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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: 2022/10/1 ／ 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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
柔軟関節ロボットのモデル予測制御
柔軟関節ロボットの動特性を特異摂動法で分解し、モデル予測制御と組み合わせた制御アーキテクチャを提案し、位置制御性能と外乱に対するロバスト性を実験的に検証した。
原題: Model Predictive Control for Flexible Joint Robots ／ Maged Iskandar, Christiaan van Ommeren, Xuwei Wu 他
日本語で読む → - 論文自動運転/車間追従制御
自動運転車の車間追従における不確実性へのベイズ推定：戦略的意思決定の実現
ベイズ推定（SGLD）を用いて自動運転車の車両動特性の不確実性をリアルタイム推定し、車間追従性能を監視して異常時に制御を調整する手法を提案した。
原題: Bayesian Methods in Automated Vehicle's Car-following Uncertainties: Enabling Strategic Decision Making ／ Wissam Kontar, Soyoung Ahn
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
反応型ロボット制御のための推論としての階層的ポリシー合成
反応型ポリシーと計画ベース手法の利点を組み合わせるため、確率的推論で階層モデルを定式化し、計画で適応的に重みを計算する階層的動作生成法を提案した。
原題: Hierarchical Policy Blending as Inference for Reactive Robot Control ／ Kay Hansel, Julen Urain, Jan Peters 他
日本語で読む → - 論文動作学習ロボティクス
障害物回避から動作学習へ：力学系の局所回転によるアプローチ
ロボット自身を基準にした相対的な回転で動作を記述し、星形障害物を回避しつつ力学系に沿う枠組みを提案。さらに自動クラスタリングで局所安定領域を学習し、手書きデータセットで有効性を示した。
原題: From Obstacle Avoidance To Motion Learning Using Local Rotation of Dynamical Systems ／ Lukas Huber, Jean-Jacques Slotine, Aude Billard
日本語で読む → - 論文自動運転シミュレーションAI
高忠実度シミュレーション環境における歩行者安全評価フレームワーク
自動運転シミュレーションに歩行者の特性を組み込み、衝突だけでなくコンフリクト事象も考慮して歩行者安全を定量的に評価する手法を提案し、単車知覚とV2I協調知覚の比較実験で有効性を示した。
原題: Evaluation of Pedestrian Safety in a High-Fidelity Simulation Environment Framework ／ Lin Ma, Longrui Chen, Yan Zhang 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
高精度な軌道再構成のための外部キャリブレーション
複数のロボティックトータルステーションを手動の基準点収集や同期測定なしで外部キャリブレーションする手法を提案し、30km以上の軌道で従来法より25%精度を向上させた。
原題: Extrinsic calibration for highly accurate trajectories reconstruction ／ Maxime Vaidis, William Dubois, Alexandre Guénette 他
日本語で読む → - 論文水中ロボット測位ロボティクス
MEMSマイクを用いた低コスト・低消費電力の生体模倣水中ロボットの音響測位と通信
4つのスピーカーから同時に送られる音響信号の到達時間差をMEMSマイクで推定し、小型生体模倣水中ロボットの機上測位と一方向通信を低コストで実現する手法を提案した。
原題: Acoustic Localization and Communication Using a MEMS Microphone for Low-cost and Low-power Bio-inspired Underwater Robots ／ Akshay Hinduja, Yunsik Ohm, Jiahe Liao 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
神経形態学的適応制御アルゴリズムによるロボットアームの経時学習
スパイキングニューラルネットワーク(SNN)ベースの適応制御アルゴリズムをロボットアームに適用し、到達可能な操作空間を学習してタスクを経時的に高速化できることを示した研究。
原題: Learning over time using a neuromorphic adaptive control algorithm for robotic arms ／ Lazar Supic, Terrence C. Stewart
日本語で読む → - 論文NeRF/関節物体ロボティクス
NARF22: 関節物体の構成に応じたレンダリングのためのニューラル放射輝度場
関節物体を構成パラメータで制御可能なNeRFとして学習し、少ない構成データでも高品質なレンダリングと姿勢推定を可能にする手法を提案した。
原題: NARF22: Neural Articulated Radiance Fields for Configuration-Aware Rendering ／ Stanley Lewis, Jana Pavlasek, Odest Chadwicke Jenkins
日本語で読む → - 論文制御・ダイナミクス解析ロボティクス
ロボットコントローラの大域ダイナミクスをデータ効率的に信頼保証付きで特徴づける手法
ガウス過程とトポロジーを組み合わせ、短いランダム軌道データからロボットコントローラの大域的なダイナミクス（アトラクタと吸引領域）を信頼度付きで推定する手法を提案。
原題: Data-Efficient Characterization of the Global Dynamics of Robot Controllers with Confidence Guarantees ／ Ewerton R. Vieira, Aravind Sivaramakrishnan, Yao Song 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
DeFIX: 模倣学習ベース自動運転における失敗シナリオの検出と強化学習による修正
模倣学習エージェントの失敗箇所を検出し、その周辺で強化学習エージェントを訓練して修正する枠組みを提案。CARLAの複雑な市街地マップで競争力のある性能を示した。
原題: DeFIX: Detecting and Fixing Failure Scenarios with Reinforcement Learning in Imitation Learning Based Autonomous Driving ／ Resul Dagdanov, Feyza Eksen, Halil Durmus 他
日本語で読む → - 論文自動運転/軌道計画math.OC
動的都市環境における自動運転のための情報に基づくサンプリング型軌道プランナ
道路レイアウト情報と前回解を利用して探索を効率化するサンプリング型軌道プランナを提案し、他交通参加者の予測運動を考慮して都市環境での安全で快適な走行を実現した。
原題: Informed sampling-based trajectory planner for automated driving in dynamic urban environments ／ Robin Smit, Chris van der Ploeg, Arjan Teerhuis 他
日本語で読む → - 論文HRI/社会的ロボットロボティクス
どこを見るべきか：社会的ロボットの視線行動を自動化する計画ベースアーキテクチャ
社会的ロボットの視線行動を事前計画で生成するシステムを提案し、反応型システムとの比較実験で、より解釈しやすく親密さ調整に優れ、ユーザーに好まれることを示した。
原題: Knowing Where to Look: A Planning-based Architecture to Automate the Gaze Behavior of Social Robots ／ Chinmaya Mishra, Gabriel Skantze
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ロボット群のための接続性を考慮した局所トポロジー操作の完全集合
ロボット群のネットワークトポロジーを、隣接情報のみを用いた局所操作で任意の木構造から別の木構造へ変換できる完全な操作集合を証明し、その応用例を示した。
原題: A Complete Set of Connectivity-aware Local Topology Manipulation Operations for Robot Swarms ／ Koresh Khateri, Karthik Soma, Mahdi Pourgholi 他
日本語で読む → - 論文飛行制御/強化学習ロボティクス
アクター・クリティック強化学習によるクアッドロータのロバストで低レベル非依存な制御器の設計
ドメインランダム化を用いたSoft Actor-Criticベースの低レベル経路誘導制御器を訓練し、ペイロードの積み下ろしタスクにおいて従来のPID制御器より優れた性能とロバスト性を示した。
原題: Designing a Robust Low-Level Agnostic Controller for a Quadrotor with Actor-Critic Reinforcement Learning ／ Guilherme Siqueira Eduardo, Wouter Caarls
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
PPOにおける不確実性推定の実現方法
Actor-Critic型強化学習(PPO)において不確実性と分布外状態の定義を提案し、複数の推定手法を比較評価して報酬とOOD検出のトレードオフをパレート最適化で解決する。
原題: How to Enable Uncertainty Estimation in Proximal Policy Optimization ／ Eugene Bykovets, Yannick Metz, Mennatallah El-Assady 他
日本語で読む → - 論文水中ロボティクスロボティクス
小型AUVによる性能保証付き水中特徴追跡実験
小型自律水中ロボットを用いて、限られた領域内で等深線の位置を特定する実験を行い、リアルタイム環境マッピング計画の性能保証を実証した。
原題: Experiments in Underwater Feature Tracking with Performance Guarantees Using a Small AUV ／ Benjamin Biggs, Hans He, James McMahon 他
日本語で読む → - 論文モデル予測制御機械学習
滑らかな制御の推論：ガウス過程によるモンテカルロ事後方策反復
ガウス過程を事前分布に用いたモンテカルロ事後方策反復により、物理ロボットに適した滑らかなモデル予測制御を実現する手法を提案した。
原題: Inferring Smooth Control: Monte Carlo Posterior Policy Iteration with Gaussian Processes ／ Joe Watson, Jan Peters
日本語で読む → - 論文脚式ロボット設計最適化ロボティクス
メタ強化学習による脚式ロボットの最適設計
メタ強化学習で様々な設計に素早く適応する歩行方策を学習し、四足ロボットの機構・アクチュエータパラメータをエンドツーエンドで最適化する設計フレームワークを提案した。
原題: Meta Reinforcement Learning for Optimal Design of Legged Robots ／ Álvaro Belmonte-Baeza, Joonho Lee, Giorgio Valsecchi 他
日本語で読む → - 論文点群位置合わせ画像認識
SE(3)同変表現を用いた粗から細への点群位置合わせ
SE(3)同変な特徴抽出器で姿勢保持特徴と姿勢不変特徴を同時に生成し、大域合わせと局所マッチングを組み合わせた粗から細への点群位置合わせ手法を提案。
原題: Coarse-to-Fine Point Cloud Registration with SE(3)-Equivariant Representations ／ Cheng-Wei Lin, Tung-I Chen, Hsin-Ying Lee 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
モード切替を伴う非同期協調自動スキャニングによるマルチロボットシーン再構成
探索と再構成という2つのスキャンモードを使い分けるロボット群が、非同期に協調して未知屋内環境を効率的にスキャン・再構成する手法を提案。
原題: Asynchronous Collaborative Autoscanning with Mode Switching for Multi-Robot Scene Reconstruction ／ Junfu Guo, Changhao Li, Xi Xia 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
IOTAスマートコントラクトを用いたマルチロボットシステムにおける分散型ビジョンベースのビザンチンエージェント検出
マルチロボットシステムにおいて、各ロボットが撮影した画像を比較し、IOTAスマートコントラクトによる分散型の合意形成で異常やビザンチンエージェントを検出する手法を提案した。
原題: Decentralized Vision-Based Byzantine Agent Detection in Multi-Robot Systems with IOTA Smart Contracts ／ Sahar Salimpour, Farhad Keramat, Jorge Peña Queralta 他
日本語で読む → - 論文点群処理画像認識
車載LiDAR知覚のための点群深層学習表現の分析
LiDAR点群のニューラルネット表現を分類し、計算効率・メモリ・意味分割性能の関係を分析した。
原題: Analyzing Deep Learning Representations of Point Clouds for Real-Time In-Vehicle LiDAR Perception ／ Marc Uecker, Tobias Fleck, Marcel Pflugfelder 他
日本語で読む → - 論文被覆経路計画/農業ロボティクスロボティクス
Fields2Cover: 無人農業車両向けオープンソース被覆経路計画ライブラリ
農業車両の被覆経路計画(CPP)を統一し、ベンチマーク可能にするオープンソースライブラリFields2Coverを提案。モジュール式アーキテクチャでROS連携も備え、8手法・7目的関数をシミュレーションと実機で検証した。
原題: Fields2Cover: An open-source coverage path planning library for unmanned agricultural vehicles ／ Gonzalo Mier, João Valente, Sytze de Bruin
日本語で読む → - 論文被覆制御ロボティクス
エネルギー制約下での移動ロボットによる被覆のための深層再帰Q学習
複数の充電ステーションがある環境で、エネルギー制約のあるロボットが被覆を最大化しつつ充電のために停止する方策を、RNNを用いた深層Q学習で獲得する手法を提案した。
原題: Deep Recurrent Q-learning for Energy-constrained Coverage with a Mobile Robot ／ Aaron Zellner, Ayan Dutta, Iliya Kulbaka 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
人間のデモンストレーションから不規則物体の梱包順序を学習するロボット
人間の梱包デモからマルコフ連鎖を学習し、不規則な物体を箱に詰める順序を予測する手法を提案。VRプラットフォームで収集したデータで人間を上回る人間らしい順序生成を実現した。
原題: Robotic Learning the Sequence of Packing Irregular Objects from Human Demonstrations ／ André Santos, Nuno Ferreira Duarte, Atabak Dehban 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
3DEG: 地下環境における大域的自己位置推定のためのデータ駆動型記述子抽出
洞窟やトンネルのような特徴の乏しい地下環境で、LiDARの距離画像からデータ駆動型記述子を抽出し、初期推定不要でtop-k候補を提示する大域的自己位置推定フレームワークを提案した論文。
原題: 3DEG: Data-Driven Descriptor Extraction for Global re-localization in subterranean environments ／ Nikolaos Stathoulopoulos, Anton Koval, George Nikolakopoulos
日本語で読む → - 論文動作計画制御
バーンスタイン多項式を用いたオンライン動作計画による自律移動体の目標位置推定精度向上
バーンスタイン多項式で目標の軌道確率分布を近似し、推定性能基準を導出して動作計画に組み込むことで、自律移動体による目標位置推定を高速かつ高精度にする手法を提案した。
原題: On-line Motion Planning Using Bernstein Polynomials for Enhanced Target Localization in Autonomous Vehicles ／ Camilla Tabasso, Venanzio Cichella
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
隣接行列の概念を用いた空間マニピュレータの列挙
隣接行列の概念を空間マニピュレータに適用し、4種類の関節（回転、直動、円筒、球）を持つ1〜4自由度のマニピュレータを体系的に列挙した研究。
原題: Enumeration of spatial manipulators by using the concept of Adjacency Matrix ／ Akkarapakam Suneesh Jacob, Bhaskar Dasgupta, Rituparna Datta
日本語で読む → - 論文制御合成制御
確率だけでは不十分：認識的不確かさを持つ確率力学モデルの形式的制御器合成
パラメータが不確かな連続状態の確率モデルに対し、サンプリングとロバスト解析で不確かさを区間マルコフ決定過程に落とし込み、安全性を保証するフィードバック制御器を合成する手法を提案した。
原題: Probabilities Are Not Enough: Formal Controller Synthesis for Stochastic Dynamical Models with Epistemic Uncertainty ／ Thom Badings, Licio Romao, Alessandro Abate 他
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