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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: 2022/9/1 ／ 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 →- 論文ソーシャルロボットロボティクス
参加型デザインによる実世界の子ども・家族ケア現場向けソーシャルロボットシナリオ
オランダの家族ケア・児童メンタルヘルス現場でソーシャルロボットを活用するため、子ども・親・専門家を全段階に巻き込む参加型デザイン手法を実践し、異なるニーズへの対応策を提案した博士研究。
原題: Social Robot Scenarios for Real-World Child and Family Care Settings through Participatory Design ／ Anouk Neerincx
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ボロノイ通信グラフによる耐故障性コンセンサス
ボロノイ分割に基づく通信グラフが、非協力的なロボットが1台いても耐えられる十分な接続性を自動的に持つことを示し、2台まで耐えられる拡張も提案した。
原題: Resilient Consensus via Voronoi Communication Graphs ／ Kelsey Saulnier, Lifeng Zhou, George Pappas 他
日本語で読む → - 論文世界モデル機械学習
不変因果特徴を持つ世界モデルの対照的教師なし学習
対照学習と深度予測による補助タスクで不変な因果特徴を獲得する世界モデルを提案し、分布外ナビゲーションやsim-to-real転移で高性能を示した。
原題: Contrastive Unsupervised Learning of World Model with Invariant Causal Features ／ Rudra P. K. Poudel, Harit Pandya, Roberto Cipolla
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
空間座標認識に基づく3自由度ロボットアームのモデル予測制御設計
単眼カメラで物体の色と奥行きを認識し、逆運動学と座標変換で各関節の目標角度を求め、モデル予測制御でトルクを最適化して3自由度アームに物体を把持させる手法を提案した。
原題: Model Predictive Control Design of a 3-DOF Robot Arm Based on Recognition of Spatial Coordinates ／ Zhangxi Zhou, Yuyao Zhang, Yezhang Li
日本語で読む → - 論文アシストロボットロボティクス
どこでもハンドル：高齢者に身体サポートを提供する移動ロボットアーム
高齢者の日常生活動作を支援するため、全方向移動ベースに再配置可能なハンドルを取り付けたロボットを開発し、最大の筋力を要する姿勢で最適にハンドルを配置する手法を提案・検証した。
原題: Handle Anywhere: A Mobile Robot Arm for Providing Bodily Support to Elderly Persons ／ Roberto Bolli,, Paolo Bonato, Harry Asada
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
WGICP: 微分可能な重み付きGICPに基づくLiDARオドメトリ
微分可能なGICPとKNNを組み合わせ、各点の重要度を学習して高重みの点のみを使うことで、LiDAR点群レジストレーションの精度と速度を向上させる手法を提案した。
原題: WGICP: Differentiable Weighted GICP-Based Lidar Odometry ／ Sanghyun Son, Jing Liang, Ming Lin 他
日本語で読む → - 論文位置推定画像認識
3D LiDAR事前地図上でのフィデューシャルタグ位置推定
3D LiDARの事前地図上でフィデューシャルタグを直接位置推定する手法を提案し、強度と幾何学の両面から点群を解析してタグの姿勢と頂点位置を高精度に求める。
原題: Fiducial Tag Localization on a 3D LiDAR Prior Map ／ Yibo Liu, Jinjun Shan, Hunter Schofield
日本語で読む → - 論文水中ロボティクスロボティクス
生体模倣ニューロダイナミクスを活用した無人水中航走体のハイブリッド追従制御戦略
生体模倣ニューロダイナミクスモデルに基づき、速度の急変を防ぐ拡張バックステッピングとチャタリングのない滑らかなトルクを実現するスライディングモード制御を組み合わせたUUVの追従制御手法を提案した。
原題: A Hybrid Tracking Control Strategy for an Unmanned Underwater Vehicle Aided with Bioinspired Neural Dynamics ／ Zhe Xu, Tao Yan, Simon X. Yang 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ハイブリッド系DDPを用いたキノダイナミックMPCによる汎用リアルタイム動作生成
四足ロボットの跳躍や走行などの俊敏な動作を、ハイブリッド運動力学モデルに基づく非線形MPCでオンライン再計画し、リアルタイムで生成・遷移させる手法を提案した。
原題: Versatile Real-Time Motion Synthesis via Kino-Dynamic MPC with Hybrid-Systems DDP ／ He Li, Tingnan Zhang, Wenhao Yu 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
K-VIL: キーポイントベースの視覚模倣学習
少数の人間のデモ動画からキーポイントベースの幾何学的制約と動作プリミティブを抽出し、新しい場面でのマニピュレーションスキルを再現する視覚模倣学習手法を提案。
原題: K-VIL: Keypoints-based Visual Imitation Learning ／ Jianfeng Gao, Zhi Tao, Noémie Jaquier 他
日本語で読む → - 論文sim2real制御
サイバーフィジカルシステムの強化学習におけるSim2real転移と時間遅延の役割
出力に非整数倍の遅延があるとシステムは非マルコフ的になることを示し、効率的な強化学習のためのサンプリング手法を提案して、マルチロータUAVのシミュレーションで有効性を実証した。
原題: The Role of Time Delay in Sim2real Transfer of Reinforcement Learning for Cyber-Physical Systems ／ Mohamad Chehadeh, Igor Boiko, Yahya Zweiri
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
非ホロノミックDMPによるロボット切断動作の見まね学習：Udwadia-Kalaba法の応用
人間の実演からロボットの切断スキルを学ぶため、Udwadia-Kalaba法を用いて非ホロノミック拘束を課すDMPを拡張し、拘束を保証する軌道生成を実現した。
原題: Learning robotic cutting from demonstration: Non-holonomic DMPs using the Udwadia-Kalaba method ／ Artūras Straižys, Michael Burke, Subramanian Ramamoorthy
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
PlaneSLAM: 構造化3D環境における運動計画のための平面ベースLiDAR SLAM
マンハッタン世界を仮定し、LiDAR点群から直交平面を抽出することで、軽量かつリアルタイムな地図生成と自己位置推定を行うSLAM手法を提案し、シミュレータと実機で有効性を示した。
原題: PlaneSLAM: Plane-based LiDAR SLAM for Motion Planning in Structured 3D Environments ／ Adam Dai, Greg Lund, Grace Gao
日本語で読む → - 論文制御チューニングロボティクス
DiffTune: 自動微分による制御器の自動チューニング
力学系と制御器を計算グラフとして展開し、感度伝播による勾配で制御パラメータを最適化する自動チューニング手法を提案。L1適応制御で不確かさを補償し、実機でも偏りのない勾配を得る。
原題: DiffTune: Auto-Tuning through Auto-Differentiation ／ Sheng Cheng, Minkyung Kim, Lin Song 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
変化する環境における意味的物体を用いた視点不変な自己位置推定
車両が観測した意味的物体を参照地図上の対応物体に登録することで、視点や環境変化に頑健なリアルタイム自己位置推定・自己運動追跡を実現するフレームワークを提案。
原題: View-Invariant Localization using Semantic Objects in Changing Environments ／ Jacqueline Ankenbauer, Kaveh Fathian, Jonathan P. How
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
微分可能物理エンジンによるケーブル駆動ロボット制御のReal2Sim2Real転移
テンセグリティロボットの実機データから微分可能物理エンジンを訓練し、シミュレーションで歩行方策を獲得して実機に転移するReal2Sim2Real手法を提案した。
原題: Real2Sim2Real Transfer for Control of Cable-driven Robots via a Differentiable Physics Engine ／ Kun Wang, William R. Johnson, Shiyang Lu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
言語の兆し：人間とロボットのインタラクションのための実演からの身体性を伴う指文字獲得
RGB動画から手の3D姿勢を抽出し、強化学習でロボットハンドに指文字の細かい動きを模倣させる手法を提案した。
原題: Signs of Language: Embodied Sign Language Fingerspelling Acquisition from Demonstrations for Human-Robot Interaction ／ Federico Tavella, Aphrodite Galata, Angelo Cangelosi
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
エラスティックコンテキスト：テキスタイルのデータ駆動モデルに向けた弾性の符号化
布地の弾性挙動を「エラスティックコンテキスト」として定式化し、グラフニューラルネットワークで学習することで、ロボットが布地と物理的に相互作用する際の力をより正確にモデル化できるようにした研究。
原題: Elastic Context: Encoding Elasticity for Data-driven Models of Textiles ／ Alberta Longhini, Marco Moletta, Alfredo Reichlin 他
日本語で読む → - 論文探索ロボティクス
不確実性下の探索におけるリスクを考慮したメタレベル意思決定
未知環境のロボット探索において、局所・大域方策を状況に応じて切り替えるリスク考慮型メタレベル意思決定フレームワークを提案し、シミュレーションと実機実験で大規模環境の探索効率を向上させた。
原題: Risk-aware Meta-level Decision Making for Exploration Under Uncertainty ／ Joshua Ott, Sung-Kyun Kim, Amanda Bouman 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
安全な自律運動計画のための到達可能状態密度計算のケーススタディ
データ駆動型手法で到達可能状態の密度を推定し、衝突リスクをオンライン計算してモデル予測制御と組み合わせることで、不確実性下でも安全な経路計画を実現する。
原題: Case Studies for Computing Density of Reachable States for Safe Autonomous Motion Planning ／ Yue Meng, Zeng Qiu, Md Tawhid Bin Waez 他
日本語で読む → - 論文位置推定cs.CG
単一または対蹠距離測定による位置推定
多角形環境内の深度センサの測定値から、その位置と向きを効率的に求めるデータ構造を提案し、単一測定と対蹠二点測定の両方に対応した。
原題: Localization with Single or Antipodal Distance Measurements ／ Barak Ugav, Steven M. LaValle, Dan Halperin
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
LiDAR点群における効率的で一貫性のあるバンドル調整
LiDAR点群のエッジ・平面特徴を用いて、点群クラスタ表現により高速かつ一貫性のある二次最適化ソルバを実現したバンドル調整手法を提案する。
原題: Efficient and Consistent Bundle Adjustment on Lidar Point Clouds ／ Zheng Liu, Xiyuan Liu, Fu Zhang
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
視覚ベース自動運転車のための効率的な知覚・計画・制御アルゴリズム
単眼カメラと安価なレーダーのみを用い、マルチタスクUNetによる知覚とCILQR・視覚予測制御を組み合わせて、低計算コストで自動運転を実現するフレームワークを提案。
原題: Efficient Perception, Planning, and Control Algorithm for Vision-Based Automated Vehicles ／ Der-Hau Lee
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
CASPER: ロボットにおける社会的知覚と関与のための認知アーキテクチャ
定性空間推論を用いて他エージェントの目標を予測し、最適な協調行動を計算する記号認知アーキテクチャCASPERを提案し、シミュレーション環境で目標認識と協調を実証した。
原題: CASPER: Cognitive Architecture for Social Perception and Engagement in Robots ／ Samuele Vinanzi, Angelo Cangelosi
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
信号時相論理述語のモデル予測ロバスト性
信号時相論理の述語ロバスト性をモデル予測に基づいて評価する手法を提案し、自動運転の交通規則遵守に応用した。
原題: Model Predictive Robustness of Signal Temporal Logic Predicates ／ Yuanfei Lin, Haoxuan Li, Matthias Althoff
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
カリキュラム学習による複数UAVの屋内経路計画
2機のUAVの屋内経路計画をマルチエージェント強化学習で行い、相手の行動を状態に含め、2段階のカリキュラム学習で学習効率を高めて到達率89.0%を達成した。
原題: Indoor Path Planning for Multiple Unmanned Aerial Vehicles via Curriculum Learning ／ Jongmin Park, Kwansik Park
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
人間の実演からの文脈依存型修正方策学習による両手ロープ操作スキルの合成
複雑なスキルをモータープリミティブの系列に分解し、遷移状態のずれを修正する方策をCNMPsで学習することで、シミュレーションの押し操作と実機ヒューマノイドの両手結びを実現した。
原題: Bimanual rope manipulation skill synthesis through context dependent correction policy learning from human demonstration ／ T. Baturhan Akbulut, G. Tuba C. Girgin, Arash Mehrabi 他
日本語で読む → - 論文制御/最適化ロボティクス
FORESEE: 拡張圧縮アンセンテッド変換によるオンラインポリシー最適化のための予測
有限個のシグマ点を状態依存分布に通し、拡張と圧縮で一定数に保つことで、非線形不確実系の状態予測を効率的に行い、オンラインポリシー最適化に応用する手法を提案。
原題: FORESEE: Prediction with Expansion-Compression Unscented Transform for Online Policy Optimization ／ Hardik Parwana, Dimitra Panagou
日本語で読む → - 論文衝突回避ロボティクス
RGB-Dカメラを用いたUAVナビゲーションと衝突回避のためのリアルタイム動的障害物追跡・マッピングシステム
RGB-Dカメラと占有ボクセルマップを用いて動的障害物をリアルタイムに追跡・予測し、ドローンの衝突回避を実現するシステムを提案した。
原題: A real-time dynamic obstacle tracking and mapping system for UAV navigation and collision avoidance with an RGB-D camera ／ Zhefan Xu, Xiaoyang Zhan, Baihan Chen 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
視点駆動型飛行船フォーメーション制御による協調的ターゲット追跡
飛行船の速度と対象との距離の周期的関係を利用し、風の影響や非ホロノミック拘束下でも最適な撮影フォーメーションを維持するMPCベースの制御手法を開発した。
原題: Viewpoint-driven Formation Control of Airships for Cooperative Target Tracking ／ Eric Price, Michael J. Black, Aamir Ahmad
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