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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: 2022/8/1 ／ 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 →- 論文触覚ロボティクス
視覚的触覚推論：変形物体との相互作用を観察して接触力を推定する
布のような変形物体との物理的相互作用において、視覚とロボットの運動情報のみから接触位置と力の大きさを推定する手法を提案し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: Visual Haptic Reasoning: Estimating Contact Forces by Observing Deformable Object Interactions ／ Yufei Wang, David Held, Zackory Erickson
日本語で読む → - 論文ビンパッキング/強化学習ロボティクス
バッファ付きオンライン3Dビンパッキング強化学習ソリューション
バッファを導入して複数アイテムの行動選択を可能にし、データ拡張とAlphaGo由来のモデルベースRLを組み合わせ、3Dビンパッキングの空間利用率を向上させた。
原題: Online 3D Bin Packing Reinforcement Learning Solution with Buffer ／ Aaron Valero Puche, Sukhan Lee
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
容量制約付き複数ロボットによる領域カバレッジ
バッテリーや飛行時間などの容量制約を持つ複数ロボットで領域を効率的にカバーするため、領域カバレッジを線カバレッジに変換し、移動コストを最小化する経路を生成する手法を提案した。
原題: Area Coverage with Multiple Capacity-Constrained Robots ／ Saurav Agarwal, Srinivas Akella
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
6自由度姿勢推定システムの自動キャリブレーション
HTC Viveの赤外線レーザー送信機と自作受信機を用いた6自由度姿勢推定システムにおいて、送信機の位置・姿勢を手動測定せず自動でキャリブレーションするアルゴリズムを提案し、手動測定より高精度に動作することを示した。
原題: Automatic Calibration of a Six-Degrees-of-Freedom Pose Estimation System ／ Wouter Jansen, Dennis Laurijssen, Walter Daems 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作HCI
仮想現実空間における無人地上車両の協調遠隔操作
VR環境で2人の遠隔操作者が協力して無人地上車両を操作するシステムを提案し、1人操作と比較して作業時間と認知負荷が低減することを実験で示した。
原題: Collaborative Remote Control of Unmanned Ground Vehicles in Virtual Reality ／ Ziming Li, Yiming Luo, Jialin Wang 他
日本語で読む → - 論文交通シミュレーションロボティクス
BITS: 交通シミュレーションのための二階層模倣学習
実走行ログから交通参加者の行動を生成する二階層模倣学習手法を提案し、リアルさ・多様性・長期安定性を両立させた。
原題: BITS: Bi-level Imitation for Traffic Simulation ／ Danfei Xu, Yuxiao Chen, Boris Ivanovic 他
日本語で読む → - 論文タスクプランニングAI
予測すべき変化を選ぶ効率的な抽象プランニングモデルの学習
ロボットの長期タスク計画のため、抽象状態の無関係な変化を無視し、目標達成に必要な変化のみを予測する記号演算子を学習する手法を提案。BEHAVIOR-100を含む10領域で効率的な計画を実現。
原題: Learning Efficient Abstract Planning Models that Choose What to Predict ／ Nishanth Kumar, Willie McClinton, Rohan Chitnis 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
分散型リスク考慮型マルチターゲット追跡
複数ロボットがリスクを考慮しつつ分散的に複数ターゲットを追跡する枠組みを提案し、集中型と同等の追跡精度とリスク回避を実現した。
原題: Decentralized Risk-Aware Tracking of Multiple Targets ／ Jiazhen Liu, Lifeng Zhou, Ragesh Ramachandran 他
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
MPPI-IPDDP：自律ロボットのための衝突回避で滑らかな軌道生成ハイブリッド手法
サンプリングベースのMPPIと勾配ベースのIPDDPを組み合わせ、粗い軌道生成と衝突回避凸回廊内での平滑化により、移動ロボットやドローンの滑らかな軌道を生成する手法を提案。
原題: MPPI-IPDDP: Hybrid Method of Collision-Free Smooth Trajectory Generation for Autonomous Robots ／ Min-Gyeom Kim, Minchan Jung, JunGee Hong 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
異種ロボットチームのためのエネルギー考慮型衝突回避情報収集
センサ搭載ロボットチームが動的プロセスの不確かさを減らすため、情報利得とエネルギーコストのトレードオフを最適化しつつ衝突を避ける階層的手法を提案。分散プランナと制御バリア関数に基づく分散制御器を組み合わせ、性能保証と安全性を両立させる。
原題: Energy-Aware, Collision-Free Information Gathering for Heterogeneous Robot Teams ／ Xiaoyi Cai, Brent Schlotfeldt, Kasra Khosoussi 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
平面カバレッジタスクにおけるワーカー・ステーション型マルチロボットシステムの協調学習
資源制約のある複数ワーカーと補給用ステーションからなるマルチロボットシステムで、大規模平面のカバレッジ経路計画を完全協調型マルチエージェント強化学習として解く分散オンライン計画法を提案した。
原題: Learning to Coordinate for a Worker-Station Multi-robot System in Planar Coverage Tasks ／ Jingtao Tang, Yuan Gao, Tin Lun Lam
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
農業ロボット群を監督するための音声コミュニケーション手法の検討
遠隔オペレータが複数の農業ロボット群を監督する際の音声通知方法（イヤコン、単一フレーズ、全文）を比較し、単一フレーズが最も好意的に受け止められ作業効率も向上しうることをユーザスタディで示した。
原題: Examining Audio Communication Mechanisms for Supervising Fleets of Agricultural Robots ／ Abhi Kamboj, Tianchen Ji, Katie Driggs-Campbell
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
非構造環境における自動運転車のための効率的な時空間軌道プランナ
車両の微分平坦性を利用して非ホロノミック制約を保ちつつ、安全走行回廊と符号付き距離近似で障害物を回避するリアルタイム時空間軌道最適化手法を提案した。
原題: An Efficient Spatial-Temporal Trajectory Planner for Autonomous Vehicles in Unstructured Environments ／ Zhichao Han, Yuwei Wu, Tong Li 他
日本語で読む → - 論文農業ロボティクスロボティクス
多品種混植栽培における自動剪定システム
上空カメラと学習ベースの植物表現型解析・追跡アルゴリズム、FarmBot対応の自作剪定ツールを組み合わせ、混植ガーデンで60日間の自律剪定を実現した研究。
原題: Automated Pruning of Polyculture Plants ／ Mark Presten, Rishi Parikh, Shrey Aeron 他
日本語で読む → - 論文モデル化ロボティクス
合成作用素による異種ロボットダイナミクスの大域的統一表現：Koopman直接符号化法
接触・非接触で方程式が切り替わるロボットの異種ダイナミクスを、Koopman作用素の直接符号化により大域的な線形モデルへ変換する手法を提案した。
原題: Global, Unified Representation of Heterogenous Robot Dynamics Using Composition Operators: A Koopman Direct Encoding Method ／ Harry Asada
日本語で読む → - 論文行動モデリングロボティクス
ロボティクスにおけるビヘイビアツリーとステートマシンの比較研究
ロボットの行動モデリング言語であるビヘイビアツリーとステートマシンについて、DSLやROSを用いたオープンソースアプリでの利用実態を調査・比較した論文。
原題: Behavior Trees and State Machines in Robotics Applications ／ Razan Ghzouli, Thorsten Berger, Einar Broch Johnsen 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
後方視的経験再生におけるクラスタベースサンプリングによるロボットタスクの効率化
後方視的経験再生(HER)において、達成したゴールをクラスタリングして経験をサンプリングする手法を提案し、ロボット制御タスクでサンプル効率と性能を改善した。
原題: Cluster-based Sampling in Hindsight Experience Replay for Robotic Tasks (Student Abstract) ／ Taeyoung Kim, Dongsoo Har
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
相関付きアークオリエンテーリング問題
複数ロボットが環境中の特徴を訪問して報酬を最大化する経路計画問題を定式化し、空間相関やアーク特徴を考慮した効率的な貪欲アルゴリズムを提案した。
原題: The Correlated Arc Orienteering Problem ／ Saurav Agarwal, Srinivas Akella
日本語で読む → - 論文HRIHCI
メンタルウェルビーイングコーチとしてのロボット：設計と倫理の提言
ロボットによるメンタルウェルビーイング支援の設計指針と倫理的配慮を、3段階のユーザー中心設計研究と質的分析から導出した。
原題: Robots as Mental Well-being Coaches: Design and Ethical Recommendations ／ Minja Axelsson, Micol Spitale, Hatice Gunes
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
姿勢制御システム：四足ロボットの空中機動を強化
四足ロボットが跳躍中に姿勢を制御するため、2つの回転質量（フライホイール）を用いた姿勢制御システムを提案し、Solo12ロボットでシミュレーション検証した。
原題: Orientation Control System: Enhancing Aerial Maneuvers for Quadruped Robots ／ Francesco Roscia, Andrea Cumerlotti, Andrea Del Prete 他
日本語で読む → - 論文経路計画/強化学習eess.SP
公平性に基づく省エネルギーのポータブルアクセスポイントの3次元経路計画：深層強化学習アプローチ
UAV型ポータブルアクセスポイントの3次元経路を深層強化学習で最適化し、公平性とエネルギー効率を両立させる手法を提案した。
原題: Fairness Based Energy-Efficient 3D Path Planning of a Portable Access Point: A Deep Reinforcement Learning Approach ／ Nithin Babu, Igor Donevski, Alvaro Valcarce 他
日本語で読む → - 論文安全・協調ロボットロボティクス
バリアレスな人とロボットの協調作業のための視覚ベース安全システム
深層学習による視覚システムで作業者の3D位置を検出・追跡し、安全ゾーンに応じてロボットの速度制御や停止を行う安全システムを提案した。
原題: Vision-Based Safety System for Barrierless Human-Robot Collaboration ／ Lina María Amaya-Mejía, Nicolás Duque-Suárez, Daniel Jaramillo-Ramírez 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
未知空間場を覆うマルチロボットのための限られた通信による分散学習
各ロボットがボロノイ分割の境界を介して近傍と局所的に情報を共有し、新規性の高いサンプルのみを取り込む分散ガウス過程で未知の空間場を学習しながら、チーム全体で最適に配置して覆うアルゴリズムを提案した。
原題: Decentralized Learning With Limited Communications for Multi-robot Coverage of Unknown Spatial Fields ／ Kensuke Nakamura, María Santos, Naomi Ehrich Leonard
日本語で読む → - 論文自動運転AI
車種別ウェイポイント生成
運転行動の確率基盤モデルを強化学習の副産物で条件付けし、車種ごとに物理的に妥当なウェイポイント列を生成する手法を提案した。
原題: Vehicle Type Specific Waypoint Generation ／ Yunpeng Liu, Jonathan Wilder Lavington, Adam Scibior 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
FEM解析とリーキー積分発火モデルによる動的刺激に対するSA・RA・PC求心性神経の神経応答再現計算モデル
有限要素法とリーキー積分発火モデルを組み合わせ、触覚求心性神経（SA・RA・PC）の振動刺激に対する神経活動を推定する計算モデルを開発し、生物学的データでパラメータを最適化して正弦波・二調波・白色雑音刺激への応答を再現した。
原題: Computational Models for SA, RA, PC Afferent to Reproduce Neural Responses to Dynamic Stimulus Using FEM Analysis and a Leaky Integrate-and-Fire Model ／ Hiroki Ishizuka, Shoki Kitaguchi, Masashi Nakatani 他
日本語で読む → - 論文制御/MPC制御
Koopmanオペレータに基づくデータ駆動型予測追従制御
ニューラルネットで学習したKoopman線形モデルをモデル予測制御に組み込み、モデル誤差を考慮した制約タイトニングで非線形系の追従制御を安定に実現する手法を提案。
原題: Data-driven Predictive Tracking Control based on Koopman Operators ／ Ye Wang, Yujia Yang, Ye Pu 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
データ正則化Q学習による物体目標ナビゲーション
意味地図を逐次構築し、深層強化学習で長期目標を選ぶ物体探索ナビゲーション手法を提案。データ拡張とQ関数正則化で性能を向上させた。
原題: Object Goal Navigation using Data Regularized Q-Learning ／ Nandiraju Gireesh, D. A. Sasi Kiran, Snehasis Banerjee 他
日本語で読む → - 論文セキュリティロボティクス
AuthROS: Ethereumを基盤としたロボットオペレーティングシステム間の安全なデータ共有
Ethereumブロックチェーンとスマートコントラクトを活用し、ROSノード間のデータ共有を認可・暗号化する仕組みを提案した論文。
原題: AuthROS: Secure Data Sharing Among Robot Operating Systems Based on Ethereum ／ Shenhui Zhang, Wenkai Li, Xiaoqi Li 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
球状ボクセルを用いたLiDARスキャンマッチングにおける影の軽減
LiDARスキャンマッチングの系統誤差の原因となる影を、球状グリッドによる前処理で軽減する手法を提案し、シミュレーションで従来の地面除去より優れることを示した。
原題: Mitigating Shadows in Lidar Scan Matching using Spherical Voxels ／ Matthew McDermott, Jason Rife
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
モバイルロボットシミュレーション環境の迅速な開発
Unityゲームエンジンを用いてモバイルロボット競技会向けの3Dシミュレーション環境を短期間で構築し、ソフトウェアとハードウェアの開発に貢献した事例を報告した論文。
原題: Rapid Development of a Mobile Robot Simulation Environment ／ Gordon Stein, Chan-Jin Chung
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