を達成した。
原題: Bagging by Learning to Singulate Layers Using Interactive Perception ／ Lawrence Yunliang Chen, Baiyu Shi, Roy Lin 他
日本語で読む → - 論文6DoFトラッキング/3D再構成画像認識
BundleSDF: 未知物体のニューラル6自由度トラッキングと3D再構成
単眼RGBD動画から未知の物体の6自由度姿勢を追跡しながら、ニューラル物体場を用いてその3D形状と外観を同時に再構成する手法を提案。
原題: BundleSDF: Neural 6-DoF Tracking and 3D Reconstruction of Unknown Objects ／ Bowen Wen, Jonathan Tremblay, Valts Blukis 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
事前学習済み視覚言語モデルのロボット認識行動への応用
事前学習済み視覚言語モデルを再学習せずにロボットが理解できる情報に変換し、状態・物体・アフォーダンス・関係・異常の認識に活用する5手法を整理・検証した。
原題: Robotic Applications of Pre-Trained Vision-Language Models to Various Recognition Behaviors ／ Kento Kawaharazuka, Yoshiki Obinata, Naoaki Kanazawa 他
日本語で読む → - 論文弱教師ありセグメンテーション画像認識
画像ラベルだけで粗い海草セグメンテーションを実現
画像レベルの弱教師あり学習で海草の種分類と被覆推定を行い、パッチラベル不要で高精度を達成した研究。
原題: Image Labels Are All You Need for Coarse Seagrass Segmentation ／ Scarlett Raine, Ross Marchant, Brano Kusy 他
日本語で読む → - 論文飛行ロボットロボティクス
よりスマートな生活のための飛行ロボット
送電線の点検・ケーブル保守、歩道の縁の塗装、農作物への農薬散布など、スマートシティでの高度なミッションを行う飛行ロボットの新しい設計を提案した論文。
原題: Flying robots for a smarter life ／ Abdullatif Baba
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
QDP: 準静的・動的マニピュレーションプリミティブを逐次最適化する布操作学習
布操作のプリミティブにおいて、把持位置だけでなく速度や軌道などのパラメータを逐次強化学習で最適化し、シミュレーションと実機で布の展開タスクの性能を向上させた研究。
原題: QDP: Learning to Sequentially Optimise Quasi-Static and Dynamic Manipulation Primitives for Robotic Cloth Manipulation ／ David Blanco-Mulero, Gokhan Alcan, Fares J. Abu-Dakka 他
日本語で読む → - 論文モデルベースシステム工学ロボティクス
自律ロボットのための圏論：Marathon 2 を事例として
圏論を形式言語として用い、ロボットのシステムモデルを設計時だけでなく実行時にも活用する手法を提案し、Marathon 2 実験でその有効性を示した。
原題: Category Theory for Autonomous Robots: The Marathon 2 Use Case ／ Esther Aguado, Virgilio Gómez, Miguel Hernando 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
障害物環境における複雑なマニピュレーションタスクのための効率的なスキル獲得
物体中心生成モデルで目標物体を特定し、運動計画と強化学習を組み合わせて、障害物のある環境で複雑な操作を少ない実演から効率的に学習するシステムを提案。
原題: Efficient Skill Acquisition for Complex Manipulation Tasks in Obstructed Environments ／ Jun Yamada, Jack Collins, Ingmar Posner
日本語で読む → - 論文安全制御制御
低次元モデルを用いた入力制約下の安全臨界制御
複雑なロボットの安全制御を、低次元モデルとバックアップ集合法を組み合わせて実現し、入力制約や外乱があっても全次元系の安全性を保証する枠組みを提案した。
原題: Safety-Critical Control with Bounded Inputs via Reduced Order Models ／ Tamas G. Molnar, Aaron D. Ames
日本語で読む → - 論文イベントビジョン画像認識
距離場を用いたイベントビジョンパターン追跡のための連続時間ガウス過程モーション補償
イベントカメラの非同期イベント列に対し、ガウス過程で連続的な占有場をモデル化して局所SE(2)モーション補償を行い、距離場をテンプレートとしたホモグラフィ登録で高精度なパターン追跡を実現した。
原題: Continuous-Time Gaussian Process Motion-Compensation for Event-vision Pattern Tracking with Distance Fields ／ Cedric Le Gentil, Ignacio Alzugaray, Teresa Vidal-Calleja
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
微分可能な劣モジュラ最大化による意思決定指向学習：車両経路問題への応用
UAVの着陸位置分布を予測するモデルを、下流の経路最適化（劣モジュラ最大化）ごと微分可能にしてエンドツーエンドで学習する枠組みを提案した。
原題: Decision-Oriented Learning with Differentiable Submodular Maximization for Vehicle Routing Problem ／ Guangyao Shi, Pratap Tokekar
日本語で読む → - 論文UAV/障害物回避ロボティクス
動的UAVの運動学的障害物回避のための制御バリア関数：衝突円錐アプローチ
クアッドロータが運動学的障害物を回避しながら目標経路を安全に飛行するため、制御バリア関数と衝突円錐を用いた新しい制約を提案し、二次計画法による実時間実装を実現した。
原題: Control Barrier Functions in Dynamic UAVs for Kinematic Obstacle Avoidance: A Collision Cone Approach ／ Manan Tayal, Rajpal Singh, Jishnu Keshavan 他
日本語で読む → - 論文自律航行ロボティクス
浦項運河データセット：制限水域における自律航行のためのマルチモーダル海上データセット
韓国・浦項の運河や港湾を含む7.5kmの航路で、ステレオカメラやLiDAR、レーダーなど多様なセンサを用いて収集した、制限水域での自律航行研究向けのマルチモーダル海上データセットを公開した。
原題: Pohang Canal Dataset: A Multimodal Maritime Dataset for Autonomous Navigation in Restricted Waters ／ Dongha Chung, Jonghwi Kim, Changyu Lee 他
日本語で読む → - 論文自動運転HMIロボティクス
自動運転における人と車の相互作用を再現するVRデジタルツイン
実在の横断歩道のデジタルツインをVR空間に構築し、歩行者と自動運転車のHMIやブレーキ挙動が歩行者の横断行動と危険知覚に与える影響を実験的に調べた。
原題: Digital twin in virtual reality for human-vehicle interactions in the context of autonomous driving ／ Sergio Martín Serrano, Rubén Izquierdo, Iván García Daza 他
日本語で読む → - 論文自動運転/衝突回避ロボティクス
BCSSN: 自動運転の衝突回避のための双方向コンパクト空間分離ネットワーク
カメラとLiDARから生成した鳥瞰図を入力とし、CNNと双方向LSTMを組み合わせて連続画像間の特徴相関を捉え、将来の軌道を予測する衝突回避手法を提案。L5kitテストセットで1000マイルあたり平均3.7回の衝突を達成した。
原題: BCSSN: Bi-direction Compact Spatial Separable Network for Collision Avoidance in Autonomous Driving ／ Haichuan Li, Liguo Zhou, Alois Knoll
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
充電制約下でのマルチロボット持続的モニタリング：遅延とロボット数の最小化
限られたバッテリーで定期的に充電しながら監視エリアを巡回するマルチロボットの経路計画問題に対し、遅延制約を満たす最小ロボット数を求める近似アルゴリズムとオリエンテーリングに基づくヒューリスティックを提案した。
原題: Multi-Robot Persistent Monitoring: Minimizing Latency and Number of Robots with Recharging Constraints ／ Ahmad Bilal Asghar, Shreyas Sundaram, Stephen L. Smith
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
Safer Gap: 非ホロノミック移動ロボットの安全ナビゲーションのためのギャップベース局所プランナ
ギャップベースの局所プランナを拡張し、ベジェ経路生成・キーホール型ゼロ化バリア関数・NMPC・最終安全層を組み合わせて、非ホロノミック移動ロボットの衝突回避を全階層で保証する手法を提案した。
原題: Safer Gap: A Gap-based Local Planner for Safe Navigation with Nonholonomic Mobile Robots ／ Shiyu Feng, Ahmad Abuaish, Patricio A. Vela
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
MEGA-DAgger: 複数の不完全な専門家による模倣学習
複数の不完全な専門家から学ぶ新しいDAgger変種を提案し、危険なデモの除去と専門家間のラベル競合解決により、自動運転レースで専門家や既存手法を上回る性能を実現した。
原題: MEGA-DAgger: Imitation Learning with Multiple Imperfect Experts ／ Xiatao Sun, Shuo Yang, Mingyan Zhou 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
建築図面を用いた脚式ロボットのグラフベース大域自己位置推定
建築図面から抽出した建築グラフとロボットがオンラインで推定する状況グラフをグラフマッチングで統合し、脚式ロボットの大域自己位置推定を実現した。
原題: Graph-based Global Robot Localization Informing Situational Graphs with Architectural Graphs ／ Muhammad Shaheer, Jose Andres Millan-Romera, Hriday Bavle 他
日本語で読む → - 論文強化学習/経路計画機械学習
データ効率の良い深層強化学習によるUASミッション再計画のためのマルチスタートチームオリエンテーリング問題
燃料や時間の制約下で複数車両が収益を最大化するミッション再計画問題に対し、自己注意とエンコーダ・デコーダ注意を用いた方策ネットワークと、局所ミニバッチベースラインによる改良REINFORCEアルゴリズムを提案した。
原題: Multi-Start Team Orienteering Problem for UAS Mission Re-Planning with Data-Efficient Deep Reinforcement Learning ／ Dong Ho Lee, Jaemyung Ahn
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
後知恵状態：シミュレーションと実タスク要素の融合による効率的な強化学習
複雑なダイナミクスを持つロボットタスクを効率的に学習するため、タスクを単純な要素と複雑な要素に分解し、単純な部分をシミュレーションで仮想生成して後知恵的にデータを増やす手法HiSを提案。卓球タスクで有効性を実証。
原題: Hindsight States: Blending Sim and Real Task Elements for Efficient Reinforcement Learning ／ Simon Guist, Jan Schneider, Alexander Dittrich 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
人間らしい社会的ロボットナビゲーションに向けて：大規模マルチモーダル社会的人間ナビゲーションデータセット
歩行者の身体に装着できるセンサスイートを開発し、公共空間での人間の社会的ナビゲーションを約100km・20時間分収集した大規模マルチモーダルデータセットを構築・公開した。
原題: Toward Human-Like Social Robot Navigation: A Large-Scale, Multi-Modal, Social Human Navigation Dataset ／ Duc M. Nguyen, Mohammad Nazeri, Amirreza Payandeh 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
深層Qネットワークによる自動運転の意思決定
深層Qネットワークと制御理論を組み合わせ、高速道路での車線変更を安全に行う意思決定手法を提案し、シミュレーションで評価した。
原題: Deep Q-Network Based Decision Making for Autonomous Driving ／ Max Peter Ronecker, Yuan Zhu
日本語で読む → - 論文経路追従制御
単調スコア関数を用いた一輪車の証明可能に正しいセンサ駆動型経路追従
センサ計測をスコア関数でスカラー値に変換し、単調性条件のみを前提に一輪車型ロボットの経路追従を安定に制御する手法を提案し、実機とシミュレーションで検証した。
原題: Provably Correct Sensor-driven Path-following for Unicycles using Monotonic Score Functions ／ Benton Clark, Varun Hariprasad, Hasan A. Poonawala
日本語で読む → - 論文車両制御制御
Koopman作用素理論の車両応用に関するサーベイ
Koopman作用素理論をスマートモビリティや車両工学に応用した100件以上の研究を整理し、技術と課題を分類したサーベイ。
原題: Vehicular Applications of Koopman Operator Theory -- A Survey ／ Waqas Manzoor, Samir Rawashdeh, Alireza Mohammadi
日本語で読む → - 論文外乱推定ロボティクス
マッチング条件を必要としない高自由度オイラー・ラグランジュ系のスライディングモード外乱推定
高自由度マニピュレータ向けに、マッチング条件や逆慣性行列計算・速度計測を必要としないスライディングモード外乱オブザーバを提案し、7自由度ロボットで有効性を実証した。
原題: Disturbance Estimation for High-Degree-of-Freedom Euler-Lagrangian Systems Using Sliding Mode Observer without Matching Conditions ／ Zengjie Zhang, Dirk Wollherr
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
混雑環境における物体回収のための接触を考慮した非把持ロボットマニピュレーション
ロッド状の押し具を使い、混雑環境で対象物体を障害物と接触させながら回収する非把持マニピュレーション手法を提案。改良RRTで候補軌道を生成し、MPCで接触を考慮して姿勢を安定化させる。
原題: Contact-Aware Non-prehensile Robotic Manipulation for Object Retrieval in Cluttered Environments ／ Yongpeng Jiang, Yongyi Jia, Xiang Li
日本語で読む → - 論文制御ロボティクス
非ガウス不確かさ最小化に基づく確率論的非線形ロボットシステムの制御
非線形ロボット系に対し、任意の確率的不確かさをモーメントと特性関数で伝播させ、共分散行列のトレースと行列式を最小化する状態フィードバック制御器を設計する手法を提案した。
原題: Non-Gaussian Uncertainty Minimization Based Control of Stochastic Nonlinear Robotic Systems ／ Weiqiao Han, Ashkan Jasour, Brian Williams
日本語で読む →