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 →- 論文ミッション計画ロボティクス
契約ベースの仕様洗練と修復によるミッション計画
ロボットミッションの形式仕様を、仮定保証契約を用いて抽象度の異なるレベルでモデル化し、既存の仕様ライブラリで実現できない部分を探索・洗練または修復する手法を提案する。
原題: Contract-Based Specification Refinement and Repair for Mission Planning ／ Piergiuseppe Mallozzi, Inigo Incer, Pierluigi Nuzzo 他
日本語で読む → - 論文自動運転/安全知覚ロボティクス
車線変更シナリオにおける自動運転車の道路安全知覚の実装
車線変更場面を対象に、ドライバーが主観的に感じる安全さと客観的な安全指標の関係を分析し、両者に統計的に有意な差があることを示した研究。
原題: Implementation of Road Safety Perception in Autonomous Vehicles in a Lane Change Scenario ／ Enrico Del Re, Cristina Olaverri-Monreal
日本語で読む → - 論文分布外検出ロボティクス
移動ロボット上でのリアルタイム分布外検出
自動運転車の代わりに移動ロボットを使い、物体検出と車線追従をしながら未知の画像をリアルタイムで検出して停止させるデモを行った。
原題: Demo Abstract: Real-Time Out-of-Distribution Detection on a Mobile Robot ／ Michael Yuhas, Arvind Easwaran
日本語で読む → - 論文自己運動推定画像認識
SelfOdom：双方向粗密スケール復元による自己教師あり自己運動と深度学習
単眼画像から絶対スケールで自己運動と深度を推定する自己教師あり二重ネットワークフレームワークを提案し、粗密訓練戦略と注意融合で慣性データも統合可能にした。
原題: SelfOdom: Self-supervised Egomotion and Depth Learning via Bi-directional Coarse-to-Fine Scale Recovery ／ Hao Qu, Lilian Zhang, Xiaoping Hu 他
日本語で読む → - 論文社会参加支援ロボットロボティクス
文脈を考慮したロボット設計：一つの設計がすべてに適合するわけではない
社会参加支援ロボット（SAR）の視覚的品質がユーザーの認識や行動に与える影響に着目し、4つの文脈（介護施設、病院、COVID-19対応、家庭）ごとにユーザーが求めるロボットの特性と視覚的品質の期待が異なることをアンケート調査で明らかにした。
原題: Designing robots with the context in mind -- One design does not fit all ／ Ela Liberman-Pincu, Elmer D. van Grondelle, Tal Oron-Gilad
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
遮蔽領域を考慮した安全なロボットナビゲーションのためのMPC
見えない動的障害物の到達可能領域を計算し、NMPCと衝突回避を交互に解くことで、安全保証付きのリアルタイム経路計画を実現した。
原題: OA-MPC: Occlusion-Aware MPC for Guaranteed Safe Robot Navigation with Unseen Dynamic Obstacles ／ Roya Firoozi, Alexandre Mir, Gadi Sznaier Camps 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
把持学習：モデル・手法・性能
ロボットの把持学習について、研究の現状や様々な手法、使われる機械学習モデルを概観したレビュー論文。
原題: Grasp Learning: Models, Methods, and Performance ／ Robert Platt
日本語で読む → - 論文分散推定ロボティクス
分散フィルタリングにおけるミッション認識型情報価値検閲
ネットワーク内の各エージェントが近傍とのみ通信しながら分散推定を行う際、情報価値に基づいて通信を検閲することで通信効率を高める手法を提案し、目標追跡シミュレーションで有効性を示した。
原題: Mission-Aware Value of Information Censoring for Distributed Filtering ／ Miguel Calvo-Fullana, Jonathan P. How
日本語で読む → - 論文UAV経路計画/転移学習ロボティクス
接続途絶制約下におけるUAV経路設計のための転移学習アプローチ
sub-6GHzで学習済みの教師方策をmmWave環境のUAV経路学習に転移させ、接続制約を満たしつつ学習時間を大幅に短縮する手法を提案。
原題: A Transfer Learning Approach for UAV Path Design with Connectivity Outage Constraint ／ Gianluca Fontanesi, Anding Zhu, Mahnaz Arvaneh 他
日本語で読む → - 論文自動運転/交通制御ロボティクス
協調的なエネルギー・時間最適レーンチェンジによる高速道路交通への影響最小化
コネクテッド自動車と周囲の協調車両が連携し、交通流への影響を最小限に抑えつつ、エネルギーと時間を最適化するレーンチェンジ制御を提案した論文。
原題: Cooperative Energy and Time-Optimal Lane Change Maneuvers with Minimal Highway Traffic Disruption ／ Andres S. Chavez Armijos, Anni Li, Christos G. Cassandras 他
日本語で読む → - 論文強化学習/航空交通制御機械学習
自律航空移動のための説明可能で安全な強化学習
深層強化学習による航空交通の衝突回避制御を、安全性と効率性のQ値に分解して説明可能性を高め、敵対的攻撃下での安全性も評価した研究。
原題: Explainable and Safe Reinforcement Learning for Autonomous Air Mobility ／ Lei Wang, Hongyu Yang, Yi Lin 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
適応型ロボット応用のためのSim2Real把持姿勢推定
ドメインランダム化によるsim2real手法で実世界ギャップとデータ不足を克服し、実時間型と高精度型の2つの視覚ベース多物体把持姿勢推定モデルを提案。実機のピック&プレースでそれぞれ80%と96.67%の成功率を達成した。
原題: Sim2Real Grasp Pose Estimation for Adaptive Robotic Applications ／ Dániel Horváth, Kristóf Bocsi, Gábor Erdős 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ニューラル記述子場によるSE(3)同変な関係再配置
少数の実演から物体間の空間関係を学習し、任意姿勢の未知物体を点群から再配置する手法を提案。ニューラル記述子場と単一の3Dキーポイント注釈を用いてタスク関連の局所座標系を推定する。
原題: SE(3)-Equivariant Relational Rearrangement with Neural Descriptor Fields ／ Anthony Simeonov, Yilun Du, Lin Yen-Chen 他
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
ゲートキーパー：動的環境における非線形システムのオンライン安全検証と制御
限られたセンシング情報のもとでも非線形システムの軌道が安全制約を満たすことを保証する、リアルタイムかつ軽量な検証アルゴリズムを提案し、消防ミッションのシミュレーションと障害物環境を飛行するクアッドロータの実験で有効性を示した。
原題: gatekeeper: Online Safety Verification and Control for Nonlinear Systems in Dynamic Environments ／ Devansh R Agrawal, Ruichang Chen, Dimitra Panagou
日本語で読む → - 論文脚ロボット制御ロボティクス
反復練習で完璧に：脚ロボットの高精度軌道追従を実現する反復学習アプローチ
脚ロボットが反復学習制御を用いて数回の試行で自身の誤りから学び、トルクライブラリを構築することで、重い計算なしに高精度な軌道追従を実現する手法を提案。
原題: Practice Makes Perfect: an iterative approach to achieve precise tracking for legged robots ／ Jing Cheng, Yasser G. Alqaham, Amit K. Sanyal 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
深度情報に基づくサンプリングと操舵制約によるメモリレス局所プランナ
深度情報のみを利用し、衝突判定を効率化するサンプリングと凸障害物回避のための操舵機構を組み合わせた局所プランナを提案し、計算時間を削減しつつ成功率を向上させた。
原題: Depth-based Sampling and Steering Constraints for Memoryless Local Planners ／ Thai Binh Nguyen, Linh Nguyen, Tanveer Choudhury 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
掴めないものを掴む：創発的な外部環境を活用した器用さの学習
強化学習により、壁に物体を押し付けて回転させてから掴むといった外部環境を活用した動作を獲得し、シミュレーションで学習した方策を実機にゼロショット転移して78%の成功率を達成した。
原題: Learning to Grasp the Ungraspable with Emergent Extrinsic Dexterity ／ Wenxuan Zhou, David Held
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
移動ロボット群による2Dプッシュ操作の集合知
微分可能な軟体物理シミュレータ由来のプランナを注意機構付きニューラルネットに蒸留し、複数移動ロボットによる協調プッシュ操作を実現。未学習配置や環境変化にも適応できることを示した。
原題: Collective Intelligence for 2D Push Manipulations with Mobile Robots ／ So Kuroki, Tatsuya Matsushima, Jumpei Arima 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
D²SLAM：空中群ロボットのための分散型協調視覚慣性SLAMシステム
近距離での相対位置推定と遠距離でのグローバル軌道推定を両立させた分散型協調SLAMを提案し、空中群ロボットの自律飛行を実現する。
原題: $D^2$SLAM: Decentralized and Distributed Collaborative Visual-inertial SLAM System for Aerial Swarm ／ Hao Xu, Peize Liu, Xinyi Chen 他
日本語で読む → - 論文モニタリングAI
ドローン支援モニタリングに基づく風力タービンのオンライン動的信頼性評価
洋上風力タービンの信頼性を、ドローンによるモニタリングを用いてオンラインで動的に評価する手法を提案し、ブレードシステムを例に有効性を示した。
原題: Online Dynamic Reliability Evaluation of Wind Turbines based on Drone-assisted Monitoring ／ Sohag Kabir, Koorosh Aslansefat, Prosanta Gope 他
日本語で読む → - 論文LIDARセグメンテーションロボティクス
LIDAR点群の反射率情報を用いた路面標示セグメンテーション
64層LIDARの反射率データから路面を抽出し、大津の適応的閾値処理と直線モデルで路面標示を高精度に検出する手法を提案した。
原題: Road Markings Segmentation from LIDAR Point Clouds using Reflectivity Information ／ Novel Certad, Walter Morales-Alvarez, Cristina Olaverri-Monreal
日本語で読む → - 論文航法フィルタロボティクス
学習ベース適応速度支援航法フィルタによるINS/DVL融合
AUVの慣性航法とドップラー速度計を融合する際、プロセスノイズ共分散行列を学習ベースで適応的に調整する手法を提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: A Hybrid Adaptive Velocity Aided Navigation Filter with Application to INS/DVL Fusion ／ Barak Or, Itzik Klein
日本語で読む → - 論文マルチエージェント制御ロボティクス
最適制御と強化学習の融合による高制約空間でのマルチビークル衝突解決
強化学習で簡易環境における配置戦略を学習し、その戦略で元の問題の制約空間を整形することで、非線形・非ホロノミックな車両動学と厳密な衝突回避制約を扱う最適制御問題を解く手法を提案した。
原題: Multi-vehicle Conflict Resolution in Highly Constrained Spaces by Merging Optimal Control and Reinforcement Learning ／ Xu Shen, Francesco Borrelli
日本語で読む → - 論文動作予測/転移学習画像認識
動作スタイル転移：深層動作予測のためのモジュラー低ランク適応
事前学習済み動作予測モデルを新しいエージェント種別やシーンに効率的に適応させるため、低ランクのスタイルアダプタとモジュラー戦略を提案し、予測精度を向上させた。
原題: Motion Style Transfer: Modular Low-Rank Adaptation for Deep Motion Forecasting ／ Parth Kothari, Danya Li, Yuejiang Liu 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
ワッサースタイン分布ロバスト深層Q学習による経路計画
ロボットを確率的線形力学系としてモデル化し、衝突リスクを考慮した連続報酬設計とワッサースタイン分布ロバスト深層Q学習を用いて、雑音不確実性に頑健で安全な経路計画手法を提案した。
原題: Path Planning Using Wassertein Distributionally Robust Deep Q-learning ／ Cem Alpturk, Venkatraman Renganathan
日本語で読む → - 論文分散ロボティクスロボティクス
ROS 2を用いたエッジ・クラウド連続体における分散ロボティクスシステム：新アーキテクチャと技術成熟度に関するレビュー
ROS 2を基盤に、エッジからクラウドまでコンテナ化されたロボットアプリをシームレスに実行する新アーキテクチャと技術をレビューし、技術成熟度や応用シナリオ、課題を整理した。
原題: Distributed Robotic Systems in the Edge-Cloud Continuum with ROS 2: a Review on Novel Architectures and Technology Readiness ／ Jiaqiang Zhang, Farhad Keramat, Xianjia Yu 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
効率的ニューラルマッピングによる無人地上車両のリアルタイム屋内自己位置推定
画像からカメラの絶対位置を推定するニューラルネットを2次元問題に限定し、学習データを大幅に増やすことで、組込み環境でもリアルタイム動作する軽量モデルを実現し、UGV上で9cmの精度を達成した。
原題: On the Application of Efficient Neural Mapping to Real-Time Indoor Localisation for Unmanned Ground Vehicles ／ Christopher J. Holder, Muhammad Shafique
日本語で読む → - 論文人物追従ロボティクス
家庭内支援・見守りにおける全方向移動ロボットの人物追従のためのRL-DWAモーションプランニング
全方向移動ロボットで人を追従するため、並進速度は従来のDWAで、旋回速度は深層強化学習で予測する手法を提案し、実機実験で有効性を示した。
原題: RL-DWA Omnidirectional Motion Planning for Person Following in Domestic Assistance and Monitoring ／ Andrea Eirale, Mauro Martini, Marcello Chiaberge
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
混合交通における協調的意思決定へのグラフ強化学習の応用：フレームワーク、サーベイ、課題
自動運転車と人間運転車が混在する交通環境での協調的意思決定のため、グラフ強化学習フレームワークを提案し、既存手法のサーベイと比較検証を行った論文。
原題: Graph Reinforcement Learning Application to Co-operative Decision-Making in Mixed Autonomy Traffic: Framework, Survey, and Challenges ／ Qi Liu, Xueyuan Li, Zirui Li 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
SkillS: 効率的な時間拡張探索のための適応的スキルシーケンシング
既存の時間拡張スキルを探索のためにシーケンス化し、最終方策は生の経験から直接学習することで、迅速な適応と効率的なデータ収集を実現する手法を提案。
原題: SkillS: Adaptive Skill Sequencing for Efficient Temporally-Extended Exploration ／ Giulia Vezzani, Dhruva Tirumala, Markus Wulfmeier 他
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