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 →- 論文分散推定制御
線形TDOA計測に基づく分散推定と局所化トラッキング
線形TDOA計測モデルとコンセンサス型データ融合により、疎な通信網上で分散フィルタを設計し、通信負荷を抑えつつ目標追跡を行う手法を提案する。リンクやノード喪失時にも観測可能性を保つ冗長性・耐故障設計の条件も示す。
原題: Linear TDOA-based Measurements for Distributed Estimation and Localized Tracking ／ Mohammadreza Doostmohammadian, Themistoklis Charalambous
日本語で読む → - 論文自動運転シミュレーションロボティクス
KING: 運動学勾配を用いたロバスト模倣のための安全クリティカルな運転シナリオ生成
CARLAシミュレータで運動学自転車モデルを代理として勾配を計算し、背景交通の軌跡を敵対的に最適化することで安全クリティカルな運転シナリオを生成する手法KINGを提案。生成シナリオで専門家データを収集し模倣学習を微調整すると衝突回避性能とロバスト性が向上することを示した。
原題: KING: Generating Safety-Critical Driving Scenarios for Robust Imitation via Kinematics Gradients ／ Niklas Hanselmann, Katrin Renz, Kashyap Chitta 他
日本語で読む → - 論文四足歩行/動作模倣ロボティクス
深層強化学習による四足歩行ロボットの人間動作制御
人間の動作を四足ロボットの動作に変換し、強化学習でその動作を追従する制御方針を学習させることで、ユーザーが直感的に四足ロボットを操作できるシステムを提案した。
原題: Human Motion Control of Quadrupedal Robots using Deep Reinforcement Learning ／ Sunwoo Kim, Maks Sorokin, Jehee Lee 他
日本語で読む → - 論文空中マニピュレーションロボティクス
モデル・イン・ザ・ループ運動計画による空中マニピュレーションの零空間活用
UAVとマニピュレータの動力学を運動計画に組み込み、零空間でエンドエフェクタ姿勢を補正する空中マニピュレータの軌道追従手法を提案し、実験で有効性を検証した。
原題: Exploiting Null Space in Aerial Manipulation through Model-In-The-Loop Motion Planning ／ Antun Ivanovic, Marko Car, Matko Orsag 他
日本語で読む → - 論文状態推定制御
自由エネルギー原理による有色雑音下の線形システムの雑音平滑度推定
自由エネルギー原理に基づき、有色雑音を受ける線形システムの雑音平滑度パラメータをオンライン推定する手法を提案し、状態推定と組み合わせた観測器が従来法より高精度であることをシミュレーションとドローンの実機実験で示した。
原題: Free Energy Principle for the Noise Smoothness Estimation of Linear Systems with Colored Noise ／ Ajith Anil Meera, Martijn Wisse
日本語で読む → - 論文表現学習機械学習
タスク誘導表現学習による視覚的複雑環境での意思決定効率化
視覚的に複雑で妨害物が多い環境において、報酬やデモなどのタスク情報を活用してタスク関連部分に注目する表現学習手法を評価し、教師なし表現学習より学習効率が最大2倍向上することを示した。
原題: Task-Induced Representation Learning ／ Jun Yamada, Karl Pertsch, Anisha Gunjal 他
日本語で読む → - 論文ロボティクス概論ロボティクス
ロボットの100年とこれからの100年
ロボット工学の過去100年を振り返り、今後100年で「生きた機械」を目指すにはエネルギー・必要性・身体性が鍵になると論じた考察論文。
原題: Robots: the Century Past and the Century Ahead ／ Federico Pigozzi
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
動的環境における自己運動推定と3D移動物体検出の統合フレームワーク
LiDAR SLAMに組み込める汎用的な手法として、3D物体検出で候補を除去しつつ自己運動推定と移動物体のセグメンテーションを反復的に行うDynamic Registrationを提案した論文。
原題: Dynamic Registration: Joint Ego Motion Estimation and 3D Moving Object Detection in Dynamic Environment ／ Wenyu Li, Xinyu Zhang, Zijun Wang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
パワー・プレシジョン把持に基づくロボットハンドの把持可能領域の計測
様々なロボットハンドに対応できる、パワー把持とプレシジョン把持に基づく実用的な把持可能領域の計測標準を提案し、3種の市販ハンドとYCB物体で実証した。
原題: Measuring a Robot Hand's Graspable Region using Power and Precision Grasps ／ John Morrow, Joshua Campbell, Nuha Nishat 他
日本語で読む → - 論文連合学習ロボティクス
ロボットの群れをつなぐ連合学習による視覚ナビゲーション
複数の屋内環境に置いた車輪ロボットで連合学習による視覚ベースの障害物回避を実践し、集中学習やsim2real転移と比較して有効性を示した。
原題: Federated Learning for Vision-based Obstacle Avoidance in the Internet of Robotic Things ／ Xianjia Yu, Jorge Peña Queralta, Tomi Westerlund
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
実演から性能グラフを学習するタスク評価手法
ユーザーの実演と形式的タスク仕様から、仕様間の優先順位を表す性能グラフを自動学習し、手動指定と同等の制御方針が得られることを示した。
原題: Learning Performance Graphs from Demonstrations via Task-Based Evaluations ／ Aniruddh G. Puranic, Jyotirmoy V. Deshmukh, Stefanos Nikolaidis
日本語で読む → - 論文設計最適化ロボティクス
微分可能プログラミングによる検証可能なロボット設計最適化
微分可能プログラミングと統計的検証フレームワークを組み合わせ、ロボットの知覚・計画・制御・ハードウェアを統合的に最適化しつつ設計の堅牢性を証明する手法を提案した。
原題: Certifiable Robot Design Optimization using Differentiable Programming ／ Charles Dawson, Chuchu Fan
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
段階的学習によるワンショット領域適応模倣学習
概念表現・行動生成・領域適応の3段階を組み合わせ、少量の実演データで新しい環境に適応できるロボット模倣学習フレームワークを提案し、注ぎタスクで有効性を示した。
原題: One-Shot Domain-Adaptive Imitation Learning via Progressive Learning ／ Dandan Zhang, Wen Fan, John Lloyd 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 → - 論文歩行ロボティクス
ニューラルゲイツ：制御バリア関数とゼロダイナミクス方策による二足歩行の学習
歩行をゼロダイナミクス上の集合不変性問題として定式化し、制御バリア関数を満たす方策と残差ダイナミクスモデルを学習することで、未知動力学を含む二足ロボットの動的な歩行を実現した。
原題: Neural Gaits: Learning Bipedal Locomotion via Control Barrier Functions and Zero Dynamics Policies ／ Ivan Dario Jimenez Rodriguez, Noel Csomay-Shanklin, Yisong Yue 他
日本語で読む → - 論文交通予測ロボティクス
自己教師あり交通アドバイザ：スマートシティのための分散マルチビュー交通予測
交差点を見下ろす固定カメラが自己教師あり動画予測とデバイス間通信・共同学習により、視野外の交通も事前に予測するインフラ端末の枠組みを提案した論文。
原題: Self-Supervised Traffic Advisors: Distributed, Multi-view Traffic Prediction for Smart Cities ／ Jiankai Sun, Shreyas Kousik, David Fridovich-Keil 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 → - 論文運転/事前学習画像認識
YouTube動画視聴による運転方策の事前学習：行動条件付き対照的方策事前学習
少量のラベル付きデータで逆動力学モデルを学習し、YouTube動画のフレームに擬似行動ラベルを付与して、行動条件付き特徴を対照学習で事前学習する手法を提案した論文。
原題: Learning to Drive by Watching YouTube Videos: Action-Conditioned Contrastive Policy Pretraining ／ Qihang Zhang, Zhenghao Peng, Bolei Zhou
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 → - 論文深度補完画像認識
Struct-MDC: 視覚SLAMの構造的正則性を活用したメッシュ精緻化による教師なし深度補完
視覚SLAMの線特徴からDelaunay三角分割で深度を補間し、メッシュ深度精緻化モジュールで高周波詳細を転写する教師なし深度補完手法を提案した論文。
原題: Struct-MDC: Mesh-Refined Unsupervised Depth Completion Leveraging Structural Regularities from Visual SLAM ／ Jinwoo Jeon, Hyunjun Lim, Dong-Uk Seo 他
日本語で読む → - 論文道路検査/コンピュータビジョン画像認識
道路画像とポットホール検出のためのコンピュータビジョン：システムとアルゴリズムの最新レビュー
道路の2D/3D撮像システムとポットホール検出アルゴリズム（古典的画像処理・点群処理・深層学習）を体系的にレビューし、課題と今後の展望をまとめたサーベイ論文。
原題: Computer Vision for Road Imaging and Pothole Detection: A State-of-the-Art Review of Systems and Algorithms ／ Nachuan Ma, Jiahe Fan, Wenshuo Wang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
カリキュラム学習で接触の多いマニピュレーションのロボット学習を加速する研究
カリキュラム学習とドメインランダム化を組み合わせ、位置制御ロボットによる産業用挿入タスクの学習を従来の5分の1以下のサンプル数で加速し、実機へ転移可能な方策を得た研究。
原題: Accelerating Robot Learning of Contact-Rich Manipulations: A Curriculum Learning Study ／ Cristian C. Beltran-Hernandez, Damien Petit, Ixchel G. Ramirez-Alpizar 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 → - 論文ナビゲーションロボティクス
GPUを用いた移動・ナビゲーション向け標高マッピング
GPUを活用して高速に標高マップを生成・処理するパイプラインを提案し、地下探査や四足歩行の実験で有効性を示した。
原題: Elevation Mapping for Locomotion and Navigation using GPU ／ Takahiro Miki, Lorenz Wellhausen, Ruben Grandia 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
地図ベース視覚慣性自己位置推定：一貫性と計算複雑性
視覚慣性オドメトリと事前地図の特徴量を統合するフィルタ型フレームワークを提案し、FEJと可観測性制約更新で推定の一貫性を保ちつつ計算コストを削減した。
原題: Map-based Visual-Inertial Localization: Consistency and Complexity ／ Zhuqing Zhang, Yanmei Jiao, Shoudong Huang 他
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