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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: 2022/5/1 ／ 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 →- 論文ビジュアルサーボロボティクス
条件付きビジュアルサーボによる多段階タスクの実現
複数の実演列を観測に応じて切り替える「条件付きサーボ」を提案し、形状分類タスクで選択関数を比較、実機でも有効性を示した。
原題: Conditional Visual Servoing for Multi-Step Tasks ／ Sergio Izquierdo, Max Argus, Thomas Brox
日本語で読む → - 論文義手/触覚フィードバックロボティクス
視覚に頼らない巧みなタスクにおける上肢義手のための合成反射と触覚フィードバックの有用性
筋電義手に自律制御と振動・圧力による触覚フィードバックを組み込み、視覚を使えない状況での把持・配置タスクの性能を比較した研究。振動触覚フィードバックと合成反射の組み合わせが最も有効であることを示した。
原題: The Utility of Synthetic Reflexes and Haptic Feedback for Upper-Limb Prostheses in a Dexterous Task Without Direct Vision ／ Neha Thomas, Farimah Fazlollahi, Katherine J. Kuchenbecker 他
日本語で読む → - 論文sim2real機械学習
形態の揺らぎはロボットの学習を助ける
シミュレーション上の2Dソフトロボットの質量・アクチュエータ強度・サイズを学習初期に振動させることで、移動タスクの性能が大幅に向上することを示した。
原題: Morphological Wobbling Can Help Robots Learn ／ Fabien C. Y. Benureau, Jun Tani
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
モンテカルロ木探索による非定型歩容の脚式ロボット歩行計画
脚式ロボットの接地順序決定を意思決定問題として捉え、MCTSと最適化シミュレーションで歩容を計画し、MPCで接地力と足場を最適化する枠組みを提案した。四足ロボットで周期歩容の生成や外力・未知地形への適応、異なる構造への汎用性を実証した。
原題: Monte Carlo Tree Search Gait Planner for Non-Gaited Legged System Control ／ Lorenzo Amatucci, Joon-Ha Kim, Jemin Hwangbo 他
日本語で読む → - 論文UAV着陸/地形マッピングロボティクス
自律UAVのための地形マッピングと着陸地点検出の最適化
Structure-from-Motion計測をガウス混合モデルで統合し、マルチ解像度の高さマップを効率的に構築して、地形の粗さと不確かさを考慮した安全な着陸地点を検出するシステムを提案した。
原題: Optimizing Terrain Mapping and Landing Site Detection for Autonomous UAVs ／ Pedro F. Proença, Jeff Delaune, Roland Brockers
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
時変通信ネットワーク下のUAV群制御のためのグラフィカルゲーム
時変通信ネットワーク下でUAV群を協調制御するため、グラフィカルゲームに基づく統一フレームワークを提案し、分散的でスケーラブルなナッシュ均衡求解手法を示した論文。
原題: Graphical Games for UAV Swarm Control Under Time-Varying Communication Networks ／ Malintha Fernando, Ransalu Senanayake, Ariful Azad 他
日本語で読む → - 論文点群圧縮ロボティクス
LiDAR点群の連続的超コンパクト表現CURL
LiDAR点群を球面調和関数でコンパクトに表現し、低遅延で送受信しながら高密度な点群を連続再構成する手法を提案。最大80%のストレージ削減を実現した。
原題: CURL: Continuous, Ultra-compact Representation for LiDAR ／ Kaicheng Zhang, Ziyang Hong, Shida Xu 他
日本語で読む → - 論文移動物体セグメンテーション画像認識
意味情報を活用した3D LiDARによる移動物体セグメンテーション
LiDARの連続レンジ画像から、単一スキャンの意味セグメンテーションと複数スキャンの移動物体セグメンテーションを組み合わせ、隣接スキャン間の意味特徴を同一座標系に変換して差分を解析することで移動物体を高精度に抽出する手法を提案した。
原題: Semantics-Guided Moving Object Segmentation with 3D LiDAR ／ Shuo Gu, Suling Yao, Jian Yang 他
日本語で読む → - 論文自動運転知覚AI
Zhuyi：自動運転車の安全のための知覚処理レート推定
走行シーンごとに安全に必要な最小のセンサフレーム処理レートを継続的に推定するモデルZhuyiを提案し、実車システムで既定の3分の1以下のフレーム処理でも安全性を維持できることを示した。
原題: Zhuyi: Perception Processing Rate Estimation for Safety in Autonomous Vehicles ／ Yu-Shun Hsiao, Siva Kumar Sastry Hari, Michał Filipiuk 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
不整地屋外ナビゲーションのための空間認識型sim-to-real戦略
注意機構付き深層強化学習ポリシーの中間出力をナビゲーションコストマップとして利用し、DWAと組み合わせることで不整地屋外でのsim-to-realギャップを埋めるハイブリッド手法を提案した。
原題: Sim-to-Real Strategy for Spatially Aware Robot Navigation in Uneven Outdoor Environments ／ Kasun Weerakoon, Adarsh Jagan Sathyamoorthy, Dinesh Manocha
日本語で読む → - 論文強化学習/誘導制御ロボティクス
強化学習メタラーニングによるミサイル誘導の視線曲率制御
強化学習メタラーニングで視線ベクトルのバイアスを最適化し、目標加速度の推定なしに機動目標への誘導精度を向上させる手法を提案した論文。
原題: Line of Sight Curvature for Missile Guidance using Reinforcement Meta-Learning ／ Brian Gaudet, Roberto Furfaro
日本語で読む → - 論文光通信/産業ロボットロボティクス
光通信による産業用ロボット制御
LED光を用いた光無線通信で産業用ロボットをワイヤレス制御する手法を検討し、見通し・非見通し環境でのスループットと信頼性を実験評価した。
原題: Light Communication for Controlling Industrial Robots ／ Fadi Al-Turjman, Diletta Cacciagrano, Leonardo Mostarda 他
日本語で読む → - 論文RPA機械学習
RPAとAIによるメール自動処理ボットの設計
RPAとAIを組み合わせ、メールの仕分け・ラベル付け・添付ファイル保存・迷惑メール削除を自動化するボットをUiPathで設計・評価した論文。
原題: E-Mail Assistant -- Automation of E-Mail Handling and Management using Robotic Process Automation ／ Arpit Khare, Sudhakar Singh, Richa Mishra 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
オフポリシー強化学習におけるガウス混合批評家の再検討：サンプルベース手法
C51批評家のビン設定や値域の事前知識が不要なガウス混合分布批評家とサンプルベース損失を提案し、連続制御タスクで最先端性能を達成した。
原題: Revisiting Gaussian mixture critics in off-policy reinforcement learning: a sample-based approach ／ Bobak Shahriari, Abbas Abdolmaleki, Arunkumar Byravan 他
日本語で読む → - 論文実験自動化ロボティクス
ARChemist: 自律型ロボット化学実験システムのアーキテクチャ
化学者向けに設計された、異種ロボットと標準実験機器を組み合わせて実験ごとに再構成できる自律実験システムのアーキテクチャを提案し、溶解度スクリーニングや晶析の事例で実証した。
原題: ARChemist: Autonomous Robotic Chemistry System Architecture ／ Hatem Fakhruldeen, Gabriella Pizzuto, Jakub Glowacki 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
小型UAV群のための協調分散型衝突回避アルゴリズムCoDe
最大3機の小型UAV群向けに、マルチエージェント強化学習と新規のクレジット割当手法を用いてエネルギー効率の良い協調分散型衝突回避を実現した研究。
原題: CoDe: A Cooperative and Decentralized Collision Avoidance Algorithm for Small-Scale UAV Swarms Considering Energy Efficiency ／ Shuangyao Huang, Haibo Zhang, Zhiyi Huang
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
マイクロレンズアレイを用いた薄型視覚型触覚センサ
マイクロレンズアレイを採用し、厚さ5mmの薄型でありながら高空間分解能な3D触覚情報（変位分布や力分布）を取得できる視覚型触覚センサを開発した。
原題: A Thin Format Vision-Based Tactile Sensor with A Micro Lens Array (MLA) ／ Xia Chen, Guanlan Zhang, Michael Yu Wang 他
日本語で読む → - 論文視覚サーボロボティクス
視覚サーボのための安定な力学系の学習
力学系に基づく模倣学習と視覚サーボを統合し、少数の実演から所望の動作を獲得しつつ環境変化に適応できる手法を提案。シミュレーションと実機マニピュレータで有効性を検証した。
原題: Learning Stable Dynamical Systems for Visual Servoing ／ Antonio Paolillo, Matteo Saveriano
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
言う通りでなく、できる通りに：ロボットのアフォーダンスに言語を接地する
大規模言語モデルの高レベル知識と事前学習済みスキルの価値関数を組み合わせ、実世界で実行可能な行動に言語を接地させる手法を提案し、実機タスクで有効性を示した。
原題: Do As I Can, Not As I Say: Grounding Language in Robotic Affordances ／ Michael Ahn, Anthony Brohan, Noah Brown 他
日本語で読む → - 論文着陸地点探索ロボティクス
都市部におけるドローンの着陸地点探索：マルチ解像度確率的手法
ドローンが高度を下げながら画像解像度を上げて都市環境の着陸地点を探索し、各地点の確率分布を更新して信頼度が閾値を超えた場所を着陸可能と判定する手法を提案した。
原題: Finding a Landing Site on an Urban Area: A Multi-Resolution Probabilistic Approach ／ Barak Pinkovich, Boaz Matalon, Ehud Rivlin 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
構成経路制御による強化学習ポリシーの安定化
強化学習で得た脆い制御ポリシーを、訓練データと瞬時制御行列推定のみを用いて構成経路空間で事後的に安定化する手法を提案し、平面二足歩行ロボットの外乱実験で2〜4倍の安定性向上を示した。
原題: Configuration Path Control ／ Sergey Pankov
日本語で読む → - 論文物体受け渡しロボティクス
人間からロボットへの円滑な受け渡しのためのモデル予測制御
人間から物体を受け取る際のロボットの滑らかな動作を、知覚と制約を統合したモデル予測制御で生成し、把持候補選択や接触検出も組み合わせて実機実験で有効性を示した論文。
原題: Model Predictive Control for Fluid Human-to-Robot Handovers ／ Wei Yang, Balakumar Sundaralingam, Chris Paxton 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
人間の把持アフォーダンスから汎化可能な器用把持操作を学習する
人間の把持アフォーダンスモデルから多様な3D物体の大規模デモを生成し、模倣学習と幾何表現学習を組み合わせて、同カテゴリの新規物体へ汎化する多指ハンド操作方策を学習した。
原題: Learning Generalizable Dexterous Manipulation from Human Grasp Affordance ／ Yueh-Hua Wu, Jiashun Wang, Xiaolong Wang
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
力センサを使わない四足ロボットの衝撃強度推定
脚のモータトルクをニューラルネットで予測し、アンセンテッドカルマンフィルタで平滑化した値との差分から、力センサなしで足の衝撃状態と強度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: Impact Intensity Estimation of a Quadruped Robot without Using a Force Sensor ／ Ba-Phuc Huynh, Joonbum Bae
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
言語条件付きロボット模倣学習で重要な要素は何か：非構造データからの検討
非構造なオフライン模倣データから言語条件付き方策を学ぶ際の設計選択を体系的に検討し、階層分解やマルチモーダルTransformer、離散潜在プラン、対照損失を組み合わせてCALVINベンチマークで最先端を上回った。
原題: What Matters in Language Conditioned Robotic Imitation Learning over Unstructured Data ／ Oier Mees, Lukas Hermann, Wolfram Burgard
日本語で読む → - 論文触覚/手内操作ロボティクス
トルク制御ハンドによる純触覚的な手内操作の学習
カメラを使わず触覚と関節トルクのみで、立方体を落とさず連続的に持ち替えながら回転させる手内操作を強化学習で獲得し、実機ヒューマノイドハンドに転移した。
原題: Learning Purely Tactile In-Hand Manipulation with a Torque-Controlled Hand ／ Leon Sievers, Johannes Pitz, Berthold Bäuml
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
T*ε: 曲率拘束系のための有界準最適で効率的な最短時間動作計画
障害物環境で曲率拘束系（固定翼ドローン等）の最短時間経路を求める際、最適解ではなく1+ε倍の有界準最適解を許容することで、計算コストの高い時間最適遷移の評価回数を大幅に削減し、解品質の保証を保ちつつ実行時間を数桁短縮する手法を提案した。
原題: T*$\varepsilon$ -- Bounded-Suboptimal Efficient Motion Planning for Minimum-Time Planar Curvature-Constrained Systems ／ Doron Pinsky, Petr Váňa, Jan Faigl 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント経路計画ロボティクス
時空間曲線で解く非対称相互作用を考慮した狭所マルチエージェント経路計画
エージェントの軌跡を3次元時空間の曲線として捉え、修正ダイクストラ法と準ニュートン内点法で大域経路計画と滑らかな局所衝突回避を同時に解く手法を提案。狭所での非対称な相互作用や対称配置もジッタなしで扱える。
原題: Multi-Agent Path Planning with Asymmetric Interactions In Tight Spaces ／ Vismay Modi, Yixin Chen, Abhishek Madan 他
日本語で読む → - 論文VLA機械学習
Vision Transformerは画像ベース強化学習でCNNに勝てるか？
画像入力の強化学習制御タスクでViTの学習手法を評価し、CNNベースのRADと比較した。補助タスクはViTの性能を向上させるが、総合的にはCNNが優位であることを示した。
原題: Evaluating Vision Transformer Methods for Deep Reinforcement Learning from Pixels ／ Tianxin Tao, Daniele Reda, Michiel van de Panne
日本語で読む → - 論文階層型RLロボティクス
未知の因果依存関係を含む時相論理指示に従うためのフレームワーク
LTL指示を強化学習で実行する際、未知の因果依存を帰納論理プログラミングで学習した記号遷移モデルとLTLオートマトンの積上で計画し、複雑なタスクを下位タスク列に分解して解く階層型RLフレームワークを提案。
原題: A Framework for Following Temporal Logic Instructions with Unknown Causal Dependencies ／ Duo Xu, Faramarz Fekri
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