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: 2022/11/1 ／ 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/位置推定ロボティクス
X-ICP: 極限環境でのロバストな自己位置推定のための局所化可能性を考慮したLiDAR位置合わせ
LiDAR位置合わせにおいて、環境の幾何学的な情報不足（退化方向）を検出し、その方向への更新を抑制することで、極限環境でもドリフトのないロバストな自己位置推定を実現する手法を提案。
原題: X-ICP: Localizability-Aware LiDAR Registration for Robust Localization in Extreme Environments ／ Turcan Tuna, Julian Nubert, Yoshua Nava 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
マルチエージェントシステムにおける知識の儚さに関する研究
ビヘイビアツリーを用いてエージェント間でスキルを転送する枠組みを提案し、獲得した知識が時間とともに忘れられる「儚さ」が群知能に与える影響をシミュレーションで調査した。
原題: A study on the ephemeral nature of knowledge shared within multiagent systems ／ Sanjay Sarma Oruganti Venkata, Ramviyas Parasuraman, Ramana Pidaparti
日本語で読む → - 論文食事支援ロボティクスロボティクス
視覚・触覚センシングを用いた口内へのロボットによる食事の運搬
食事支援ロボットが、力覚制御と小型の手首型エンドエフェクタを使い、食べ物を安全かつ快適に口の中へ運ぶ手法を提案し、11名のユーザー研究で有効性を示した。
原題: In-Mouth Robotic Bite Transfer with Visual and Haptic Sensing ／ Lorenzo Shaikewitz, Yilin Wu, Suneel Belkhale 他
日本語で読む → - 論文モデル予測制御ロボティクス
混合交通における安全性向上：自動運転車と人間運転車のプラトゥーニングのための学習ベースモデル予測制御
人間運転車の挙動をガウス過程で学習し、モデル予測制御に組み込むことで、混在車群の車間距離制御の安全性を高めた研究。
原題: Improving safety in mixed traffic: A learning-based model predictive control for autonomous and human-driven vehicle platooning ／ Jie Wang, Zhihao Jiang, Yash Vardhan Pant
日本語で読む → - 論文自動運転計画ロボティクス
安全な実世界自動運転のための専門家混合による予測と計画
自己運転車と周囲のエージェントの将来軌道分布を統一ニューラルネットで予測し、安全コストを最小化する計画軌道を選択する手法を提案。実都市道路での走行に成功。
原題: Safe Real-World Autonomous Driving by Learning to Predict and Plan with a Mixture of Experts ／ Stefano Pini, Christian S. Perone, Aayush Ahuja 他
日本語で読む → - 論文運動予測画像認識
FJMP: 学習された有向非巡回相互作用グラフ上での因子分解型ジョイントマルチエージェント運動予測
マルチエージェントの運転シーンにおいて、相互作用を有向非巡回グラフとしてモデル化し、ジョイント予測を因子分解することで、より正確でシーン整合性の高い将来軌道予測を実現した。
原題: FJMP: Factorized Joint Multi-Agent Motion Prediction over Learned Directed Acyclic Interaction Graphs ／ Luke Rowe, Martin Ethier, Eli-Henry Dykhne 他
日本語で読む → - 論文空中マニピュレーションロボティクス
マーカー不要の自律高速空中把持
Mask R-CNNと深度カメラで物体を検出・位置推定し、幾何学的な把持計画でドローンが高速に物体を掴むシステムを実現した。
原題: Autonomous Marker-less Rapid Aerial Grasping ／ Erik Bauer, Barnabas Gavin Cangan, Robert K. Katzschmann
日本語で読む → - 論文設計最適化機械学習
Transformer代理モデルを用いた無人航空機の設計
深層Transformerモデルとドメイン固有のエンコーディングを用いて、高コストな飛行力学シミュレーションやCADツールを実行せずに新しいUAV設計を評価・生成するAIデザイナーを開発した。
原題: Design of Unmanned Air Vehicles Using Transformer Surrogate Models ／ Adam D. Cobb, Anirban Roy, Daniel Elenius 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
二次ダイナミクスを持つ車両のマルチエージェント強化学習による効率的な領域カバレッジ
二次ダイナミクスを持つ複数エージェントの領域カバレッジ問題に対し、LSTMと自己注意を組み込んだMAPPOベースの強化学習手法を提案し、従来の制御手法を大幅に上回る性能を示した。
原題: Efficient Domain Coverage for Vehicles with Second-Order Dynamics via Multi-Agent Reinforcement Learning ／ Xinyu Zhao, Razvan C. Fetecau, Mo Chen
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ロボットシミュレーションのためのカメラモデル：各構成要素の重要性評価
ロボットシミュレーションにおけるカメラモデルの各要素（レンズ歪み、ノイズ、照明、レンダリング品質など）がsim-to-realギャップに与える影響を定量的に調査し、色・シーン・位置の大規模変化が局所的な特徴レベルのアーティファクトよりも大きな影響を与えることを示した。
原題: Camera simulation for robot simulation: how important are various camera model components? ／ Asher Elmquist, Radu Serban, Dan Negrut
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ART/ATK：ロボティクスと自動運転におけるsim-to-realギャップの評価・緩和のための研究プラットフォーム
シミュレーションと実機の両方で同じ自動運転アルゴリズムをテストできる、ソフトウェアと1/6スケール車両からなる研究プラットフォームを提案し、その有効性を実証した。
原題: ART/ATK: A research platform for assessing and mitigating the sim-to-real gap in robotics and autonomous vehicle engineering ／ Asher Elmquist, Aaron Young, Thomas Hansen 他
日本語で読む → - 論文マッピングロボティクス
OpenVDBを用いた移動ロボットのための高速グローバル占有マップ構築
コンピュータグラフィックス由来のVDBデータ構造を利用し、マルチスレッド挿入と最適化により高速な占有マップ構築を実現、脚ロボットとUAVで実証した。
原題: Efficient Global Occupancy Mapping for Mobile Robots using OpenVDB ／ Raphael Hagmanns, Thomas Emter, Marvin Grosse-Besselmann 他
日本語で読む → - 論文空域統合制御
空域における無人航空機システム：統合・シミュレーション・最適化と未解決課題のレビュー
無人航空機システム（UAS）を国家空域システム（NAS）へ統合する研究の動向を、シミュレーション・最終進入・最適化の観点から包括的にレビューし、残された課題を整理した論文。
原題: UAS in the Airspace: A Review on Integration, Simulation, Optimization, and Open Challenges ／ Euclides Carlos Pinto Neto, Derick Moreira Baum, Jorge Rady de Almeida 他
日本語で読む → - 論文タスクプランニングロボティクス
混合整数計画法による最適制約付きタスクプランニング
ロボットのタスクプランニングを混合整数凸計画問題として定式化し、市販のMIPソルバで解くことで、数値制約を満たしつつ目的関数に対して最適な行動列を生成する手法を提案。移動マニピュレーションタスクでシミュレーションと実機ヒューマノイドにより評価した。
原題: Optimal Constrained Task Planning as Mixed Integer Programming ／ Alphonsus Adu-Bredu, Nikhil Devraj, Odest Chadwicke Jenkins
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
Safety Force FieldをCARLAシミュレータ上に実装した根拠に基づく自動運転ポリシー
Safety Force Fieldを独自実装してCARLAと統合し、車両のクレーム集合予測に基づき動的交通環境で一貫して動作する自動運転ポリシーを提案した。
原題: Rationale-aware Autonomous Driving Policy utilizing Safety Force Field implemented on CARLA Simulator ／ Ho Suk, Taewoo Kim, Hyungbin Park 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
全状態軌道からの教師なし行動の発見
ロボットが自身の全状態軌道から多様な行動を自律的に見つけ出すQuality-Diversity手法を評価し、ナビゲーションや高速前進、半回転などのタスクで多様な解を発見できることを示した。
原題: Discovering Unsupervised Behaviours from Full-State Trajectories ／ Luca Grillotti, Antoine Cully
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
人間の動画からロボットマニピュレーションのための報酬関数を学習
人間の操作動画を活用し、ロボットの身体や環境に依存しない汎用的な報酬関数を学習する手法HOLDを提案。目標画像との距離を報酬とすることで、強化学習の探索を効率化する。
原題: Learning Reward Functions for Robotic Manipulation by Observing Humans ／ Minttu Alakuijala, Gabriel Dulac-Arnold, Julien Mairal 他
日本語で読む → - 論文制御制御
知識ベースニューラル常微分方程式と深層アンサンブルを用いた学習強化型非線形モデル予測制御
知識ベースニューラルODEのアンサンブルで系の動力学を高精度に学習し、非線形MPCに組み込むことで閉ループ安定性を保証する枠組みを提案した。
原題: Learning-enhanced Nonlinear Model Predictive Control using Knowledge-based Neural Ordinary Differential Equations and Deep Ensembles ／ Kong Yao Chee, M. Ani Hsieh, Nikolai Matni
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
倉庫ロボットの経路計画のための再シャッフル付きマルチエージェントロールアウト
多数の倉庫ロボットの衝突回避経路計画を、時空間グラフ上の最短経路探索ではなく、小さな静的環境でのシミュレーションによるマルチエージェントロールアウト法で解く手法を提案した。
原題: Multiagent Rollout with Reshuffling for Warehouse Robots Path Planning ／ William Emanuelsson, Alejandro Penacho Riveiros, Yuchao Li 他
日本語で読む → - 論文安全強化学習ロボティクス
データ駆動型予測制御を用いた安全な強化学習
強化学習の安全性を確保するため、データ駆動型予測制御による安全フィルタを提案し、ロボットナビゲーションで既存手法を上回る性能を示した。
原題: Safe Reinforcement Learning using Data-Driven Predictive Control ／ Mahmoud Selim, Amr Alanwar, M. Watheq El-Kharashi 他
日本語で読む → - 論文農業ロボティクスロボティクス
マルチビュー知覚と3Dマルチオブジェクト追跡による温室内トマト全果実の自動位置推定と再構成
マルチビュー知覚と3Dマルチオブジェクト追跡を組み合わせ、遮蔽の多い温室内でトマト果実を高精度に検出・追跡・位置推定する手法を開発し、実環境で評価した。
原題: Development and evaluation of automated localisation and reconstruction of all fruits on tomato plants in a greenhouse based on multi-view perception and 3D multi-object tracking ／ David Rapado Rincon, Eldert J. van Henten, Gert Kootstra
日本語で読む → - 論文神経進化cs.NE
ロボット制御のための深層神経進化における品質多様性アルゴリズムのベンチマーク
ロボット制御の強化学習領域で深層神経進化に品質多様性アルゴリズムを適用するためのベンチマークスイートを提案し、標準的な評価指標と環境の確率性に対するロバスト性の定量化手法を提示した。
原題: Benchmarking Quality-Diversity Algorithms on Neuroevolution for Reinforcement Learning ／ Manon Flageat, Bryan Lim, Luca Grillotti 他
日本語で読む → - 論文屋内測位ロボティクス
深層慣性測位のための学習可能な時空間マップ埋め込み
屋内測位において、学習した空間マップ埋め込みと時間的オドメトリ埋め込みを組み合わせることで、ユーザーの取り得る位置のデータ駆動型事前分布を構築し、慣性のみの測位精度を49%向上させた。
原題: Learnable Spatio-Temporal Map Embeddings for Deep Inertial Localization ／ Dennis Melamed, Karnik Ram, Vivek Roy 他
日本語で読む → - 論文模倣学習/報酬学習機械学習
グラフベース能動報酬学習による汎化可能な空間目標表現の発見
物体再配置タスクのワンショット模倣学習において、物体間の空間関係をグラフと等価写像で表現し、逆強化学習と能動報酬学習を組み合わせることで、未知環境でも汎化する目標仕様を推定する手法GEMを提案した。
原題: Discovering Generalizable Spatial Goal Representations via Graph-based Active Reward Learning ／ Aviv Netanyahu, Tianmin Shu, Joshua Tenenbaum 他
日本語で読む → - 論文NeRF画像認識
ParticleNeRF: 粒子ベースエンコーディングによるオンラインNeRF
動的シーンにリアルタイム適応するオンラインNeRFを提案。特徴量を粒子に紐付け、物理シミュレーションで動かすことで200msごとに更新する。
原題: ParticleNeRF: A Particle-Based Encoding for Online Neural Radiance Fields ／ Jad Abou-Chakra, Feras Dayoub, Niko Sünderhauf
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中の物理ベース物体6D姿勢推定
ロボットが物体を把持せずに操作している間、物理ベースの予測とカメラ観測をパーティクルフィルタで統合し、物体の6D姿勢を高精度に追跡する手法を提案。
原題: Physics-Based Object 6D-Pose Estimation during Non-Prehensile Manipulation ／ Zisong Xu, Rafael Papallas, Mehmet Dogar
日本語で読む → - 論文視覚慣性オドメトリロボティクス
ファクターグラフを用いたロバストな視覚慣性オドメトリのための深層IMUバイアス推定
視覚追跡が失敗した際の視覚慣性オドメトリの誤差蓄積を抑えるため、IMUバイアスの進化をニューラルネットワークで学習し、ファクターグラフに統合する手法を提案。
原題: Deep IMU Bias Inference for Robust Visual-Inertial Odometry with Factor Graphs ／ Russell Buchanan, Varun Agrawal, Marco Camurri 他
日本語で読む → - 論文自動運転/HDマップ生成画像認識
SuperFusion: 長距離HDマップ生成のための多段階LiDAR-カメラ融合
LiDARとカメラのデータを多段階で融合し、30m以内の短距離から90mまでの長距離の高精細セマンティックマップを生成する手法を提案。nuScenesと独自データセットで従来手法を大きく上回り、下流の経路計画の改善も示した。
原題: SuperFusion: Multilevel LiDAR-Camera Fusion for Long-Range HD Map Generation ／ Hao Dong, Weihao Gu, Xianjing Zhang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ベイズマルチタスク学習MPCによるロボット移動マニピュレーション
ロボットの移動マニピュレーションにおいて、ベイズマルチタスク学習を用いて動力学の誤差をモデル化し、モデル予測制御と組み合わせることで、未知のタスクへの適応性を向上させる手法を提案した論文。
原題: Bayesian Multi-Task Learning MPC for Robotic Mobile Manipulation ／ Elena Arcari, Maria Vittoria Minniti, Anna Scampicchio 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
3Dミリ波レーダ・カメラ間の時空間キャリブレーション
専用ターゲットを必要とせず、レーダの自己速度計測を利用してレーダとカメラ間の時空間キャリブレーションを行う手法を提案し、実機で有効性を示した。
原題: Spatiotemporal Calibration of 3D Millimetre-Wavelength Radar-Camera Pairs ／ Emmett Wise, Qilong Cheng, Jonathan Kelly
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