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: 2022/9/1 ／ 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 →- 論文群制御ロボティクス
蝶から学ぶ未来の飛行ロボティクス
蝶の群れ行動に着想を得たメタファーを提案し、シミュレーションと実験を通じて複数の信号源を探索する飛行ロボットへの応用可能性を示した。
原題: Butterflies: A new source of inspiration for futuristic aerial robotics ／ Chakravarthi Jada, Lokesh Ch. R. S, Ashok Urlana 他
日本語で読む → - 論文UAVロボティクス
マルチロータUAVの消費電力モデリング
マルチロータUAVの消費電力を、前進飛行・垂直上昇・垂直降下の3飛行状態について理論的に導出し、3次元飛行の汎用モデルを構築した研究。
原題: Modelling Power Consumptions for Multi-rotor UAVs ／ Hao Gong, Baoqi Huang, Bing Jia 他
日本語で読む → - 論文VIO画像認識
PL-EVIO: 点と線の特徴を用いたロバストな単眼イベントベース視覚慣性オドメトリ
イベントカメラと通常カメラの点・線特徴を統合し、高速運動や高ダイナミックレンジでも高精度に自己位置推定するVIO手法を提案。ドローンの自律飛行実験で有効性を示した。
原題: PL-EVIO: Robust Monocular Event-based Visual Inertial Odometry with Point and Line Features ／ Weipeng Guan, Peiyu Chen, Yuhan Xie 他
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
GATraj: グラフとアテンションに基づくマルチエージェント軌道予測モデル
アテンション機構とグラフ畳み込みネットワークを組み合わせ、歩行者や車両の軌道を高精度かつ高速に予測するモデルを提案。ラプラス混合デコーダで多様な予測を生成する。
原題: GATraj: A Graph- and Attention-based Multi-Agent Trajectory Prediction Model ／ Hao Cheng, Mengmeng Liu, Lin Chen 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
FABRIKと最適化を組み合わせた逆運動学アルゴリズム
FABRIKで得た関節角をSQPの初期値として使い、高精度制約下でも安定して解ける逆運動学アルゴリズムを提案し、マニピュレータの軌道追従で有効性を示した。
原題: A Combined Inverse Kinematics Algorithm Using FABRIK with Optimization ／ Zichun Xu, Yuntao Li, Xiaohang Yang 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
深層強化学習による遊泳運動の獲得
翼の羽ばたき運動をVAEで圧縮し、強化学習で水流中での高効率な遊泳パターンを自動探索した。
原題: Learning swimming via deep reinforcement learning ／ Jin Zhang, Lei Zhou, Bochao Cao
日本語で読む → - 論文教育・自律走行ロボティクス
自律システムを実践的に教える：ロボティクス教育におけるモジュール式小型ハードウェアの活用
小型自律走行車F1TENTHを教材として、講義と競技を通じて自動運転アルゴリズムを実践的に学ぶ教育モジュールを開発し、複数大学での授業実践と学生評価からその有効性を示した論文。
原題: Teaching Autonomous Systems Hands-On: Leveraging Modular Small-Scale Hardware in the Robotics Classroom ／ Johannes Betz, Hongrui Zheng, Zirui Zang 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
ロバスト外れ値検出のための群k整合計測集合最大化
SLAMにおいて、ペアワイズではなく群k整合性に基づいて最大の整合計測集合を選択する手法を提案し、シミュレーションで従来法と比較した。
原題: Group-$k$ Consistent Measurement Set Maximization for Robust Outlier Detection ／ Brendon Forsgren, Ram Vasudevan, Michael Kaess 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
OA-Bug: 嗅覚・聴覚を活用した拒否環境下での群ロボット探索アルゴリズム
GNSSや地図・通信が使えない拒否環境で、動物のように嗅覚と聴覚の信号を利用して群ロボットが協調探索するBugアルゴリズムを提案し、シミュレーションと実機実験で有効性を示した。
原題: OA-Bug: An Olfactory-Auditory Augmented Bug Algorithm for Swarm Robots in a Denied Environment ／ Siqi Tan, Xiaoya Zhang, Jingyao Li 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
障害物を乗り越えるロボットのための3次元経路計画と障害物回避アルゴリズム
非構造化環境で障害物を乗り越えるロボット向けに、A*を改良した3次元経路計画とDWAによる局所障害物回避を組み合わせたマルチモーダル運動計画アルゴリズムを提案し、工場環境のシミュレーションで有効性を検証した。
原題: 3D Path Planning and Obstacle Avoidance Algorithms for Obstacle-Overcoming Robots ／ Yuanhao huang, Shi Huang, Hao Wang 他
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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
AssembleRL: 点群から家具組み立てを学習する
完成品の点群と現在の組み立て状態を比較する新たな報酬信号を用いて、深層強化学習により家具組み立てを学習する手法を提案。
原題: AssembleRL: Learning to Assemble Furniture from Their Point Clouds ／ Özgür Aslan, Burak Bolat, Batuhan Bal 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
群れの動画観察から理解可能なコントローラを抽出する手法
群れの動画から、進化的アルゴリズムと8つの群れ指標を用いて、解釈可能な行動木として群れコントローラを自動抽出する手法を提案した。
原題: Understandable Controller Extraction from Video Observations of Swarms ／ Khulud Alharthi, Zahraa S Abdallah, Sabine Hauert
日本語で読む → - 論文安全性検証制御
ニューラルフィードバックループの後方到達可能性解析：線形・非線形システムのための手法
ニューラルネットワーク制御ポリシーを持つ閉ループ系の安全性を検証するため、順方向解析ツールを活用して後方投影集合の過近似を効率的に求める手法を提案した。
原題: Backward Reachability Analysis of Neural Feedback Loops: Techniques for Linear and Nonlinear Systems ／ Nicholas Rober, Sydney M. Katz, Chelsea Sidrane 他
日本語で読む → - 論文人間ロボット相互作用ロボティクス
長期的な相互作用で人間に影響を与え続けるロボットに向けて
人間はロボットに適応してしまうため、従来のゲーム理論的手法は繰り返し相互作用で影響力を失うことを示し、予測困難性を組み込んだシュタッケルベルクゲームの改良で長期的な影響維持を実現した。
原題: Towards Robots that Influence Humans over Long-Term Interaction ／ Shahabedin Sagheb, Ye-Ji Mun, Neema Ahmadian 他
日本語で読む → - 論文安全・不確かさ推定ロボティクス
保存則を用いた安全な人ロボット協調のための不確かさ推定
ロボットと人間の協調作業において、保存則の違反量から計測の不確かさをオンラインで推定し、安全基準への適合をリアルタイム監視する手法を提案した。
原題: Uncertainty Estimation for Safe Human-Robot Collaboration using Conservation Measures ／ Woo-Jeong Baek, Christoph Ledermann, Torsten Kröger
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットアームのための安全で効率的な複数物体把持検出手法
深層学習とエッジ・クラウド連携により、ロボットアームの任意把持計画を実現しつつ、GANベースのエンコーダ・デコーダで画像を圧縮しながら暗号化し、把持効率と情報セキュリティを両立させた。
原題: A Secure and Efficient Multi-Object Grasping Detection Approach for Robotic Arms ／ Hui Wang, Jieren Cheng, Yichen Xu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
構造的遷移モデルによるグラフ上の動的推論
接触モードを動的に推定するグラフ構造と局所線形な遷移モデルを同時学習し、iLQRなどの最適制御で複雑な動的タスクを実行可能にした。
原題: Dynamic Inference on Graphs using Structured Transition Models ／ Saumya Saxena, Oliver Kroemer
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
TeLeMan: ウェアラブルIMUモーションキャプチャによる脚式ロボットの遠隔操作と移動マニピュレーション
ウェアラブルIMUモーションキャプチャとVRヘッドセットを用いて、脚式四足ロボットに搭載したマニピュレータを全身遠隔操作するシステムを提案し、実世界での移動・操作タスクで検証した。
原題: TeLeMan: Teleoperation for Legged Robot Loco-Manipulation using Wearable IMU-based Motion Capture ／ Chengxu Zhou, Christopher Peers, Yuhui Wan 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習AI
部分観測下におけるマクロ行動ベースのマルチエージェント・ロボット深層強化学習
マクロ行動を用いた非同期意思決定のための価値ベースおよび方策勾配型マルチエージェント強化学習手法を提案し、シミュレーションと実ロボットで有効性を検証した論文。
原題: Macro-Action-Based Multi-Agent/Robot Deep Reinforcement Learning under Partial Observability ／ Yuchen Xiao
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
マルチ解像度探索によるクアッドロータのオンライン全身運動計画
未知環境でクアッドロータの全身運動計画を高速化するため、狭い領域と通常領域をマルチ解像度で探索し、SE(3)とR^3の部分問題に分解する手法を提案し、機体上の計算でオンライン実行を実現した。
原題: Online Whole-body Motion Planning for Quadrotor using Multi-resolution Search ／ Yunfan Ren, Siqi Liang, Fangcheng Zhu 他
日本語で読む → - 論文触覚HCI
バーチャルリアリティにおける二本指操作のための指先から手首への触覚フィードバック移転
VR環境で指先の触覚を手首に移し、指を自由にしたまま触覚提示する手首装着型デバイスを開発し、指と触覚素子のマッピングが把持・移動タスクの成績に与える影響をユーザ研究で評価した。
原題: Haptic Feedback Relocation from the Fingertips to the Wrist for Two-Finger Manipulation in Virtual Reality ／ Jasmin E. Palmer, Mine Sarac, Aaron A. Garza 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
Kinova Gemini: 視覚推論と対話AIによるインタラクティブなロボット把持
Kinova Gen3 liteロボットに会話AIと視覚推論を統合し、自然な対話を通じて物体の把持やピックアンドプレースを支援するシステムを提案した。
原題: Kinova Gemini: Interactive Robot Grasping with Visual Reasoning and Conversational AI ／ Hanxiao Chen, Jiankun Wang, Max Q. -H. Meng
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
LF-VISLAM: 負の結像面を持つ広視野カメラ向けモバイルエージェント用SLAMフレームワーク
360度×40〜120度の超広視野パノラマカメラとIMUを用いた視覚慣性SLAMを提案し、負の半平面でも有効な単位長3次元ベクトルによる特徴点表現と、姿勢情報を活用したループ閉じ込み・外れ値除去を導入した。
原題: LF-VISLAM: A SLAM Framework for Large Field-of-View Cameras with Negative Imaging Plane on Mobile Agents ／ Ze Wang, Kailun Yang, Hao Shi 他
日本語で読む → - 論文群制御機械学習
準最適方策を活用したマルチエージェント強化学習による群れ制御
人工ポテンシャル場などで得た準最適方策を模倣に利用し、サンプル効率を高めるマルチエージェント強化学習手法を提案し、群れ制御でベースラインと準最適方策を上回る性能を示した。
原題: Sub-optimal Policy Aided Multi-Agent Reinforcement Learning for Flocking Control ／ Yunbo Qiu, Yue Jin, Jian Wang 他
日本語で読む → - 論文水中SLAMロボティクス
海底地形点群におけるデータ駆動型ループ閉じ込み検出：水中SLAMへの応用
AUVのマルチビーム測深データからループ閉じ込みを検出するニューラルネットワークを提案し、従来手法より優れることを示した。
原題: Data-driven Loop Closure Detection in Bathymetric Point Clouds for Underwater SLAM ／ Jiarui Tan, Ignacio Torroba, Yiping Xie 他
日本語で読む → - 論文感情インタラクションロボティクス
ロボットの姿勢とアイドル動作が人間との相互作用における自発的感情伝染に与える影響
悲しげな姿勢と表情のロボットが3つの悲しい話をする際、頭の上下運動の頻度を変えて人間の無意識の姿勢変化を計測し、低頻度の動きで感情伝染が起こりやすいことを示した。
原題: The Effect of Robot Posture and Idle Motion on Spontaneous Emotional Contagion during Robot-Human Interactions ／ Isabel Casso, Bing Li, Tatjana Nazir 他
日本語で読む → - 論文UAV/強化学習AI
IoTネットワークにおけるAoI最小化のための複数UAVの学習ベース軌道計画
複数のUAVを移動中継ノードとして用い、基地局で受信する情報の鮮度（AoI）を最小化する軌道計画問題を深層強化学習（DQN）で解く手法を提案した。
原題: A Learning-Based Trajectory Planning of Multiple UAVs for AoI Minimization in IoT Networks ／ Eslam Eldeeb, Dian Echevarría Pérez, Jean Michel de Souza Sant'Ana 他
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
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