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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: 2022/7/1 ／ 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
BusyBot: ビジーボード環境で相互作用・推論・計画を学習する
多様な可動物体と物体間の機能的関係を持つ玩具風ロボット環境BusyBoardを構築し、相互作用・因果推論・計画を自己教師ありで統合的に学習するフレームワークBusyBotを提案した。
原題: BusyBot: Learning to Interact, Reason, and Plan in a BusyBoard Environment ／ Zeyi Liu, Zhenjia Xu, Shuran Song
日本語で読む → - 論文BMI/EEGロボティクス
マルチモーダルな人間-ロボット相互作用における連続的なエラー関連電位検出
ロボットが音声とジェスチャーで意図を伝える際の不一致を、ヒトの脳波からエラー関連電位としてリアルタイムに検出・分類する手法を提案し、9被験者で平均91%の精度を達成した。
原題: Continuous ErrP detections during multimodal human-robot interaction ／ Su Kyoung Kim, Michael Maurus, Mathias Trampler 他
日本語で読む → - 論文強化学習/計画AI
世界の仕組みを観察・学習してバンディットで計画するライフスキルの発見
エージェントが世界との履歴的相互作用を観察し、マルチアームドバンディット問題として評価しながら高レベルの抽象スキルを自動獲得する計画手法を提案。
原題: Discover Life Skills for Planning with Bandits via Observing and Learning How the World Works ／ Tin Lai
日本語で読む → - 論文衝突検出ロボティクス
DiffPills: カプセルとパディング多角形のための微分可能な衝突検出
カプセルとパディング多角形間の衝突検出を微分可能な凸二次計画問題として定式化し、衝突の有無と最近傍点を微分可能に返すアルゴリズムを提案した。
原題: DiffPills: Differentiable Collision Detection for Capsules and Padded Polygons ／ Kevin Tracy, Taylor A. Howell, Zachary Manchester
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
単一剛体モデルによる脚式移動のハイブリッド非凸モデル予測制御に対する準大域的最適戦略の学習
単一剛体モデルの混合整数非凸計画問題をオフラインで解いたデータセットから問題-解マップを学習し、50Hz以上で多様な歩容生成と適応を実現するMPCを提案。
原題: Learning Near-global-optimal Strategies for Hybrid Non-convex Model Predictive Control of Single Rigid Body Locomotion ／ Xuan Lin, Feng Xu, Alexander Schperberg 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
動的物体を含むSLAMバックエンド：統一フレームワークとチュートリアル
動的環境におけるSLAMのための統一最適化フレームワークを提案し、新たなフィルタリングベースの動的EKF SLAMを導出して古典的EKF SLAMの拡張との等価性を証明した。
原題: SLAM Backends with Objects in Motion: A Unifying Framework and Tutorial ／ Chih-Yuan Chiu
日本語で読む → - 論文ビジュアルサーボ/障害物回避ロボティクス
高層ビル群における単眼障害物回避のためのフロー合成に基づくビジュアルサーボフレームワーク
高層ビル群を飛行する小型無人航空機のための、フロー合成に基づくビジュアルサーボによる長距離障害物回避フレームワークを提案し、シミュレーションと実写シーンで有効性を示した。
原題: Flow Synthesis Based Visual Servoing Frameworks for Monocular Obstacle Avoidance Amidst High-Rises ／ Harshit K. Sankhla, M. Nomaan Qureshi, Shankara Narayanan V. 他
日本語で読む → - 論文制御/MPCロボティクス
学習した残差ダイナミクスを用いたMPCの全方向性MAVへの応用
全方向性ドローンの軌道追従と外乱除去のため、実験データから学習したモデル誤差補償を組み込んだ2種類のモデルベースMPCを提案し、実機実験で有効性とリアルタイム性を示した。
原題: MPC with Learned Residual Dynamics with Application on Omnidirectional MAVs ／ Maximilian Brunner, Weixuan Zhang, Ahmad Roumie 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
DeltaZ: 研究・教育向けの低コスト準拠デルタロボットマニピュレータ
3Dプリント可能な低コストのセンチメートル級デルタ型ロボットを開発し、研究・教育・強化学習ベンチマークとしての利用可能性を示した。
原題: DeltaZ: An Accessible Compliant Delta Robot Manipulator for Research and Education ／ Sarvesh Patil, Samuel C. Alvares, Pragna Mannam 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
シーングラフ上の逐次マニピュレーション計画
接触グラフ+という3Dシーングラフ表現を提案し、グラフ編集距離と遺伝的アルゴリズムを用いて複雑な物体再配置タスクの逐次計画を実現した。
原題: Sequential Manipulation Planning on Scene Graph ／ Ziyuan Jiao, Yida Niu, Zeyu Zhang 他
日本語で読む → - 論文無線チャネル予測ロボティクス
部分的観測環境における無線チャネル予測
周囲を完全には観測できない動的環境で、部分的なレイトレーシングと機械学習を組み合わせて無線チャネルとその不確かさを推定する手法を提案した。
原題: Wireless Channel Prediction in Partially Observed Environments ／ Mingsheng Yin, Yaqi Hu, Tommy Azzino 他
日本語で読む → - 論文脚式マニピュレーションロボティクス
脚式マニピュレータの衝突検出と同定
四脚マニピュレータにおいて、バンドパスフィルタによる衝突時間帯推定とモデル誤差・未モデル荷重の補償を組み合わせ、衝突力の大きさを高精度に推定する手法を提案し、実機実験で検証した。
原題: Collision detection and identification for a legged manipulator ／ Jessie van Dam, Andreea Tulbure, Maria Vittoria Minniti 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ロボット布操作ポリシーのSim2Real転移における切り替え基準の学習
シミュレーションで学習した布操作ポリシーを実機に転移すべきタイミングを自動判定する基準を提案し、布平滑化タスクで有効性を示した。
原題: Learning Switching Criteria for Sim2Real Transfer of Robotic Fabric Manipulation Policies ／ Satvik Sharma, Ellen Novoseller, Vainavi Viswanath 他
日本語で読む → - 論文移動とマニピュレーションロボティクス
多肢ロボットのフリークライミングを可能にする分散最適化による接触リッチな把持と移動の同時計画
多指把持を備えた多肢ロボットが、移動・把持・接触を同時に計画する分散最適化フレームワークを提案し、45度斜面のフリークライミングを実現した。
原題: Simultaneous Contact-Rich Grasping and Locomotion via Distributed Optimization Enabling Free-Climbing for Multi-Limbed Robots ／ Yuki Shirai, Xuan Lin, Alexander Schperberg 他
日本語で読む → - 論文水上ロボット制御
自律型水上ロボットによる浅水域の水深測量
低コストで堅牢な無人自律型水上ロボットを開発し、サイドスキャンソナーを用いて浅水域の水深データを収集した。インド・ムンバイのポーワイ湖で実証実験を行った。
原題: Shallow Water Bathymetry Survey using an Autonomous Surface Vehicle ／ Bibin Wilson, Anand Singh, Amit Sethi
日本語で読む → - 論文安全強化学習制御
不確かな区分アフィン系に対する非凸制約下でのロバスト・アクション・ガバナと安全強化学習
パラメータ不確かさと加法性不確かさを持つ区分アフィン系に対し、非凸制約を満たすロバスト・アクション・ガバナを提案し、強化学習の探索中も安全性を保証する手法を開発した。
原題: Robust Action Governor for Uncertain Piecewise Affine Systems with Non-convex Constraints and Safe Reinforcement Learning ／ Yutong Li, Nan Li, H. Eric Tseng 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
内なる独白：言語モデルを用いた計画による身体性推論
LLMが環境からの言語フィードバックを活用して「内なる独白」を形成し、ロボットの計画・制御を改善する手法を提案。実世界を含む3領域でタスク完了率が向上した。
原題: Inner Monologue: Embodied Reasoning through Planning with Language Models ／ Wenlong Huang, Fei Xia, Ted Xiao 他
日本語で読む → - 論文タスクプランニングロボティクス
知識ネットワークを用いたロボット調理のための近似タスクツリー検索
140件のレシピをFOON知識グラフとして構造化し、未知の食材や状態の組み合わせに対しても意味的類似性に基づいてタスクツリーを生成する手法を提案。Recipe1M+のレシピで評価し、76%の正解率を達成した。
原題: Approximate Task Tree Retrieval in a Knowledge Network for Robotic Cooking ／ Md. Sadman Sakib, David Paulius, Yu Sun
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
RIS支援屋内マルチロボット通信システムのための連合深層強化学習
RISとNOMAを用いた屋内マルチロボット通信において、連合深層強化学習によりAP送信電力・RIS位相シフト・ロボット軌道を協調最適化し、エネルギー効率を最大化する手法を提案した。
原題: Federated Deep Reinforcement Learning for RIS-Assisted Indoor Multi-Robot Communication Systems ／ Ruyu Luo, Wanli Ni, Hui Tian 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
少ないほど良い：Visual SLAMのための点群スパース化
SLAMの地図点をグラフ最適化でスパース化し、約1/3の点でより高精度なカメラ姿勢推定と計算量半減を実現した。
原題: Keeping Less is More: Point Sparsification for Visual SLAM ／ Yeonsoo Park, Soohyun Bae
日本語で読む → - 論文BMI/リハビリ機械学習
リハビリテーションロボティクスに向けたEEG・EMG信号による上肢運動認識
脳波(EEG)と筋電(EMG)を組み合わせた決定レベル融合手法を提案し、上肢運動の意図を高精度に分類してリハビリ支援ロボットの制御に応用する。
原題: Upper Limb Movement Recognition utilising EEG and EMG Signals for Rehabilitative Robotics ／ Zihao Wang, Ravi Suppiah
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
USHER: 後知恵経験再生のための不偏サンプリング
後知恵経験再生(HER)が確率的環境で価値関数に偏りを生む問題を、重点サンプリングに基づく漸近的に不偏な手法で解決し、ロボット制御タスクで有効性を示した論文。
原題: USHER: Unbiased Sampling for Hindsight Experience Replay ／ Liam Schramm, Yunfu Deng, Edgar Granados 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
HiPE: ポーズグラフのための階層的初期化
ポーズグラフ最適化の初期値を、粗視化したグラフの最尤推定を組み合わせて階層的に求める手法を提案し、収束の効率と頑健性を向上させた。
原題: HiPE: Hierarchical Initialization for Pose Graphs ／ Tiziano Guadagnino, Luca Di Giammarino, Giorgio Grisetti
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
変分因果推論による目標条件付き強化学習の汎化
因果グラフを潜在変数として目標条件付き強化学習を変分最適化し、因果発見と方策学習を交互に行うことで未知の目標への汎化性能を高める手法を提案。
原題: Generalizing Goal-Conditioned Reinforcement Learning with Variational Causal Reasoning ／ Wenhao Ding, Haohong Lin, Bo Li 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
World Robot Challenge 2020 パートナーロボット：モバイルマニピュレータによる部屋の片付けへのデータ駆動型アプローチ
家庭環境での片付けタスクに挑むモバイルマニピュレータシステムを開発し、視覚認識・物体操作・動作計画をデータ駆動型で統合してWRC2020で準優勝した。
原題: World Robot Challenge 2020 -- Partner Robot: A Data-Driven Approach for Room Tidying with Mobile Manipulator ／ Tatsuya Matsushima, Yuki Noguchi, Jumpei Arima 他
日本語で読む → - 論文SLAM/幾何推定画像認識
E-Graph: 拡張性グラフによる剛体回転の最小解法
重なりのない2画像間の相対回転推定を、消失方向や平面法線を格納する新たなグラフ構造「拡張性グラフ」で解く最小解法を提案し、カメラトラッキングとマッピングに統合した。
原題: E-Graph: Minimal Solution for Rigid Rotation with Extensibility Graphs ／ Yanyan Li, Federico Tombari
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
脚式ロボットの接触を考慮した安定化のためのハイブリッドiLQRモデル予測制御
接触を伴う脚式ロボットの制御において、ハイブリッドiLQRをモデル予測制御に拡張し、接触モードの変更や全身運動の計画を可能にした手法を提案し、四足歩行ロボットで有効性を示した。
原題: Hybrid iLQR Model Predictive Control for Contact Implicit Stabilization on Legged Robots ／ Nathan J. Kong, Chuanzheng Li, Aaron M. Johnson
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
階層型コストマップとDDS通信による複数自律移動ロボットの交通管理
複数の自律移動ロボットの交通管理を、DDSで共有される階層型コストマップを用いて実現し、禁止エリアや一方通行レーン、 fleet共有、排他領域などのフィルタを提案・実機検証した。
原題: Layered Cost-Map-Based Traffic Management for Multiple Automated Mobile Robots via a Data Distribution Service ／ Seungwoo Jeong, Taekwon Ga, Inhwan Jeong 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
PencilNet: 自律ドローン競技におけるロバストなゲート知覚のためのゼロショットSim-to-Real転移学習
ペンシルフィルタと軽量ニューラルネットを組み合わせ、ゲートの2D位置・距離・姿勢を単一のポーズタプルで予測する手法を提案。実世界の訓練サンプルなしでゼロショットのsim-to-real転移を実現し、照明変化にもロバスト。
原題: PencilNet: Zero-Shot Sim-to-Real Transfer Learning for Robust Gate Perception in Autonomous Drone Racing ／ Huy Xuan Pham, Andriy Sarabakha, Mykola Odnoshyvkin 他
日本語で読む → - 論文自動運転/レーダー/自己教師あり学習画像認識
自動車レーダー物体検出ネットワークのための自己教師あり速度推定
自動車レーダーの物体検出ネットワークにおいて、単一フレームのOBBラベルのみを用いて、自己教師あり学習により物体の直交座標系速度を推定する手法を提案した。
原題: Self-Supervised Velocity Estimation for Automotive Radar Object Detection Networks ／ Daniel Niederlöhner, Michael Ulrich, Sascha Braun 他
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