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 →- 論文オプティカルフロー画像認識
SemARFlow: 自動運転向け教師なしオプティカルフロー推定への意味情報の注入
自動運転データ向けに、推定したセマンティックセグメンテーションマスクを追加入力として用いる教師なしオプティカルフローネットワークを提案し、物体境界や低テクスチャ領域での精度と汎化性能を改善した。
原題: SemARFlow: Injecting Semantics into Unsupervised Optical Flow Estimation for Autonomous Driving ／ Shuai Yuan, Shuzhi Yu, Hannah Kim 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
視覚・力覚・触覚を統合した把持内ピボットによる物体回転
視覚・手首力覚・触覚を組み合わせ、把持点まわりに回転滑りを起こして物体を回転させるマルチモーダル制御を提案し、直方体の90度回転を実現した。
原題: Rotating Objects via In-Hand Pivoting using Vision, Force and Touch ／ Shiyu Xu, Tianyuan Liu, Michael Wong 他
日本語で読む → - 論文制御理論math.OC
可到達集合の凸包
有界外乱と不確かな初期条件をもつ非線形システムの可到達集合の凸包を、球面上の初期条件をもつ常微分方程式の解の凸包として特徴づけ、効率的なサンプリングベースの過近似推定アルゴリズムを提案した。
原題: Convex Hulls of Reachable Sets ／ Thomas Lew, Riccardo Bonalli, Marco Pavone
日本語で読む → - 論文音声強調eess.AS
自己雑音と環境雑音の部分適応型マルチチャネル統合除去
ロボットの自己雑音と環境雑音をVAE-NMFフレームワークで統合的にモデル化し、自己雑音モデルを事前学習することで部分適応的に除去する手法を提案した。
原題: Partially Adaptive Multichannel Joint Reduction of Ego-noise and Environmental Noise ／ Huajian Fang, Niklas Wittmer, Johannes Twiefel 他
日本語で読む → - 論文計画機械学習
反復エネルギー最小化による系列モデルを用いた計画
マスク言語モデルで行動軌跡のエネルギー関数を学習し、エネルギー最小化として計画を行う手法を提案し、BabyAIやAtariで性能向上を実証した。
原題: Planning with Sequence Models through Iterative Energy Minimization ／ Hongyi Chen, Yilun Du, Yiye Chen 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
ホットボックス内双腕マニピュレータの拡張現実遠隔操作
Microsoft HoloLens 2を用いたARアプリで、ホットセル内の双腕ロボットを遠隔操作し、ライブ映像や3D点群、仮想フィクスチャで状況認識と操作支援を実現した。
原題: Augmented Reality Remote Operation of Dual Arm Manipulators in Hot Boxes ／ Frank Regal, Young Soo Park, Jerry Nolan 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
Tube MPCガイド付きデータ拡張によるロバストで適応的な方策の効率的深層学習
MPCから模倣学習でロバスト方策を学ぶ際に、低次元の環境表現を条件付けすることで、マルチロータの適応的な位置・姿勢制御方策を約1.3時間で効率的に学習できる手法を提案した。
原題: Efficient Deep Learning of Robust, Adaptive Policies using Tube MPC-Guided Data Augmentation ／ Tong Zhao, Andrea Tagliabue, Jonathan P. How
日本語で読む → - 論文接触リッチマニピュレーションロボティクス
視覚デモンストレーションからの接触拘束抽出による接触リッチタスクの教示
視覚デモから姿勢軌道を接触モードにクラスタリングし、各モードの運動学的拘束を推定して、力覚による接触検出と拘束に沿った動作計画を実現する手法を提案。
原題: Teaching contact-rich tasks from visual demonstrations by constraint extraction ／ Christian Hegeler, Filippo Rozzi, Loris Roveda 他
日本語で読む → - 論文LiDARオドメトリロボティクス
速度重視：ドップラー速度を用いた高速・対応付け不要なLiDAR慣性オドメトリ
FMCW LiDARのドップラー速度とジャイロを組み合わせ、データ対応付けなしで6自由度速度を線形推定し、姿勢を積分する高速オドメトリを提案。実走行データでICP系手法と比較し、精度と計算量のトレードオフを示す。
原題: Need for Speed: Fast Correspondence-Free Lidar-Inertial Odometry Using Doppler Velocity ／ David J. Yoon, Keenan Burnett, Johann Laconte 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションcond-mat.soft
能動粒子の最適ナビゲーションと機械学習の融合
昆虫や微生物、将来のコロイドロボットなどの能動エージェントが複雑環境で目標に最適に到達するためのナビゲーション問題について、マイクロからマクロスケールまでの最近の発展を概観し、機械学習ベースの手法に焦点を当てて今後の課題を展望したレビュー論文。
原題: Optimal active particle navigation meets machine learning ／ Mahdi Nasiri, Hartmut Löwen, Benno Liebchen
日本語で読む → - 論文自動運転制御ロボティクス
自動運転車とコネクテッド自動運転車における制御技術と応用の系統的サーベイ
自動運転車(AV)とコネクテッド自動運転車(CAV)の制御技術について、車両状態推定や軌道追従制御から協調制御までを体系的にまとめたサーベイ論文。
原題: A Systematic Survey of Control Techniques and Applications in Connected and Automated Vehicles ／ Wei Liu, Min Hua, Zhiyun Deng 他
日本語で読む → - 論文能動学習ロボティクス
二層計画のための関係状態抽象化の身体性能動学習
ロボットが専門家との対話を通じて述語の解釈を能動的に学習し、二層計画に必要な神経述語解釈・記号計画演算子・神経サンプラーを獲得する手法を提案。
原題: Embodied Active Learning of Relational State Abstractions for Bilevel Planning ／ Amber Li, Tom Silver
日本語で読む → - 論文軌道最適化math.OC
Fatrop: ロボット軌道最適化・制御のための高速制約付き最適制御問題ソルバ
制約付き最適制御問題を高速に解くソルバFatropを提案し、一般非線形ソルバの堅牢性と構造活用型ソルバの速度を両立させ、ロボット軌道生成で数十ミリ秒の性能を示した。
原題: FATROP : A Fast Constrained Optimal Control Problem Solver for Robot Trajectory Optimization and Control ／ Lander Vanroye, Ajay Sathya, Joris De Schutter 他
日本語で読む → - 論文軌道生成ロボティクス
Transformerを用いたクアッドロータの軌道生成高速化
ウェイポイント間の時間配分をTransformerで予測し、最小スナップ軌道生成を単一ステップ最適化に置き換えて計算時間を短縮した研究。
原題: Accelerating Trajectory Generation for Quadrotors Using Transformers ／ Srinath Tankasala, Mitch Pryor
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
関節位置・速度制限を回避するトルク制御
外生状態によるパラメータ化で制約付き制御問題を無制約化し、関節の位置・速度制限を守りつつ目標軌道へ追従するトルク制御則を提案した論文。
原題: Torque Control with Joints Position and Velocity Limits Avoidance ／ Venus Pasandi, Daniele Pucci
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
仕様誘導データ集約による意味論的に考慮した模倣学習
形式仕様で環境空間を意味的に分割し、模倣モデルと専門家の挙動が最も異なる領域に専門家データを集約することで、模倣学習モデルの精度を向上させる手法を提案した。
原題: Specification-Guided Data Aggregation for Semantically Aware Imitation Learning ／ Ameesh Shah, Jonathan DeCastro, John Gideon 他
日本語で読む → - 論文群衆ナビゲーションロボティクス
群衆動作予測から群衆内ロボットナビゲーションへ
最先端の群衆動作予測モデルS-GANをMPCに組み込み自走ロボットで実験した結果、予測精度は実世界に転移するもののナビゲーション性能には反映されず、単純な等速予測と区別できないことを示した。
原題: From Crowd Motion Prediction to Robot Navigation in Crowds ／ Sriyash Poddar, Christoforos Mavrogiannis, Siddhartha S. Srinivasa
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚予測を用いたイチゴ房マニピュレーションのための深層機能的予測制御
触覚指で押した際の対象物の将来の動きをデータ駆動型順モデルで予測し、深層機能的予測制御(d-FPC)に組み込むことで、イチゴの茎の変位を制御する手法を提案した。
原題: Deep Functional Predictive Control for Strawberry Cluster Manipulation using Tactile Prediction ／ Kiyanoush Nazari, Gabriele Gandolfi, Zeynab Talebpour 他
日本語で読む → - 論文ミドルウェア/FPGAロボティクス
fpgaDDS: FPGA内ROS 2ロボティクス向けデータ分散サービス
FPGAに実装したROS 2ノード間通信用の軽量データ分散サービスを提案し、ソフトウェア実装比で最大13.34倍の高速化とジッタ2桁削減を達成した。
原題: fpgaDDS: An Intra-FPGA Data Distribution Service for ROS 2 Robotics Applications ／ Christian Lienen, Sorel Horst Middeke, Marco Platzner
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
スケーラブルな動作模倣による四足ロボットの多様な行動を実現する単一ポリシーの学習
多数の参照動作を模倣する深層強化学習により、歩行・旋回・跳躍・座る・伏せるなど多様な行動をこなす単一ポリシーを四足ロボット向けに学習させ、適応的動作サンプリングで難易度の高いスキルへの集中と忘却防止を両立した。
原題: Learning a Single Policy for Diverse Behaviors on a Quadrupedal Robot using Scalable Motion Imitation ／ Arnaud Klipfel, Nitish Sontakke, Ren Liu 他
日本語で読む → - 論文視点定位画像認識
FindView: 見回しエージェントのための精密な目標視点定位タスク
360度環境で見回しながら目標と同じ視点を正確に特定するFindViewタスクを提案し、ルールベース手法と強化学習手法を比較評価した。
原題: FindView: Precise Target View Localization Task for Look Around Agents ／ Haruya Ishikawa, Yoshimitsu Aoki
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
大規模地図における効率的なロボット自己位置推定のための領域予測
SLAMの場所認識を高速化するため、地図ノードをクラスタリングして領域ラベルを深層学習で予測し、高確率の領域のノードのみを照合対象とする手法を提案し、RTAB-Mapに統合して有効性を示した。
原題: Region Prediction for Efficient Robot Localization on Large Maps ／ Matteo Scucchia, Davide Maltoni
日本語で読む → - 論文蠕動運動ロボティクス
メタマー型ミミズロボットの平面蠕動運動の動力学モデル
ミミズに倣った細長いメタマー型ロボットの平面蠕動運動について、体の変形と外力の複雑な相互作用を考慮した動力学モデルを構築した研究。
原題: Dynamic models for Planar Peristaltic Locomotion of a Metameric Earthworm-like Robot ／ Qinyan Zhou, Hongbin Fang, Zhihai Bi 他
日本語で読む → - 論文接触ダイナミクスロボティクス
記号代数システムを活用した剛体システムの接触ダイナミクスシミュレーション
計算機代数システム(CAS)を用いて、多様な剛体多体系の衝突を含むダイナミクスを記号的にモデル化・シミュレーションする新しい手法を提案し、従来の重なり判定と凸最適化に基づく衝突検出を統合して性能を比較した。
原題: Leveraging Symbolic Algebra Systems to Simulate Contact Dynamics in Rigid Body Systems ／ Simone Asci, Angadh Nanjangud
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
検証済み情報の再利用によるマニピュレーション計画の効率的経路計画
マニピュレーション計画における衝突判定を再利用可能な部分とそうでない部分に分解し、複数クエリの経路計画問題として扱うことで、過去の知識を積極的に再利用する計画手法を提案。シミュレーションで初期解の計算時間を最大2倍高速化した。
原題: Efficient Path Planning In Manipulation Planning Problems by Actively Reusing Validation Effort ／ Valentin N. Hartmann, Joaquim Ortiz-Haro, Marc Toussaint
日本語で読む → - 論文自動運転/運動計画ロボティクス
自動運転のための運動計画：最新技術と将来展望
自動運転車の運動計画手法をパイプライン型とエンドツーエンド型に分けて体系的にレビューし、実験プラットフォームや課題、将来展望を整理したサーベイ論文。
原題: Motion Planning for Autonomous Driving: The State of the Art and Future Perspectives ／ Siyu Teng, Xuemin Hu, Peng Deng 他
日本語で読む → - 論文自動運転画像認識
自動運転のための視覚知覚システム
歩行者の動きから自己位置推定と環境地図作成を同時に行い、移動物体の追跡・予測で衝突回避を図る視覚ベースの知覚システムを提案した。
原題: Visual Perception System for Autonomous Driving ／ Qi Zhang, Siyuan Gou, Wenbin Li
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 → - 論文群制御AI
Q学習を用いた障害物環境下におけるUAV群の経路計画システム
障害物のある環境でUAV群がエリアを完全にカバーする経路を自律的に計画するため、Q学習とニューラルネットワークを組み合わせた強化学習システムを提案し、異なる地図と機体数で検証した。
原題: Q-Learning based system for path planning with unmanned aerial vehicles swarms in obstacle environments ／ Alejandro Puente-Castro, Daniel Rivero, Eurico Pedrosa 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
電流フィードバックを用いたヒューマノイドの二足歩行学習
トルク追従誤差によるsim2realギャップを、シミュレーションで劣化させたトルク追従と実機の電流フィードバック活用で克服し、HRP-5Pで二足歩行を実現した。
原題: Learning Bipedal Walking for Humanoids with Current Feedback ／ Rohan Pratap Singh, Zhaoming Xie, Pierre Gergondet 他
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