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: 2022/4/1 ／ 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 →- 論文模倣学習/遠隔操作ロボティクス
片手から多指ハンドへ：単一カメラ遠隔操作による器用な操作の模倣学習
iPadとPCだけの単一カメラ遠隔操作で3D実演データを収集し、ユーザーごとにカスタマイズしたシミュレータ上のロボットハンドで多指ハンド操作の模倣学習を行い、実機への転移性能を大幅に向上させた。
原題: From One Hand to Multiple Hands: Imitation Learning for Dexterous Manipulation from Single-Camera Teleoperation ／ Yuzhe Qin, Hao Su, Xiaolong Wang
日本語で読む → - 論文自動運転/階層計画機械学習
階層的コンティンジェンシープランニングによる確率的・部分観測環境での安全な自動運転
他車の挙動が未知で急な認識変化が起こる自動運転環境において、頑健なコンティンジェンシープランを学習し階層プランナと組み合わせることで、訓練時未見の状況にも汎化する安全な方策を実現した。
原題: Safer Autonomous Driving in a Stochastic, Partially-Observable Environment by Hierarchical Contingency Planning ／ Ugo Lecerf, Christelle Yemdji-Tchassi, Pietro Michiardi
日本語で読む → - 論文適応制御ロボティクス
振動アクチュエータ搭載マイクロロボットのためのシステム同定を併用したAI適応制御
振動アクチュエータでスリップスティック移動するマイクロロボットに対し、ニューラルネットワーク適応制御とAIベースのシステム同定を組み合わせ、経路追従の誤差をほぼゼロに抑える制御手法を提案・シミュレーション検証した。
原題: Designing an AI-Based Adaptive Controller Augmented with a System Identifier for a Micro-Class Robot Equipped with a Vibrating Actuator ／ AmirReza BabaAhmadi, Nima Naseri
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
実点群から変形物体のシミュレーションを自動調整するDiffCloud
実世界の点群データから変形物体の物理シミュレーションのパラメータを、微分可能な点群サンプリングとシミュレーションを用いて自動推定し、実物体の挙動に合わせる手法を提案した論文。
原題: DiffCloud: Real-to-Sim from Point Clouds with Differentiable Simulation and Rendering of Deformable Objects ／ Priya Sundaresan, Rika Antonova, Jeannette Bohg
日本語で読む → - 論文データセット/視覚SLAMロボティクス
ViViD++: 可視性データセットのための視覚
RGBに加え熱・イベントカメラや深度・慣性センサを同一空間で異なる照明条件のもと繰り返し収集し、低照度下のロバストな視覚SLAM向けデータセットを構築した論文。
原題: ViViD++: Vision for Visibility Dataset ／ Alex Junho Lee, Younggun Cho, Young-sik Shin 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
生成モデルと強化学習を組み合わせたデータ効率の良い深層方策の学習と評価
行動の潜在変数を導入し、生成モデルで有効な動作系列を事前知識として活用することで、安全な探索とデータ効率を実現するGenRLフレームワークを提案し、ホッケーとバスケットボールのタスクで有効性を示した論文。
原題: Training and Evaluation of Deep Policies using Reinforcement Learning and Generative Models ／ Ali Ghadirzadeh, Petra Poklukar, Karol Arndt 他
日本語で読む → - 論文自動運転/模倣学習ロボティクス
安全志向の階層型敵対的模倣学習による都市環境での自動運転
安全な低レベル制御器群から選択する高レベル方策を敵対的模倣学習で獲得し、実データ駆動のラウンドアバウトシミュレータで従来法より優れた運転模倣を実現した。
原題: SHAIL: Safety-Aware Hierarchical Adversarial Imitation Learning for Autonomous Driving in Urban Environments ／ Arec Jamgochian, Etienne Buehrle, Johannes Fischer 他
日本語で読む → - 論文自動運転画像認識
SelfD: Web動画から大規模運転ポリシーを自己学習するフレームワーク
YouTubeの単眼動画を半教師あり自己学習で活用し、BEV空間で計画する運転エージェントを学習する手法を提案。
原題: SelfD: Self-Learning Large-Scale Driving Policies From the Web ／ Jimuyang Zhang, Ruizhao Zhu, Eshed Ohn-Bar
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
文脈認識型sim-to-real適応による手術ロボットの人間-ロボット共有制御
手術シミュレータで学習した軌道をDMPで実機に転送し、ニューラルネットが予測する手術文脈に応じてロボットの役割を適応させる共有制御フレームワークをdVRKで検証した。
原題: Human-Robot Shared Control for Surgical Robot Based on Context-Aware Sim-to-Real Adaptation ／ Dandan Zhang, Zicong Wu, Junhong Chen 他
日本語で読む → - 論文V2X通信ロボティクス
自動運転車と手動運転車の相互コミュニケーションサービス
自動運転車と手動運転車の間で情報交換を行うクラウド型サービスを提案し、テストコースでの実車実験で有効性を検証した論文。
原題: Interaction of Autonomous and Manually-Controlled Vehicles:Implementation of a Road User Communication Service ／ Nikita Smirnov, Sebastian Tschernuth, Walter Morales-Alvarez 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
プリズマティック軟質アクチュエータでソフト連続体ロボットの作業空間を拡張
ソフトアームの根元に空気圧人工筋とピストンによる伸縮アクチュエータを追加し、作業空間を116%拡大して従来不可能だった把持・配置作業を実現した。
原題: Prismatic Soft Actuator Augments the Workspace of Soft Continuum Robots ／ Philipp Wand, Oliver Fischer, Robert K. Katzschmann
日本語で読む → - 論文非把持マニピュレーションロボティクス
移動式ブロワによる空気圧非把持マニピュレーションの学習
小型送風機を搭載した移動ロボットで散らばった物体を目標容器へ吹き寄せるタスクを、空間アクションマップの多周波数版を用いた深層強化学習で実現し、実機へ転移させた研究。
原題: Learning Pneumatic Non-Prehensile Manipulation with a Mobile Blower ／ Jimmy Wu, Xingyuan Sun, Andy Zeng 他
日本語で読む → - 論文3D再構成画像認識
内視鏡における光度ベース単眼高密度3D再構成
大腸内視鏡の制御照明を利用した光度ステレオにより、単眼内視鏡で生体内の大腸形状を実スケールで3D再構成する手法を提案し、シミュレーションで平均誤差7%（3mm未満）を達成した。
原題: Photometric single-view dense 3D reconstruction in endoscopy ／ Victor M. Batlle, J. M. M. Montiel, Juan D. Tardos
日本語で読む → - 論文制御理論math.OC
リー代数に基づくリー群上の制御のためのコスト関数設計
リー群上の制御目標をリー代数で設計し、左不変計量を用いることで大域的な指数収束を実現する枠組みを提案。軌道最適化でもiLQRの収束を大幅に高速化できることを示した。
原題: Lie Algebraic Cost Function Design for Control on Lie Groups ／ Sangli Teng, William Clark, Anthony Bloch 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
ゼロスラック分離型心腔内エコーカテーテルマニピュレータの設計と検証
再利用可能なアクチュエータ部と使い捨てカテーテル部を分離し、腱を直接駆動することでバックラッシュを抑えた心腔内エコー用ロボットを設計し、モデル化と校正手法を提案・検証した論文。
原題: Design and validation of zero-slack separable manipulator for Intracardiac Echocardiography ／ Christian DeBuy, Florin Ghesu, Reza Langari 他
日本語で読む → - 論文CPGロボティクス
出力制限付き統合プログラマブルCPG
関節の位置・速度制限を守りながら周期的な目標軌道をオンライン生成する、単一の発振器からなるプログラマブルCPGを提案し、安定性を証明した。
原題: An Integrated Programmable CPG with Bounded Output ／ Venus Pasandi, Hamid Sadeghian, Mehdi Keshmiri 他
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
ハミルトン・ヤコビ到達可能性による制御バリア関数の改良
候補となる制御バリア関数を動的計画法に基づく到達可能性解析で反復改良し、安全性を保証しつつ保守性を低減するフレームワークrefineCBFを提案した。
原題: Refining Control Barrier Functions through Hamilton-Jacobi Reachability ／ Sander Tonkens, Sylvia Herbert
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
視覚で隙間を埋める：未知形状へのサブミリメートルペグ挿入
ペグと穴の隙間を視覚的に捉えて位置・姿勢を推定し、強化学習による閉ループ制御で未知形状のペグ挿入を実現。シミュレーションで学習し、セグメンテーションで実世界に適応する。
原題: Learning to Fill the Seam by Vision: Sub-millimeter Peg-in-hole on Unseen Shapes in Real World ／ Liang Xie, Hongxiang Yu, Yinghao Zhao 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
共有制御におけるプリミティブ方策の融合による遠隔操作支援
DMPを利用して人間の入力による状態偏差を吸収し、重み付けなしで人間とロボットの方策を暗黙的に融合する遠隔操作支援手法を提案し、到達・障害物回避タスクで人間の介入を60%以上削減した。
原題: Blending Primitive Policies in Shared Control for Assisted Teleoperation ／ Guilherme Maeda
日本語で読む → - 論文ROS 2/トレーシングロボティクス
ROS 2知覚・マッピングシステムのためのリアルタイムトレーシング
ROS 2向けのオープンソーストレーシングツールを提案し、知覚・マッピングシステムの遅延やボトルネック、クリティカルパスをリアルタイムに特定できることを示した論文。
原題: Analyze, Debug, Optimize: Real-Time Tracing for Perception and Mapping Systems in ROS 2 ／ Pierre-Yves Lajoie, Christophe Bédard, Giovanni Beltrame
日本語で読む → - 論文オフラインRL機械学習
非方向性の状態のみの経験から価値関数を学習する手法
行動ラベルなしの状態遷移データから潜在行動を介してQ学習を行い、価値関数を学習するオフラインRL手法LAQを提案した論文。
原題: Learning Value Functions from Undirected State-only Experience ／ Matthew Chang, Arjun Gupta, Saurabh Gupta
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
学習したダイナミクスを用いた勾配ベース軌道最適化
ニューラルネットで学習した微分可能なダイナミクスモデルと勾配ベース軌道最適化を組み合わせ、SpotやRCカーで高ダイナミックなタスクを実現した研究。
原題: Gradient-Based Trajectory Optimization With Learned Dynamics ／ Bhavya Sukhija, Nathanael Köhler, Miguel Zamora 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
マルチセンサ融合によるロボットナビゲーションの先読み異常検知
予測制御器の計画軌道と知覚モジュールの観測を入力に、将来のナビゲーション失敗確率を事前に予測するPAADネットワークを提案し、実環境データで従来法を上回る失敗検知性能を示した。
原題: Proactive Anomaly Detection for Robot Navigation with Multi-Sensor Fusion ／ Tianchen Ji, Arun Narenthiran Sivakumar, Girish Chowdhary 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/3Dプリンティングロボティクス
傾斜多孔質を持つ軟質流体アクチュエータの直接3Dプリンティング
液体ロープコイリング現象を利用し、ノズル高さや押出速度を調整することで多孔度を段階的に制御できるInFoam印刷法を開発し、SEBS製の軟質流体アクチュエータの変形挙動をプログラム可能にした論文。
原題: Direct 3D Printing of Soft Fluidic Actuators with Graded Porosity ／ Nick Willemstein, Herman van der Kooij, Ali Sadeghi
日本語で読む → - 論文視覚認識画像認識
カーリングロボットの視覚システム：スローワーとスキップ
カーリングロボットのスローワー用とスキップ用にそれぞれ視覚システムを構築し、投石位置の推定や全ストーンの認識・軌道追跡を実現した。
原題: Vision System of Curling Robots: Thrower and Skip ／ Seongwook Yoon, Gayoung Kim, Myungpyo Hong 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
未計測の動的負荷下における二足歩行のsim-to-real学習
固有感覚フィードバックのみを用い、カート牽引や液体運搬などの動的負荷下での二足歩行を強化学習とsim-to-real転移で実現し、負荷ごとの専用方策と汎用方策を比較した。
原題: Sim-to-Real Learning for Bipedal Locomotion Under Unsensed Dynamic Loads ／ Jeremy Dao, Kevin Green, Helei Duan 他
日本語で読む → - 論文歩行ナビゲーションロボティクス
四足歩行ロボットの安全な自律ナビゲーションのための順ダイナミクスモデルと情報付き軌道サンプラの学習
学習した順ダイナミクスモデルとサンプリング型モデル予測制御、情報付き軌道サンプラを組み合わせ、複雑な環境でも衝突せず滑らかに経路追従できる四足ロボットの局所プランナを提案した。
原題: Learning Forward Dynamics Model and Informed Trajectory Sampler for Safe Quadruped Navigation ／ Yunho Kim, Chanyoung Kim, Jemin Hwangbo
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
好奇心駆動による未知物体の触覚自己教師あり探索
触覚のみを頼りに未知物体を探索し、6秒以内に形状を再構成するtSLAMを提案。家庭用品の暗黙的理解を活用し、ADROITハンドで汎用性を実証した。
原題: Curiosity Driven Self-supervised Tactile Exploration of Unknown Objects ／ Yujie Lu, Jianren Wang, Vikash Kumar
日本語で読む → - 論文ロボット科学教育cond-mat.mtrl-sci
記号回帰で仮説発見・検証を学ぶ低コストロボット科学キット
低コストで組み立てられる自律型ロボット科学者キットを開発し、大学の授業で活用して、記号回帰による実験的な仮説の発見と検証を学生が学べることを示した。
原題: A Low-Cost Robot Science Kit for Education with Symbolic Regression for Hypothesis Discovery and Validation ／ Logan Saar, Haotong Liang, Alex Wang 他
日本語で読む → - 論文6D姿勢推定ロボティクス
物体セグメンテーションと6D姿勢推定のためのDoPose-6Dデータセット
ビンピッキングや卓上作業向けに、6D姿勢推定・物体セグメンテーション・多視点注釈を備えた実世界データセットDoPose-6Dを構築し、Mask R-CNNの性能向上を示した。
原題: DoPose-6D dataset for object segmentation and 6D pose estimation ／ Anas Gouda, Abraham Ghanem, Christopher Reining
日本語で読む →