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: 2023/1/1 ／ 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SLAMロボティクス
TBV Radar SLAM：ループ候補を信頼しつつ検証するロバストSLAM
レーダーSLAMにおいて、ループ閉じ込み候補を登録後に検証・選択することで誤制約に強くし、公開ベンチマークで従来手法より65%誤差を削減した。
原題: TBV Radar SLAM -- trust but verify loop candidates ／ Daniel Adolfsson, Mattias Karlsson, Vladimír Kubelka 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚に基づく物体挿入ポリシーのゼロショット転移
皿をスロット式ホルダーに差し込む接触の多い家事タスクについて、シミュレーションで触覚フィードバックを活用するマニピュレーションポリシーを学習し、実機へ微調整なしでゼロショット転移できることを示した。
原題: Zero-Shot Transfer of Haptics-Based Object Insertion Policies ／ Samarth Brahmbhatt, Ankur Deka, Andrew Spielberg 他
日本語で読む → - 論文動作予測ロボティクス
統合的グラフ表現に基づく動作予測
交通参加者や道路網などの情報を異種統合グラフで表現し、自動運転車の周囲の動作を予測する手法を提案。INTERACTIONとArgoverseデータセットで評価し、情報の種類ごとの寄与を分析した。
原題: Holistic Graph-based Motion Prediction ／ Daniel Grimm, Philip Schörner, Moritz Dreßler 他
日本語で読む → - 論文世界モデル画像認識
実世界の部分観測から予測的世界モデルを学習する枠組み
実世界の道路環境を対象に、部分観測のみから完全な状態を予測できる階層型VAEベースの確率的予測世界モデルを提案し、逐次学習法で空間構造を高精度に予測できることを示した。
原題: Predictive World Models from Real-World Partial Observations ／ Robin Karlsson, Alexander Carballo, Keisuke Fujii 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
エネルギーベースモデルによるステアリング制御
実車の自動運転ステアリング制御において、エネルギーベースの暗黙的模倣学習を回帰・分類・混合密度ネットワークと比較し、安全性は同等だが滑らかさに課題があることを示した。
原題: Controlling Steering with Energy-Based Models ／ Mikita Balesni, Ardi Tampuu, Tambet Matiisen
日本語で読む → - 論文手術ロボット/身体知能/ヒューマン・イン・ザ・ループロボティクス
手術ロボット学習のための対話型シミュレーション環境によるヒューマン・イン・ザ・ループ身体知能
手術ロボット学習用の対話型シミュレータを開発し、人間のデモンストレーションと強化学習を組み合わせることで学習効率が向上することを示した。
原題: Human-in-the-loop Embodied Intelligence with Interactive Simulation Environment for Surgical Robot Learning ／ Yonghao Long, Wang Wei, Tao Huang 他
日本語で読む → - 論文テスト合成制御
時間付き到達回避仕様下の安全クリティカルシステムに対するバリアベースのテスト合成
制御バリア関数と時間付き到達回避仕様を組み合わせ、制御器の知識を必要とせずにシステムの最も困難なテストを生成する手法を提案し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: Barrier-Based Test Synthesis for Safety-Critical Systems Subject to Timed Reach-Avoid Specifications ／ Prithvi Akella, Mohamadreza Ahmadi, Richard M. Murray 他
日本語で読む → - 論文着陸制御ロボティクス
荒天・乱流の外洋でUAVを着陸させる
USVの揺れをカメラ映像から予測し、傾きがほぼゼロになる瞬間を狙ってUAVを自律着陸させるMPC手法を提案した。
原題: Landing a UAV in Harsh Winds and Turbulent Open Waters ／ Parakh M. Gupta, Eric Pairet, Tiago Nascimento 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
光と熱を追いかける蔓模倣ロボット：材料レベルでの応答性
蔓のように成長しながら光や熱の方向へ自律的に曲がる、皮膚に材料レベルの応答性を埋め込んだ低コストなソフトロボットを開発した。
原題: A light- and heat-seeking vine-inspired robot with material-level responsiveness ／ Shivani Deglurkar, Charles Xiao, Luke F. Gockowski 他
日本語で読む → - 論文移動ロボティクス
スクリュー式移動・推進の多様な媒質における機動性解析
アルキメデススクリューによる移動が砂・液体・固体など様々な地形でどれだけ効率的に動けるかを実験的に調べ、設計指針を示した論文。
原題: Mobility Analysis of Screw-Based Locomotion and Propulsion in Various Media ／ Jason Lim, Calvin Joyce, Elizabeth Peiros 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
Aquarium: ロボティクス応用のための完全微分可能な流体構造連成ソルバ
非圧縮性Navier-Stokes方程式を陰的Crank-Nicolson法と埋め込み境界法で解き、流体とロボットの連成を非線形最適化として定式化することで、状態とパラメータに対して完全に微分可能な2次元流体構造連成シミュレータを提案した。
原題: Aquarium: A Fully Differentiable Fluid-Structure Interaction Solver for Robotics Applications ／ Jeong Hun Lee, Mike Y. Michelis, Robert Katzschmann 他
日本語で読む → - 論文ハイブリッドUAVロボティクス
揚力翼クアッドコプターのモデリングと統合制御
固定翼の効率的な前進飛行とマルチコプターの垂直離着陸を融合した新型ハイブリッドUAV「揚力翼クアッドコプター」のモデリングと、ホバリングから前進飛行までを統一的に扱う制御器を提案し、HILシミュレーションで検証した。
原題: Lifting-wing Quadcopter Modeling and Unified Control ／ Quan Quan, Wang Shuai, Gao Wenhan
日本語で読む → - 論文家庭支援ロボットロボティクス
NOPA: 社会的に知的な家庭用アシスタント構築のためのニューラル誘導オンライン確率支援
家庭内で人間の目標をオンラインで推論し、不確実性に応じて支援計画を適応させるニューラル誘導と確率的推論を組み合わせた手法を提案し、仮想家庭環境での課題で有効性を示した。
原題: NOPA: Neurally-guided Online Probabilistic Assistance for Building Socially Intelligent Home Assistants ／ Xavier Puig, Tianmin Shu, Joshua B. Tenenbaum 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
ロボット触覚プロキシを用いた能動的触覚ガイダンスのフレームワーク
ロボット触覚プロキシで能動的に力を提示しユーザーの行動を誘導する枠組みを提案し、VRナビゲーションでの安全性と没入感の向上をユーザー研究で示した。
原題: A Framework for Active Haptic Guidance Using Robotic Haptic Proxies ／ Niall L. Williams, Nicholas Rewkowski, Jiasheng Li 他
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
分布内バリア関数：分布外状態を回避する自己教師ありポリシーフィルタ
オフラインの安全なデモデータから潜在空間でバリア関数を学習し、高次元視覚入力のみを使う制御器が訓練分布から外れた状態に入らないよう誘導するポリシーフィルタを提案した。
原題: In-Distribution Barrier Functions: Self-Supervised Policy Filters that Avoid Out-of-Distribution States ／ Fernando Castañeda, Haruki Nishimura, Rowan McAllister 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
安全で快適な自動運転のための深層強化学習とプランニングのハイブリッド手法
歩行者予測とリスク考慮型プランニングを深層強化学習に組み込み、安全で快適な自動運転ポリシーを効率的に学習するHyLEARを提案し、CARLAベンチマークで有効性を示した。
原題: Hybrid Deep Reinforcement Learning and Planning for Safe and Comfortable Automated Driving ／ Dikshant Gupta, Mathias Klusch
日本語で読む → - 論文人とロボットのインタラクションロボティクス
知識グラフ埋め込みを用いた長期的な人とロボットのインタラクションのための知識獲得と補完
ユーザーとの長期的な対話から得た知識を知識グラフ埋め込みで一般化し、ロボットの環境表現を継続的に拡張するアーキテクチャを提案した。
原題: Knowledge Acquisition and Completion for Long-Term Human-Robot Interactions using Knowledge Graph Embedding ／ E. Bartoli, F. Argenziano, V. Suriani 他
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
正例・未ラベル学習による行動クローニングの改善
品質が混在するロボットデータセットから少数の高品質な正例を用いて専門家軌道を反復的に特定し、そのフィルタ済みデータに行動クローニングを適用することで、オフライン強化学習や模倣学習のベースラインを上回る性能を実現した。
原題: Improving Behavioural Cloning with Positive Unlabeled Learning ／ Qiang Wang, Robert McCarthy, David Cordova Bulens 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ハイブリッド最適化による5リンク二足歩行ロボットの衝撃不変軌道最適化
5リンク平面二足歩行ロボットの歩行軌道を、単脚支持相と衝突相からなるハイブリッド系としてモデル化し、トルク二乗積分を目的関数として衝撃不変性などの制約下で最適化する枠組みを提案した。
原題: Impact Invariant Trajectory Optimization of 5-Link Biped Robot Using Hybrid Optimization ／ Aref Amiri, Hassan Salarieh
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
Sim2Realロボット対称紙折りのためのニューラル力多様体学習
物理シミュレーションと機械学習を組み合わせ、把持位置から紙に生じる外力を予測する深層ニューラルネットワークを訓練し、スライディングを防ぐ折り経路を生成する枠組みを提案した。
原題: Learning Neural Force Manifolds for Sim2Real Robotic Symmetrical Paper Folding ／ Andrew Choi, Dezhong Tong, Demetri Terzopoulos 他
日本語で読む → - 論文データセット評価cs.DL
影響力・注目度・波及効果：自動運転データセットの早期評価
自動運転分野の200以上のデータセットを科学計量学的に分析し、メタデータと被引用数の関係を回帰分析で調べ、引用実績がなくても早期にデータセットの影響力を評価できる「Influence Score」を提案した論文。
原題: Impact, Attention, Influence: Early Assessment of Autonomous Driving Datasets ／ Daniel Bogdoll, Jonas Hendl, Felix Schreyer 他
日本語で読む → - 論文指示生成自然言語
指示生成モデルのタスク指向認知能力の定義・評価・改善
言語モデルの指示生成における「探索能力」と「語用能力」を定義し、人間との比較評価手法を提案。語用能力の不足を補うことで実人間案内の成功率を11%向上させた。
原題: Define, Evaluate, and Improve Task-Oriented Cognitive Capabilities for Instruction Generation Models ／ Lingjun Zhao, Khanh Nguyen, Hal Daumé
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
自動運転の運動予測における失敗検知：不確実性の観点から
自動運転の運動予測モデルの失敗を検知するため、運動不確実性とモデル不確実性の両方を考慮した枠組みを提案し、様々な不確実性スコアを評価した。
原題: Failure Detection for Motion Prediction of Autonomous Driving: An Uncertainty Perspective ／ Wenbo Shao, Yanchao Xu, Liang Peng 他
日本語で読む → - 論文自律探査ロボティクス
地下環境探査のための柔軟な監督型自律システム
DARPA地下チャレンジ向けに、四足歩行ロボットと車輪ロボットで構成される自律探査システムを開発し、通信制限や複雑な地形などの課題に対応した。
原題: Flexible Supervised Autonomy for Exploration in Subterranean Environments ／ Harel Biggie, Eugene R. Rush, Danny G. Riley 他
日本語で読む → - 論文安全性検証cs.SE
協調共進化探索によるML搭載自律システムの危険境界の特定
ML搭載自律システムの安全性確保のため、遺伝的アルゴリズムでは扱いにくい高次元問題を2つの低次元探索に分解する協調共進化アルゴリズム(CCEA)を提案し、MLコンポーネントの危険境界を確率的に特定する手法を開発した。
原題: Identifying the Hazard Boundary of ML-enabled Autonomous Systems Using Cooperative Co-Evolutionary Search ／ Sepehr Sharifi, Donghwan Shin, Lionel C. Briand 他
日本語で読む → - 論文ソフトグリッパロボティクス
弾性不安定性を利用した生体模倣ソフトグリッパによる布の高速把持
弾性不安定性を利用して広い開口から46msで高速に閉じる、人間の指を模したソフトグリッパを開発し、布を含む様々な物体の把持を実現した。
原題: Rapid grasping of fabric using bionic soft grippers with elastic instability ／ Zechen Xiong, Zihan Guo, Li Yuan 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
RAMP: 微小重力下での多脚ロボット移動のための反力考慮型動作計画
微小重力環境で多脚ロボットが安全に移動できるよう、脚の振り運動で生じる反力を抑え全身に分散させる動作計画手法を提案し、シミュレーションと空気浮上実験で検証した。
原題: RAMP: Reaction-Aware Motion Planning of Multi-Legged Robots for Locomotion in Microgravity ／ Warley F. R. Ribeiro, Kentaro Uno, Masazumi Imai 他
日本語で読む → - 論文海上UAV/関心領域提案画像認識
海上UAVにおける高速な関心領域提案
海上捜索救助のためのUAVで、組込みGPU上でリアルタイムに動く未来フレーム予測モデルにより、未知の物体に対する関心領域を高速に提案する手法を提案した論文。
原題: Fast Region of Interest Proposals on Maritime UAVs ／ Benjamin Kiefer, Andreas Zell
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
同心管ロボットの経路追従のための深層強化学習
同心管ロボットの制御に深層強化学習を適用し、2〜4管システムへの汎化や回転制約の影響、ドメインランダム化による実機移行の検討を行った論文。
原題: Deep Reinforcement Learning for Concentric Tube Robot Path Following ／ Keshav Iyengar, Sarah Spurgeon, Danail Stoyanov
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
深度画像から変形を推定するソフトマテリアルの協調マニピュレーション
深度画像とCNN（DenseNet-121）を用いて、人間とロボットが協調して扱う柔軟素材の変形状態を推定し、ロボットのツイスト指令を生成する手法を開発した。骨格トラッカーを用いる従来法より高精度で、データセット収集時間も削減できることを示した。
原題: Co-manipulation of soft-materials estimating deformation from depth images ／ Giorgio Nicola, Enrico Villagrossi, Nicola Pedrocchi
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