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: 2022/5/1 ／ 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 →- 論文シーンフロー画像認識
RAFT-MSF：再帰的最適化による自己教師あり単眼シーンフロー
RAFTを基盤に3D運動場と視差を反復更新するデコーダを設計し、自己教師あり単眼シーンフローの精度を大幅に向上させた研究。
原題: RAFT-MSF: Self-Supervised Monocular Scene Flow using Recurrent Optimizer ／ Bayram Bayramli, Junhwa Hur, Hongtao Lu
日本語で読む → - 論文説明可能AIAI
知識グラフ埋め込みの説明可能化：ロボット行動を支える推論の整合的説明
ブラックボックスな知識グラフ埋め込みの推論を決定木で局所近似し、非専門家向けの自然言語説明を生成する枠組みを提案。説明により非専門家がロボットの異常行動を修正できることを示した。
原題: Explainable Knowledge Graph Embedding: Inference Reconciliation for Knowledge Inferences Supporting Robot Actions ／ Angel Daruna, Devleena Das, Sonia Chernova
日本語で読む → - 論文3D認識/ドメイン適応ロボティクス
高密度から低密度への深層ドメイン適応による堅牢な3D物体認識
高密度点群のみで学習しながら、教師なしドメイン適応により低密度点群でも高精度に3D物体認識できる手法を提案した論文。
原題: Towards Robust 3D Object Recognition with Dense-to-Sparse Deep Domain Adaptation ／ Prajval Kumar Murali, Cong Wang, Ravinder Dahiya 他
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
リアプノフ指数を用いた空中ロボットの物理的相互作用におけるパワー制限安全層
最大リアプノフ指数で誤差ダイナミクスの発散を検出し、制御バリア関数と組み合わせてパワー制限を課す安全層を提案。全方向性ドローンの自由飛行と接触タスクで実証した。
原題: Power-based Safety Layer for Aerial Vehicles in Physical Interaction using Lyapunov Exponents ／ Eugenio Cuniato, Nicholas Lawrance, Marco Tognon 他
日本語で読む → - 論文少数ショット物体認識ロボティクス
複数表現に基づく生涯アンサンブル学習による少数ショット物体認識
深層表現と手作り3D形状記述子を組み合わせたアンサンブルと記憶ユニットで、カテゴリ数が増え続ける環境でも3D物体を少数ショットで認識できる生涯学習手法を提案した。
原題: Lifelong Ensemble Learning based on Multiple Representations for Few-Shot Object Recognition ／ Hamidreza Kasaei, Songsong Xiong
日本語で読む → - 論文非エピソード強化学習機械学習
状態分布マッチングによる非エピソード強化学習
デモンストレーションの状態分布に合わせて後退方策を訓練し、環境リセットを学習する非エピソード強化学習手法MEDALを提案。難しいタスクで40%の性能向上を達成。
原題: A State-Distribution Matching Approach to Non-Episodic Reinforcement Learning ／ Archit Sharma, Rehaan Ahmad, Chelsea Finn
日本語で読む → - 論文物理推論画像認識
ComPhy: 動画からの物体と事象の合成的物理推論
見た目では分からない質量や電荷などの隠れた物理特性を動画から推論するComPhyデータセットを提案し、既存の動画推論モデルの限界を示した。
原題: ComPhy: Compositional Physical Reasoning of Objects and Events from Videos ／ Zhenfang Chen, Kexin Yi, Yunzhu Li 他
日本語で読む → - 論文3Dマッピング/アクセラレータcs.AR
OMU: エッジでリアルタイムOctoMapを実現する確率的3D占有マッピングアクセラレータ
確率的OctoMapの更新を並列PEと専用メモリ構造で高速化し、エッジ上でリアルタイム3Dマッピングを可能にする初の専用アクセラレータを提案・12nmで実装した。
原題: OMU: A Probabilistic 3D Occupancy Mapping Accelerator for Real-time OctoMap at the Edge ／ Tianyu Jia, En-Yu Yang, Yu-Shun Hsiao 他
日本語で読む → - 論文推力推定ロボティクス
小型ターボジェットエンジンの推力推定のための非線形モデル同定とオブザーバ設計
小型ターボジェットの回転数計測のみから推力を推定するため、グレーボックス法で非線形状態空間モデルを同定し、拡張カルマンフィルタを設計・検証した論文。
原題: Nonlinear Model Identification and Observer Design for Thrust Estimation of Small-scale Turbojet Engines ／ Affaf Junaid Ahamad Momin, Gabriele Nava, Giuseppe LErario 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
人間の実演から学ぶロボットナビゲーション：環境特徴マップを用いた制御行動の学習
視覚知覚と逆最適制御を用いて環境特徴の走行コストを学習し、少数の人間の実演軌跡からUGVの走行行動を獲得するフレームワークを提案。オンライン版では運用中の人間介入による行動修正や動的環境適応も可能にした。
原題: Robot navigation from human demonstration: learning control behaviors with environment feature maps ／ Maggie Wigness, John G. Rogers, Luis E. Navarro-Serment
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
OpenCalib：自動運転向けマルチセンサキャリブレーションツールボックス
自動運転向けに手動・自動・工場・オンラインの各キャリブレーション手法を網羅したツールボックスと評価用ベンチマークデータセットを公開した論文。
原題: OpenCalib: A Multi-sensor Calibration Toolbox for Autonomous Driving ／ Guohang Yan, Liu Zhuochun, Chengjie Wang 他
日本語で読む → - 論文pHRI/適応制御ロボティクス
深層学習によるサブタスク分類に基づく協働ドリル作業用適応アドミタンス制御
ANNで作業をIdle/Driving/Contactにリアルタイム分類し、アドミタンス制御のパラメータを適応調整することで、ドリル作業時の操作者の負担軽減と安定性向上を実現した。
原題: An adaptive admittance controller for collaborative drilling with a robot based on subtask classification via deep learning ／ Berk Guler, Pouya P. Niaz, Alireza Madani 他
日本語で読む → - 論文人物追跡ロボティクス
移動ロボットによる人物検出・追跡のための深層学習フレームワーク
ステレオカメラ搭載移動ロボットで群衆中の人物を頭部検出と回帰ネットワーク型トラッカーによりリアルタイム追跡し、PID制御で滑らかに追従するシステムを提案・実環境で検証した。
原題: Deep learning framework for robot for person detection and tracking ／ Adarsh Ghimire, Xiaoxiong Zhang, Naoufel Werghi 他
日本語で読む → - 論文製造プロセス計画cs.CG
任意形状部品・工具に対応するハイブリッド製造プロセス計画
積層造形と除去加工を組み合わせたハイブリッド製造において、任意形状の部品と工具を扱えるプロセス計画の枠組みを提案し、非単調な工程列の組合せ空間を生成・探索する。
原題: Hybrid Manufacturing Process Planning for Arbitrary Part and Tool Shapes ／ George P. Harabin, Morad Behandish
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
レンダリング不変な状態予測と微分可能シミュレーションによるクロスドメイン物理パラメータ推定
レンダリング設定が未知の動画から物理系のパラメータを推定するため、画像差分を状態差分に変換するレンダリング不変な状態予測ネットワークを微分可能レンダリングの勾配で学習する手法を提案した。
原題: RISP: Rendering-Invariant State Predictor with Differentiable Simulation and Rendering for Cross-Domain Parameter Estimation ／ Pingchuan Ma, Tao Du, Joshua B. Tenenbaum 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
自由空間楕円体グラフによるマルチエージェント目標監視
自由空間を楕円体の集合と重み付き連結グラフで表現し、その構造を協調・経路計画・MPC制御に共通利用することで、障害物の多い環境で複数エージェントが動的目標群を追跡監視する手法を提案した。
原題: Free-Space Ellipsoid Graphs for Multi-Agent Target Monitoring ／ Aaron Ray, Alyssa Pierson, Daniela Rus
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
任意軌道からの複数慣性センサの外部キャリブレーション
複数のIMUのみの計測から剛体上の相対姿勢を推定する非線形最小二乗法を提案し、カメラやマーカー不要で任意の軌道に適用可能なことを示した。
原題: Extrinsic Calibration of Multiple Inertial Sensors from Arbitrary Trajectories ／ Jongwon Lee, David Hanley, Timothy Bretl
日本語で読む → - 論文協調探査ロボティクス
有袋類型歩行・飛行ロボットによる未知環境の協調探査
四足歩行ロボットが飛行ロボットを運搬し、必要に応じて展開してLiDAR地図を共有しながら未知環境を協調探査するシステムを提案した。
原題: Marsupial Walking-and-Flying Robotic Deployment for Collaborative Exploration of Unknown Environments ／ Paolo De Petris, Shehryar Khattak, Mihir Dharmadhikari 他
日本語で読む → - 論文3D物体検出画像認識
単一クラス教師信号によるマルチクラス3D物体検出
各データが1クラス分のラベルしか持たない「単一クラス教師あり」設定で、マルチクラス3D物体検出器を効率的に学習する手法を検討し、Waymoデータセットで完全教師ありに匹敵する性能を示した。
原題: Multi-Class 3D Object Detection with Single-Class Supervision ／ Mao Ye, Chenxi Liu, Maoqing Yao 他
日本語で読む → - 論文位置合わせ品質評価ロボティクス
CorAl: 微分エントロピーを用いた多様な環境におけるロバストなレーダー・ライダー知覚のための内省
点群ペアの位置合わせ品質を微分エントロピーの比較で自己教師あり学習的に評価する手法CorAlを提案し、レーダー向けの2段階フィルタと組み合わせて都市環境での位置ずれ検出を高精度で実現した。
原題: CorAl: Introspection for Robust Radar and Lidar Perception in Diverse Environments Using Differential Entropy ／ Daniel Adolfsson, Manuel Castellano-Quero, Martin Magnusson 他
日本語で読む → - 論文全身運動推定ロボティクス
動的逆運動学と接触支援リー群カルマンフィルタによる全身人体キネマティクス推定
ウェアラブル慣性・力覚センサのみで、動的逆運動学と接地検出を組み合わせたリー群カルマンフィルタにより人体の全身運動を推定する手法を提案し、歩行動作で有効性を示した。
原題: Whole-Body Human Kinematics Estimation using Dynamical Inverse Kinematics and Contact-Aided Lie Group Kalman Filter ／ Prashanth Ramadoss, Lorenzo Rapetti, Yeshasvi Tirupachuri 他
日本語で読む → - 論文物体認識画像認識
散らかった屋内環境における位相的持続特徴に基づく物体認識
物体点群を2Dスライスに分割しパーシステントホモロジーで形状特徴を抽出する新しい位相記述子を提案し、遮蔽物体の認識でDGCNNとSimpleViewを上回った。
原題: Topologically Persistent Features-based Object Recognition in Cluttered Indoor Environments ／ Ekta U. Samani, Ashis G. Banerjee
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
行動形成と新規性探索による多様な把持軌道レパートリーの自動獲得
シミュレーション上で行動形成と新規性探索を組み合わせ、複数のロボットに対して多様な把持動作を自動生成する手法を提案し、実機Baxterでも動作を確認した。
原題: Automatic Acquisition of a Repertoire of Diverse Grasping Trajectories through Behavior Shaping and Novelty Search ／ Aurélien Morel, Yakumo Kunimoto, Alex Coninx 他
日本語で読む → - 論文水中ロボット制御ロボティクス
ニューラルネットワークを用いた水中ロボットの動的測位制御
リアプノフ安定論に基づく制御器にニューラルネットワークによる不確かさ・外乱補償を組み合わせ、水中ロボットの動的測位システムを開発し、数値シミュレーションで性能を評価した。
原題: A neural network based controller for underwater robotic vehicles ／ Josiane Maria Macedo Fernandes, Marcelo Costa Tanaka, Raimundo Carlos Silvério Freire Júnior 他
日本語で読む → - 論文グリッパ/遠隔操作ロボティクス
F1ハンド：繊細な遠隔操作と自律把持のための固定指型多用途グリッパ
片方の指を固定した単一モータ駆動のグリッパを開発し、腕全体の動きで把持を補助する制御器を提案。遠隔操作で把持時間と接触力を削減しつつ成功率を向上させ、自律把持でも既存グリッパと同等の性能を達成した。
原題: F1 Hand: A Versatile Fixed-Finger Gripper for Delicate Teleoperation and Autonomous Grasping ／ Guilherme Maeda, Naoki Fukaya, Shin-ichi Maeda
日本語で読む → - 論文LiDARオドメトリ画像認識
PointPWCに複数SVDを組み込んだ教師なしLiDARオドメトリ
PointPWCで点レベルの特徴を抽出し、シーンフローからICPとSVDで姿勢を推定する教師なしLiDARオドメトリ手法を提案した論文。
原題: UnPWC-SVDLO: Multi-SVD on PointPWC for Unsupervised Lidar Odometry ／ Yiming Tu
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
マルチツリー誘導による効率的なロボット運動計画
複数の探索木を同時に育てて探索と活用を両立させ、幾何・微分制約を考慮しつつ高速に軌道を生成する運動計画アルゴリズムを提案した論文。
原題: Multi-Tree Guided Efficient Robot Motion Planning ／ Zhirui Sun, Jiankun Wang, Max Q. -H. Meng
日本語で読む → - 論文アクチュエータロボティクス
接触を伴うロボットタスク向け高速ギアシフトアクチュエータ
車の変速機のように2つの大きく異なる減速比を接触中でも30ms未満で切り替えられるアクチュエータを開発し、剛体接触下でのシフト動作を実証した。
原題: A Fast Gear-Shifting Actuator for Robotic Tasks with Contacts ／ Alexandre Girard, H. Harry Asada
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
経路計画における不確実性推論は本当に有効か？
確率的占有グリッドマップの不確実性を考慮した経路計画手法を提案し、従来の閾値ベース手法と比較して、行き止まりや障害物近傍のゴールで移動距離短縮と到達率向上を示した。実機Jackalでも検証した。
原題: Is it Worth to Reason about Uncertainty in Occupancy Grid Maps during Path Planning? ／ Jacopo Banfi, Lindsey Woo, Mark Campbell
日本語で読む → - 論文強化学習AI
真に決定論的な方策最適化
探索ノイズを注入せず決定論的方策空間で探索する方策勾配法TDPOを提案し、Wasserstein型二次モデルによる単調改善保証と厳密なアドバンテージ推定を示した。周波数領域の非局所報酬や8000ステップの長地平線タスクで既存手法を大きく上回る。
原題: Truly Deterministic Policy Optimization ／ Ehsan Saleh, Saba Ghaffari, Timothy Bretl 他
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