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: 2023/2/1 ／ 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 →- 論文自動運転/安全性/エッジオフロード制御
EnergyShield：エネルギー効率のための証明可能な安全なニューラルネットワーク制御のオフロード
自動運転のNN制御をエッジにオフロードしつつ、シールドで安全性を保証し、車載評価より24〜54%の省エネを実現するフレームワークを提案・Carlaで検証した。
原題: EnergyShield: Provably-Safe Offloading of Neural Network Controllers for Energy Efficiency ／ Mohanad Odema, James Ferlez, Goli Vaisi 他
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
視覚ベースのマルチフューチャー軌道予測：サーベイ
視覚情報を用いてエージェントの将来取りうる複数の軌道を予測するマルチフューチャー軌道予測（MTP）について、初の体系的サーベイを行い、フレームワーク・データセット・評価指標を分類整理した。
原題: Vision-based Multi-future Trajectory Prediction: A Survey ／ Renhao Huang, Hao Xue, Maurice Pagnucco 他
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
不確実環境における高自由度ロボットのチャンス制約付き軌道最適化
環境と自己位置の不確実性を考慮し、リスクを制限した軌道を逐次凸最適化で生成するSCORAを提案し、安全性と計算速度で既存手法を上回ることを示した。
原題: Chance-Constrained Trajectory Optimization for High-DOF Robots in Uncertain Environments ／ Charles Dawson, Ashkan Jasour, Andreas Hofmann 他
日本語で読む → - 論文表現学習機械学習
インターネットエクスプローラー：オープンウェブ上でのターゲット表現学習
静的な大規模データセットに頼らず、インターネットを自律的に探索して目的のタスクに有用な画像を収集し、小規模モデルを効率的に訓練する手法を提案。
原題: Internet Explorer: Targeted Representation Learning on the Open Web ／ Alexander C. Li, Ellis Brown, Alexei A. Efros 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
iPlanner: 命令的経路計画
微分可能なコストマップと二段階最適化を用いて、単一の深度計測から滑らかで衝突のない経路を生成する新しい命令的学習手法を提案。
原題: iPlanner: Imperative Path Planning ／ Fan Yang, Chen Wang, Cesar Cadena 他
日本語で読む → - 論文自動運転/模倣学習機械学習
都市環境の自動運転に向けた中間入力生成を伴う階層的敵対的模倣学習
車載カメラ画像から鳥瞰図（BEV）を生成するGANと、そのBEVを入力に運転方策を学ぶGAILを組み合わせた階層的模倣学習手法を提案し、CARLAで有効性を示した。
原題: Hierarchical Generative Adversarial Imitation Learning with Mid-level Input Generation for Autonomous Driving on Urban Environments ／ Gustavo Claudio Karl Couto, Eric Aislan Antonelo
日本語で読む → - 論文共有自律ロボティクス
ノイズと共に往復する：共有自律のための拡散モデル
拡散モデルの順方向・逆方向過程を変調することで、報酬設計やユーザ方策の事前知識を必要とせずにユーザと自律エージェントが協調制御する共有自律の新手法を提案した論文。
原題: To the Noise and Back: Diffusion for Shared Autonomy ／ Takuma Yoneda, Luzhe Sun, Ge Yang 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
Arena-Web：自律ナビゲーション手法のためのWebベース開発・ベンチマークプラットフォーム
深層強化学習によるロボットナビゲーションの開発・訓練・評価を、コードを書かずにWeb上で行える直感的なプラットフォームを提案した。
原題: Arena-Web -- A Web-based Development and Benchmarking Platform for Autonomous Navigation Approaches ／ Linh Kästner, Reyk Carstens, Christopher Liebig 他
日本語で読む → - 論文能動推論ロボティクス
能動推論による物体中心シーン表現
能動推論を用いた階層的物体中心生成モデルで、エージェントが物体カテゴリと姿勢を推論し、目標視点探索タスクで教師あり・強化学習を上回る性能を示した。
原題: Object-Centric Scene Representations using Active Inference ／ Toon Van de Maele, Tim Verbelen, Pietro Mazzaglia 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
意味的に想像された経験によるロボット学習のスケーリング
テキストから画像を生成する拡散モデルを使い、既存のロボット操作データセットに多様な物体や背景を描き加えるデータ拡張手法ROSIEを提案。実世界実験で未見の物体やタスクへの汎化性能と外乱への頑健性が向上することを示した。
原題: Scaling Robot Learning with Semantically Imagined Experience ／ Tianhe Yu, Ted Xiao, Austin Stone 他
日本語で読む → - 論文最適制御ロボティクス
2階以上の系に対するコロケーション法の改良
ロボットの最適制御で一般的なコロケーション法が2階以上の微分方程式系で不整合を生む問題を指摘し、台形法とHermite-Simpson法の改良版を提案した。
原題: Collocation methods for second and higher order systems ／ Siro Moreno-Martín, Lluís Ros, Enric Celaya
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
ロバストな転移のためのガイド付き模倣学習
動作計画に基づき再現可能な動作領域を求め、GUIでユーザの実演を誘導することで、構造の異なるロボットへのロバストな転移を実現する手法を提案した。
原題: Guided Learning from Demonstration for Robust Transferability ／ Fouad Sukkar, Victor Hernandez Moreno, Teresa Vidal-Calleja 他
日本語で読む → - 論文制御/目標追跡ロボティクス
知覚を考慮したNMPCによるマルチロータUAVの視覚ベース目標追跡と衝突回避
マルチロータUAVが視覚で目標を追跡しながら動的障害物を避けるため、知覚制約とトルク限界を考慮した非線形モデル予測制御(NMPC)を提案し、MATLABシミュレーションで有効性を示した。
原題: A Perception-Aware NMPC for Vision-Based Target Tracking and Collision Avoidance with a Multi-Rotor UAV ／ Andriy Dmytruk, Giuseppe Silano, Davide Bicego 他
日本語で読む → - 論文教育ロボットロボティクス
動機づけジェスチャーを用いた教育ロボット設計の課題
学習者の動機や感情をモニタリングし、それに応じてジェスチャーや学習内容を適応させる教育ロボット（Pepper）の設計・開発における課題を議論した論文。
原題: Challenges in Designing Teacher Robots with Motivation Based Gestures ／ Hae Seon Yun, Volha Taliaronak, Murat Kirtay 他
日本語で読む → - 論文人間-ロボット相互作用ロボティクス
人間-ロボット相互作用における待ち時間と信頼・依存のモデル化
ロボットの応答までの待ち時間が人間の信頼と依存に与える影響をオンライン実験と対面実験で検証し、待ち時間が信頼を介して依存に影響することを示した研究。
原題: Modeling Trust and Reliance with Wait Time in a Human-Robot Interaction ／ Akihiro Maehigashi, Seiji Yamada
日本語で読む → - 論文制御/強化学習ロボティクス
分布表現を用いた制約付き強化学習による信頼性の高いクアッドロータUAV追従制御
空力外乱を分布強化学習で推定し、確率的モデル予測制御と統合することで、クアッドロータの追従精度と信頼性を大幅に向上させる手法を提案した。
原題: Constrained Reinforcement Learning using Distributional Representation for Trustworthy Quadrotor UAV Tracking Control ／ Yanran Wang, David Boyle
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
確率的検証による安全なネットワークロボティクス
通信遅延のあるネットワーク越しに制御されるロボットの安全性を保証するため、形式検証に基づくランタイムシールドを構築し、実車両で検証した。
原題: Safe Networked Robotics with Probabilistic Verification ／ Sai Shankar Narasimhan, Sharachchandra Bhat, Sandeep P. Chinchali
日本語で読む → - 論文UAV点検ロボティクス
自律UAV点検のための学習ベース欠陥認識
深層学習でひび割れ検出・セグメンテーションを行い、UAVによるコンクリート構造物の自動点検フレームワークを提案した論文。
原題: Learning-Based Defect Recognitions for Autonomous UAV Inspections ／ Kangcheng Liu
日本語で読む → - 論文意味グリッド予測ロボティクス
LAPTNet-FPN：LiDAR支援によるマルチスケール射影変換ネットワークを用いたリアルタイム意味グリッド予測
LiDARの点群情報を活用して画像特徴を上面図に投影するマルチスケールネットワークを提案し、nuScenesデータセットで意味グリッド生成の精度を向上させつつ25FPSのリアルタイム推論を実現した。
原題: LAPTNet-FPN: Multi-scale LiDAR-aided Projective Transform Network for Real Time Semantic Grid Prediction ／ Manuel Alejandro Diaz-Zapata, David Sierra González, Özgür Erkent 他
日本語で読む → - 論文剛体力学ロボティクス
剛体力学の二階微分：理論と実装
開リンク剛体システムの逆動力学と順動力学の二階微分を解析的に計算する手法を提案し、自動微分より最大3倍高速であることを示した。
原題: On Second-Order Derivatives of Rigid-Body Dynamics: Theory & Implementation ／ Shubham Singh, Ryan P. Russell, Patrick M. Wensing
日本語で読む → - 論文最適制御math.OC
優先度付き非線形最適制御のための逐次階層最小二乗計画法
優先度付き非線形最適制御問題を解くため、信頼領域と階層的ステップフィルタを組み合わせた逐次階層最小二乗計画ソルバを提案し、逆運動学や最適制御問題で計算効率を実証した。
原題: Sequential Hierarchical Least-Squares Programming for Prioritized Non-Linear Optimal Control ／ Kai Pfeiffer, Abderrahmane Kheddar
日本語で読む → - 論文Structure from Motion画像認識
不確かさ駆動型の高密度二視点Structure from Motion
オプティカルフローの画素ごとの不確かさを活用し、姿勢推定と高密度深度推定を反復的に洗練する二視点SfM手法を提案した論文。
原題: Uncertainty-Driven Dense Two-View Structure from Motion ／ Weirong Chen, Suryansh Kumar, Fisher Yu
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
マニピュレーションのためのSim-and-Real強化学習：コンセンサスベースのアプローチ
シミュレータと実世界の両方でエージェントを訓練し、コンセンサスに基づいて最適方策を統合する深層強化学習アルゴリズムを提案し、ピックアンドプレース作業で性能を検証した。
原題: Sim-and-Real Reinforcement Learning for Manipulation: A Consensus-based Approach ／ Wenxing Liu, Hanlin Niu, Wei Pan 他
日本語で読む → - 論文表現学習ロボティクス
ロボットと人間の表現のアラインメント
ロボットの学習した表現が人間の関心を反映するようアラインメントする問題を定式化し、現行手法を位置づけて今後の課題を示した。
原題: Aligning Robot and Human Representations ／ Andreea Bobu, Andi Peng, Pulkit Agrawal 他
日本語で読む → - 論文運動予測機械学習
ベクトル化シナリオ記述と運動予測によるシナリオベーステスト
道路形状と車両軌跡でシナリオをベクトル化して記述し、VectorNetで未見シナリオの自動運転車軌跡を予測する手法を提案。
原題: Vectorized Scenario Description and Motion Prediction for Scenario-Based Testing ／ Max Winkelmann, Constantin Vasconi, Steffen Müller
日本語で読む → - 論文場所認識画像認識
CVTNet: LiDARデータを用いた場所認識のためのクロスビューTransformerネットワーク
LiDARの距離画像ビューと鳥瞰図ビューをTransformerで融合し、視点変化に頑健な場所認識を実現する手法を提案した。
原題: CVTNet: A Cross-View Transformer Network for Place Recognition Using LiDAR Data ／ Junyi Ma, Guangming Xiong, Jingyi Xu 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
MimicPlay：人間の遊びデータを活用した長期ホライズン模倣学習
人間の自由な手遊び動画から潜在的な行動計画を学習し、少数の遠隔操作デモと組み合わせることで、ロボットの長期的なマニピュレーションタスクの模倣学習を効率化する階層的フレームワークを提案。
原題: MimicPlay: Long-Horizon Imitation Learning by Watching Human Play ／ Chen Wang, Linxi Fan, Jiankai Sun 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
Amos-SLAM: 動的物体に頑健な二段階SLAM手法
動的物体が存在する環境でも高精度に自己位置推定と地図構築を行うため、オプティカルフローと超ピクセル・幾何クラスタリングを組み合わせて動的点を除去する二段階SLAMを提案した。
原題: Amos-SLAM: An Anti-Dynamics Two-stage SLAM Approach ／ Yaoming Zhuang, Pengrun Jia, Zheng Liu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
Graph-Transporter: グラフベース学習による目標条件付き変形物体の再配置タスク
変形物体の配置をグラフ構造で表現し、グラフ畳み込みネットワークとFCNで視覚入力からピック＆プレース動作を生成する枠組みを提案した論文。
原題: Graph-Transporter: A Graph-based Learning Method for Goal-Conditioned Deformable Object Rearranging Task ／ Yuhong Deng, Chongkun Xia, Xueqian Wang 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
深層強化学習によるロボット経路計画
深層Qネットワークの派生手法(D3QNとRainbow)を用いて、障害物回避と目標到達ナビゲーションを学習させ、報酬関数の変更がエージェントの挙動と性能に与える影響を解析した。
原題: Robot path planning using deep reinforcement learning ／ Miguel Quinones-Ramirez, Jorge Rios-Martinez, Victor Uc-Cetina
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