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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: 2023/2/1 ／ 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 →- 論文制御/強化学習ロボティクス
自然水域における自律型水上艇の深層強化学習に基づく追従制御
深層強化学習で自律型水上艇の軌道追従コントローラを訓練し、実環境で非線形モデル予測制御と比較して外乱抑制性能が優れることを示した。
原題: Deep Reinforcement Learning Based Tracking Control of an Autonomous Surface Vessel in Natural Waters ／ Wei Wang, Xiaojing Cao, Alejandro Gonzalez-Garcia 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
散らかった環境でのロボットによる押し込みと把持のための深層強化学習
吸盤とグリッパを組み合わせたロボットハンドで、散らかった環境の物体を把持するシステムを提案。アフォーダンスマップを能動的探索で改善し、把持成功率を高めた。
原題: Deep Reinforcement Learning for Robotic Pushing and Picking in Cluttered Environment ／ Yuhong Deng, Xiaofeng Guo, Yixuan Wei 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント計画ロボティクス
時空間コンフリクト球による制約付きマルチエージェント動作計画
マルチエージェント動作計画のため、時空間の球状離散化と深さ優先のコンフリクト探索を組み合わせ、静的・動的障害物に対応しつつ連続時間の実行可能性と完全性を保証する手法を提案した。
原題: Space-Time Conflict Spheres for Constrained Multi-Agent Motion Planning ／ Anirudh Chari, Rui Chen, Changliu Liu
日本語で読む → - 論文設計自動化ロボティクス
3Dトポロジーを持つ無人航空機の表現のための文法
3Dグリッド上でUAVの設計トポロジーを体系的に探索するための文脈依存文法を提案し、既存および新規のUAVをモデル化できることを示した。
原題: A Grammar for the Representation of Unmanned Aerial Vehicles with 3D Topologies ／ Piergiuseppe Mallozzi, Hussein Sibai, Inigo Incer 他
日本語で読む → - 論文因果発見AI
道路運転行動に適用した時間的観測ベース因果発見手法の評価
自動運転領域で10種類の観測ベース時系列因果発見手法を実データと合成データでベンチマークし、因果スパース性や非定常性への課題を明らかにした。
原題: Evaluating Temporal Observation-Based Causal Discovery Techniques Applied to Road Driver Behaviour ／ Rhys Howard, Lars Kunze
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
地下環境におけるLidarベース3D SLAMアルゴリズムの評価
GPSが使えない地下トンネルで、LidarやLidar-慣性SLAMアルゴリズムを比較し、姿勢推定精度と地図品質を評価した。
原題: Evaluation of Lidar-based 3D SLAM algorithms in SubT environment ／ Anton Koval, Christoforos Kanellakis, George Nikolakopoulos
日本語で読む → - 論文探索ロボティクス
未知環境での物体探索：MAVによる意味論的物体中心探索
ドローンが未知空間を探索しながら特定の物体を見つけ、目標精度で再構成するための意味論的・物体中心の探索手法を提案し、Habitatベースのシミュレータと実機で検証した。
原題: Finding Things in the Unknown: Semantic Object-Centric Exploration with an MAV ／ Sotiris Papatheodorou, Nils Funk, Dimos Tzoumanikas 他
日本語で読む → - 論文テレロボティクスHCI
溶岩洞探査と生命探査のための火星テレロボティックミッション
火星の溶岩洞を探査し、過去の生命の痕跡を探し、将来の基地建設に役立つ地質学的特徴を評価するための、6つの独立した実験ペイロードを搭載したローバーミッションを提案する。
原題: Telerobotic Mars Mission for Lava Tube Exploration and Examination of Life ／ Hanjo Schnellbaecher, Florian Dufresne, Tommy Nilsson 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
LIO-PPF: インクリメンタル平面事前フィッティングとスケルトン追跡による高速LiDAR慣性オドメトリ
LiDAR慣性オドメトリにおいて、平面を逐次更新する事前フィッティングとスケルトン追跡により、地図サイズを削減しつつ最大4倍高速な残差計算と1.92倍のFPSを実現した手法を提案。
原題: LIO-PPF: Fast LiDAR-Inertial Odometry via Incremental Plane Pre-Fitting and Skeleton Tracking ／ Xingyu Chen, Peixi Wu, Ge Li 他
日本語で読む → - 論文点群モデリング機械学習
自己組織化ガウス混合モデルによる確率的点群モデリング
情報理論学習の自己組織化原理を用いて、シーン複雑度に応じてガウス混合モデルの成分数を自動調整し、点群データを連続確率的にモデル化する手法を提案した論文。
原題: Probabilistic Point Cloud Modeling via Self-Organizing Gaussian Mixture Models ／ Kshitij Goel, Nathan Michael, Wennie Tabib
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
身体化フットプリント：数値最適化に基づく軌道計画のための安全保証付き衝突回避モデル
最適化ベースの軌道計画において、離散点間の衝突リスクを防ぐため、車両の拡大表現である「身体化フットプリント」を導入し、安全性を理論的に保証する衝突回避モデルを提案した。
原題: Embodied Footprints: A Safety-guaranteed Collision Avoidance Model for Numerical Optimization-based Trajectory Planning ／ Bai Li, Youmin Zhang, Tantan Zhang 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
RoboCup 2022 AdultSize優勝チームNimbRo：知覚・キャプチャーステップ歩行・位相ベースの歩行中キックの改良
ロボカップ2022ヒューマノイドAdultSizeリーグで優勝したNimbRoのシステム改良（視覚モジュールのハードウェア更新、Capture Stepsによる安定歩行、位相ベースの歩行中キック）を報告した論文。
原題: RoboCup 2022 AdultSize Winner NimbRo: Upgraded Perception, Capture Steps Gait and Phase-based In-walk Kicks ／ Dmytro Pavlichenko, Grzegorz Ficht, Arash Amini 他
日本語で読む → - 論文UAV/群制御/sim2realロボティクス
実環境の屋内・屋外研究を支えるモジュラー型UAVハードウェアプラットフォーム群
アクチュエータ・センサ・フレームを柔軟に組み替えられるモジュラー設計の自律UAVプラットフォーム群を提案し、屋内・屋外の多様な実機実験でその有効性を示した。
原題: MRS Modular UAV Hardware Platforms for Supporting Research in Real-World Outdoor and Indoor Environments ／ Daniel Hert, Tomas Baca, Pavel Petracek 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
非把持マニピュレーションのための運動学的動的Rapidly-exploring Random Forest
非把持マニピュレーションを局所的な再配置と大域的な行動最適化の結合問題として定式化し、複数領域を同時探索する森林ベースの運動学的動的計画法を提案した。
原題: Kinodynamic Rapidly-exploring Random Forest for Rearrangement-Based Nonprehensile Manipulation ／ Kejia Ren, Podshara Chanrungmaneekul, Lydia E. Kavraki 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
EMV-LIO: 効率的な複数視覚支援LiDAR慣性オドメトリ
複数のカメラを導入して視覚観測を拡張し、LiDARのノイズ除去や探索条件設定、ikd-Treeの採用で効率化を図ったLiDAR-視覚-慣性融合オドメトリシステムを提案。
原題: EMV-LIO: An Efficient Multiple Vision aided LiDAR-Inertial Odometry ／ Bingqi Shen, Yuyin Chen, Fuzhang Han 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習ロボティクス
実用的通信と制御のためのマルチエージェント強化学習
目標指向通信とネットワーク制御を統合したCyber-Physical POMDPを提案し、通信と制御の同時学習が性能を向上させることを示した。
原題: Multi-Agent Reinforcement Learning for Pragmatic Communication and Control ／ Federico Mason, Federico Chiariotti, Andrea Zanella 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
最小限ロボットの大規模群における分散型グローバル座標系の構築
距離測定と局所通信のみ可能な小型ロボット群が、自らの位置を自己認識して共有座標系を構築し、位置依存タスクを自律的に割り当てる分散アルゴリズムを提案し、200台のKilobotで実証した。
原題: Decentralised construction of a global coordinate system in a large swarm of minimalistic robots ／ Michal Pluhacek, Simon Garnier, Andreagiovanni Reina
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
深度誘導クロスモーダル注意によるRGB-D把持検出
RGB-D画像からロボットの把持位置を検出するため、把持深度を明示的に予測する6次元表現と、深度特徴をRGBに融合する局所クロスモーダル注意モジュールを提案した論文。
原題: RGB-D Grasp Detection via Depth Guided Learning with Cross-modal Attention ／ Ran Qin, Haoxiang Ma, Boyang Gao 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
潜在空間の最近傍誘導探索による画像からのスパース制御タスク学習
少数のデモンストレーションを用いて、画像のみからスパース報酬のロボットマニピュレーションタスクを効率的に学習する手法を提案。
原題: Learning Sparse Control Tasks from Pixels by Latent Nearest-Neighbor-Guided Explorations ／ Ruihan Zhao, Ufuk Topcu, Sandeep Chinchali 他
日本語で読む → - 論文筋電制御ロボティクス
sEMG信号と深層リカレントニューラルネットワークに基づく把持力の推定と早期予測
表面筋電図(sEMG)からピンチ把持時の把持力を、特徴抽出なしでGRU/LSTMにより高精度(決定係数0.99超)かつ高速に推定・予測する手法を提案した。
原題: Estimation and Early Prediction of Grip Force Based on sEMG Signals and Deep Recurrent Neural Networks ／ Atusa Ghorbani, Aghil Yousefi-Koma, Amirhosein Vedadi
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
視覚障害者向け道案内ロボットの設計
視覚障害者の屋内ナビゲーションを支援するため、音声指示で目的地まで自律的に経路計画し、ユーザーの位置を推定しながら周囲の状況を説明する道案内ロボットを開発した。
原題: Designing a Wayfinding Robot for People with Visual Impairments ／ Shuijing Liu, Aamir Hasan, Kaiwen Hong 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
スキャンマッチングを併用したパーティクルフィルタによるLIDARのみの自己位置推定
3次元LIDARのみを用いて既知の地図内で車両の位置・姿勢を推定するため、パーティクルフィルタとスキャンマッチングを組み合わせ、事前計算した尤度グリッドと並列処理で高速化した手法を提案。
原題: Scan-Matching based Particle Filtering approach for LIDAR-only Localization ／ Naga Venkat Adurthi
日本語で読む → - 論文群制御制御
オフライン強化学習による自律走行車両群の観測ベース制御
オフライン強化学習を用いて、実世界のモビリティデータのみから自動運転オンデマンド車両群の制御方策を学習する手法を提案し、オンライン手法と同等の性能と効率的な微調整を実現した。
原題: Learning to Control Autonomous Fleets from Observation via Offline Reinforcement Learning ／ Carolin Schmidt, Daniele Gammelli, Francisco Camara Pereira 他
日本語で読む → - 論文距離場推定ロボティクス
ガウス過程による高精度距離場とエコーロケーション・マッピングへの応用
ノイズを含む点群からガウス過程回帰を用いて高精度な距離場を推定する手法を提案し、金属構造物における超音波ガイド波センシングのエコーロケーションとマッピングに応用した。
原題: Accurate Gaussian-Process-based Distance Fields with applications to Echolocation and Mapping ／ Cedric Le Gentil, Othmane-Latif Ouabi, Lan Wu 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
行動クローニングにおける価値近似による失敗予測と支援要請
行動クローニングポリシーと同時に学習した状態価値関数を用いて失敗を予測し、ロボットが自律的に支援を要請できるようにする手法BCVAを提案し、ドア開けタスクで86%の精度と81%の再現率を達成した。
原題: Asking for Help: Failure Prediction in Behavioral Cloning through Value Approximation ／ Cem Gokmen, Daniel Ho, Mohi Khansari
日本語で読む → - 論文経路計画機械学習
衝突回避を考慮したMPC強化学習によるUAV経路計画
LSTMネットワークを組み込んだMPCをDDPGの決定論的方策として用い、予測プールで将来の状態と行動を保持することで、複雑・不確実な環境でのUAV経路計画の収束速度と成功率を改善した。
原題: UAV Path Planning Employing MPC- Reinforcement Learning Method Considering Collision Avoidance ／ Mahya Ramezani, Hamed Habibi, Jose luis Sanchez Lopez 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーション/探索ロボティクス
累積カリキュラム強化学習による移動ロボットの自律探索と地図構築
カリキュラム学習と深層強化学習を組み合わせ、破滅的忘却を抑えつつ未知サイズの環境に適応する移動ロボットの探索・地図構築手法を提案し、軽量シミュレータで効率を検証した。
原題: Autonomous Exploration and Mapping for Mobile Robots via Cumulative Curriculum Reinforcement Learning ／ Zhi Li, Jinghao Xin, Ning Li
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
掴めない姿勢からのプッシュ＆グラスプ強化学習
掴めない姿勢の物体をテーブル端に押し出してから掴むため、プッシュとグラスプを単一の強化学習ポリシーで統合し、実機へ転移可能にした研究。
原題: Reinforcement Learning Based Pushing and Grasping Objects from Ungraspable Poses ／ Hao Zhang, Hongzhuo Liang, Lin Cong 他
日本語で読む → - 論文医療画像/トラッキング画像認識
SurgTチャレンジ：ロボット手術のための軟組織トラッカー性能評価ベンチマーク
ロボット手術の内視鏡映像で軟組織の動きを追跡するアルゴリズムを評価する初の標準ベンチマークを構築し、教師なし深層学習手法の有効性を検証した。
原題: SurgT challenge: Benchmark of Soft-Tissue Trackers for Robotic Surgery ／ Joao Cartucho, Alistair Weld, Samyakh Tukra 他
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
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