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: 2022/6/1 ／ 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 →- 論文強化学習機械学習
組合せ的に困難な長期ホライズン深層強化学習タスクへの挑戦
組合せ最適化に着想を得たロボティクスタスク群を提案し、標準的な強化学習が割引率により長期的効果を見落とし、汎用階層型RLも抽象知識なしでは苦戦することを示した。
原題: Challenges to Solving Combinatorially Hard Long-Horizon Deep RL Tasks ／ Andrew C. Li, Pashootan Vaezipoor, Rodrigo Toro Icarte 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
社会的ロボットと対話する通行人のエンゲージメント推定フレームワーク
公共空間の広告ロボットと通行人の対話において、他者の行動の影響を考慮してユーザーの関与度を推定するフレームワークを提案し、対話継続時間を用いて精度を評価した。
原題: An Estimation Framework for Passerby Engagement Interacting with Social Robots ／ Taichi Sakaguchi, Yuki Okafuji, Kohei Matsumura 他
日本語で読む → - 論文ドローン/エネルギー予測ロボティクス
ドローンのエネルギー消費モデルに関する比較研究
ドローンの代表的な5つの物理ベースのエネルギー消費モデルを実飛行データで比較し、LSTMを用いたデータ駆動型モデルがそれらを上回ることを示した。
原題: A Comparative Study on Energy Consumption Models for Drones ／ Carlos Muli, Sangyoung Park, Mingming Liu
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
群集流れを考慮した経路計画
歩行者の流れを時空間的な流れ場としてモデル化し、その流れに沿った経路計画手法を提案することで、ロボットが群集内を安全かつ社会的に調和して移動できるようにした。
原題: Dense Crowd Flow-Informed Path Planning ／ Emily Pruc, Shlomo Zilberstein, Joydeep Biswas
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ToolTango: ロボット計画合成のための逐次道具インタラクション予測における常識的一般化
道具の使用順序と次の行動を同時に予測するニューラルモデルを提案し、未知の道具を含む環境への一般化を知識ベースの埋め込みで実現した。
原題: ToolTango: Common sense Generalization in Predicting Sequential Tool Interactions for Robot Plan Synthesis ／ Shreshth Tuli, Rajas Bansal, Rohan Paul 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
危険なアクターに注意：安全リスクを能動的に軽減する
自動運転車の安全性を高めるため、反事実推論で各アクターの安全への影響度を評価する指標を提案し、RLベースの制御器で危険シナリオでの事故率を70%以上削減した。
原題: Watch Out for the Safety-Threatening Actors: Proactively Mitigating Safety Hazards ／ Saurabh Jha, Shengkun Cui, Zbigniew Kalbarczyk 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
生成的把持モデルにおけるガウス把持マップの評価
把持矩形の中心から作る二値マップの代わりに連続的なガウス表現で学習データを生成し、シミュレーションと実機で把持成功率が向上することを示した。
原題: Evaluating Gaussian Grasp Maps for Generative Grasping Models ／ William Prew, Toby P. Breckon, Magnus Bordewich 他
日本語で読む → - 論文故障検出・復旧/制御配分ロボティクス
冗長性を活用したVTOL機の故障検出と復旧
ハイブリッドVTOL機のアクチュエータ故障をリアルタイムで検出し、機体の冗長性を活かした最適化ベースの制御配分で復旧するフェイルセーフシステムを提案し、シミュレーションと実機実験で検証した。
原題: VTOL Failure Detection and Recovery by Utilizing Redundancy ／ Mohammadreza Mousaei, Azarakhsh Keipour, Junyi Geng 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
シミュレーションと実環境でロボット自律アルゴリズムを検証・比較するためのソフトウェアツールキットとハードウェアプラットフォーム
ROS 2とC++車両シミュレータを統合したオープンソースの自律走行開発環境と、そのデジタルツインを持つ1/6スケール車両を提案し、同一アルゴリズムをシミュレーションと実環境で比較評価できるようにした。
原題: A software toolkit and hardware platform for investigating and comparing robot autonomy algorithms in simulation and reality ／ Asher Elmquist, Aaron Young, Ishaan Mahajan 他
日本語で読む → - 論文3D表現学習画像認識
CO^3: 自動運転のための協調的教師なし3D表現学習
車載とインフラ側のLiDAR点群を協調させた教師なし対比学習と形状文脈予測により、屋外3D表現を学習し、検出タスクへの転移性能を向上させた。
原題: CO^3: Cooperative Unsupervised 3D Representation Learning for Autonomous Driving ／ Runjian Chen, Yao Mu, Runsen Xu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーション画像認識
Silver-Bullet-3D: ManiSkill 2021における物体操作のための模倣学習とヒューリスティック手法
SAPIEN ManiSkill 2021チャレンジの2トラック（デモからの学習と制約なし操作）に対して、模倣学習・オフライン強化学習とルールベース手法を比較検討した。
原題: Silver-Bullet-3D at ManiSkill 2021: Learning-from-Demonstrations and Heuristic Rule-based Methods for Object Manipulation ／ Yingwei Pan, Yehao Li, Yiheng Zhang 他
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
都市部における高速かつ安全な空中ペイロード輸送
単一のクアッドコプターによる都市部でのペイロード輸送を対象に、A*探索と多項式計画を組み合わせた経路計画とフィードバック線形化制御を統合し、衝突回避と制御制約を満たす高速輸送を実現する手法を提案した。
原題: Fast and Safe Aerial Payload Transport in Urban Areas ／ Aeris El Asslouj, Harshvardhan Uppaluru, Hossein Rastgoftar
日本語で読む → - 論文制御理論制御
未知の非線形システムに対する安定性保証付きニューラルリアプノフ制御
未知の非線形システムに対し、ニューラルネットワークで制御器とリアプノフ関数を同時に学習し、SMTソルバで安定性を検証する枠組みを提案。
原題: Neural Lyapunov Control of Unknown Nonlinear Systems with Stability Guarantees ／ Ruikun Zhou, Thanin Quartz, Hans De Sterck 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
異種マルチエージェントシステムの能力を活用した環境コンフリクト解消
実行時に発生する障害物などの環境コンフリクトを、異種エージェント同士が能力を補完し合って解消する時相論理ベースの制御フレームワークを提案し、二足歩行ロボットとドローンの実機で検証した。
原題: Leveraging Heterogeneous Capabilities in Multi-Agent Systems for Environmental Conflict Resolution ／ Michael Enqi Cao, Jonas Warnke, Yunhai Han 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
2Dレーザー観測に基づく想像拡張ナビゲーション
2Dセマンティックレーザースキャンデータを用いて物体の占有領域を予測する想像モジュールを提案し、それをコストマップに統合することで、未知環境での安全な経路生成を実現した。
原題: Imagination-augmented Navigation Based on 2D Laser Sensor Observations ／ Zhengcheng Shen, Linh Kästner, Magdalena Yordanova 他
日本語で読む → - 論文移動物体セグメンテーションロボティクス
スパース4D畳み込みによる3D LiDARデータの移動物体セグメンテーション
LiDARスキャン列をスパースな4Dボクセル点群に変換し、スパース4D畳み込みで時空間特徴を抽出して移動物体をオンラインでセグメンテーションする手法を提案。
原題: Receding Moving Object Segmentation in 3D LiDAR Data Using Sparse 4D Convolutions ／ Benedikt Mersch, Xieyuanli Chen, Ignacio Vizzo 他
日本語で読む → - 論文モデルベース強化学習機械学習
モデルベース強化学習における教師なしダイナミクス汎化のための関係的介入アプローチ
環境ごとの潜在情報から冗長な情報を減らし、未知のダイナミクスを持つ環境へのゼロショット汎化を改善する手法を提案した論文。
原題: A Relational Intervention Approach for Unsupervised Dynamics Generalization in Model-Based Reinforcement Learning ／ Jixian Guo, Mingming Gong, Dacheng Tao
日本語で読む → - 論文音響センシング/3D再構成ロボティクス
3Dイメージングソナー再構成のための空間音響投影
マルチビームソナーで得た複数視点の強度を3Dグリッドに統合し、CNNで符号付き距離と方向を予測してTSDFを構築、限られた視点から密な3D表面再構成を実現した。
原題: Spatial Acoustic Projection for 3D Imaging Sonar Reconstruction ／ Sascha Arnold, Bilal Wehbe
日本語で読む → - 論文モバイルマニピュレーションロボティクス
モバイルマニピュレーションの学習
深層学習とシミュレーションを活用し、環境変化に頑健な移動マニピュレーションシステムを構築する手法を論じた論文。
原題: Learning Mobile Manipulation ／ David Watkins
日本語で読む → - 論文移動ロボット制御ロボティクス
車輪移動ロボットのエネルギー・時間最適制御
障害物のない空間で車輪移動ロボットを点から点へ移動させる際の、エネルギーと時間のトレードオフを考慮した最適制御を導出し、ヤコビ楕円関数による閉形式解と最適制御の幾何学的性質を明らかにした。
原題: Energy-Time Optimal Control of Wheeled Mobile Robots ／ Youngjin Kim, Tarunraj Singh
日本語で読む → - 論文視線追跡画像認識
RELAY: 人工眼を用いたEyeLink 1000の視線追跡解析
ステッピングモーター駆動の人工眼でEyeLink 1000の精度を検証し、明るさ条件が瞳孔計測やサッカード速度に影響しないことを示した。
原題: RELAY: Robotic EyeLink AnalYsis of the EyeLink 1000 using an Artificial Eye ／ Anna-Maria Felßberg, Dominykas Strazdas
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
FishGym：水中ロボット学習のための高性能物理ベースシミュレーションフレームワーク
魚型水中ロボットの学習用に、関節体モデリング・GPUベースの流体構造連成シミュレーション・強化学習を統合したプラットフォームFishGymを提案し、複数のベンチマークタスクで制御方策を学習した。
原題: FishGym: A High-Performance Physics-based Simulation Framework for Underwater Robot Learning ／ Wenji Liu, Kai Bai, Xuming He 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
制御バリア関数を用いた適応サンプリングベース動作計画
RRT*に制御バリア関数を組み合わせて衝突チェックを省略し、クロスエントロピー法による適応サンプリングで効率を高める動作計画手法を提案した。
原題: Adaptive Sampling-based Motion Planning with Control Barrier Functions ／ Ahmad Ahmad, Calin Belta, Roberto Tron
日本語で読む → - 論文量子ロボティクスquant-ph
自律型量子飛行ロボット車両の設計とシミュレーション：IBM Quantum Experience
量子計算を活用したBraitenberg型ロボット車両を提案し、障害物回避や経路選択、離陸判断をIBM量子コンピュータ上でシミュレーションした。
原題: Design and Simulation of an Autonomous Quantum Flying Robot Vehicle: An IBM Quantum Experience ／ Sudev Pradhan, Anshuman Padhi, Bikash Kumar Behera
日本語で読む → - 論文歩行者予測画像認識
歩行者の3Dバウンディングボックス予測
歩行者の将来の3Dバウンディングボックスを予測する新しい問題を提案し、RNNベースのエンコーダ・デコーダモデルで実現した。
原題: Pedestrian 3D Bounding Box Prediction ／ Saeed Saadatnejad, Yi Zhou Ju, Alexandre Alahi
日本語で読む → - 論文不確かさ推定/セグメンテーション画像認識
不確かさを考慮したパノプティックセグメンテーション
画素ごとの不確かさ推定も同時に行う新しいパノプティックセグメンテーション手法を提案し、不確かさを活用した融合モジュールと評価指標を導入した。
原題: Uncertainty-aware Panoptic Segmentation ／ Kshitij Sirohi, Sajad Marvi, Daniel Büscher 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント/自動運転cs.MA
Nocturne: 実世界に一歩近づくマルチエージェント学習のためのスケーラブルな運転ベンチマーク
部分観測下でのマルチエージェント協調を研究するため、実世界の運転データを高速に再生できる2D運転シミュレータNocturneを提案し、強化学習・模倣学習エージェントの性能を評価した。
原題: Nocturne: a scalable driving benchmark for bringing multi-agent learning one step closer to the real world ／ Eugene Vinitsky, Nathan Lichtlé, Xiaomeng Yang 他
日本語で読む → - 論文モデル予測制御/学習ベース制御ロボティクス
物理法則に着想を得た時間的学習によるクアッドロータの動力学モデリングと高精度なモデル予測軌道追従
物理制約を組み込んだ時間畳み込みネットワーク(PI-TCN)でクアッドロータの動力学を経験から学習し、モデル予測制御に統合して高精度な軌道追従を実現した。
原題: Physics-Inspired Temporal Learning of Quadrotor Dynamics for Accurate Model Predictive Trajectory Tracking ／ Alessandro Saviolo, Guanrui Li, Giuseppe Loianno
日本語で読む → - 論文自動運転/エンドツーエンド画像認識
軌道誘導型制御予測によるエンドツーエンド自動運転：シンプルかつ強力なベースライン
軌道計画と直接制御予測を統合し、軌道ブランチが制御ブランチを各時刻で誘導する手法を提案。単眼カメラのみでCARLA Leaderboard首位を達成。
原題: Trajectory-guided Control Prediction for End-to-end Autonomous Driving: A Simple yet Strong Baseline ／ Penghao Wu, Xiaosong Jia, Li Chen 他
日本語で読む → - 論文人ロボット協働ロボティクス
共存と協調モードによるシームレスなインタラクション設計：堅牢な人ロボット協働に向けて
人間とロボットが同じ空間で独立作業する共存モードと、人間の指示に従い失敗から復帰する協調モードを切り替えるCoCoシステムを開発し、多段階組立作業で有効性を示した。
原題: Seamless Interaction Design with Coexistence and Cooperation Modes for Robust Human-Robot Collaboration ／ Zhe Huang, Ye-Ji Mun, Xiang Li 他
日本語で読む →