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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: 2022/4/1 ／ 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 →- 論文自動運転/意思決定ロボティクス
自動運転車のための道路交通法に適応する意思決定手法
自然言語の交通法規を線形時相論理で論理式に変換し、強化学習ベースの意思決定に法適応型バックアップポリシーを組み込むことで、自動運転車が交通法規の変更や一時的な規則に適応できる手法を提案した。
原題: Road Traffic Law Adaptive Decision-making for Self-Driving Vehicles ／ Jiaxin Liu, Wenhui Zhou, Hong Wang 他
日本語で読む → - 論文飛行ロボティクスロボティクス
傾斜面へのロバストな能動視覚パーチングを実現するクアッドロータ
クアッドロータが最大90度の傾斜面に自律的にパーチングするため、視野制約を考慮した動的軌道生成と飛行中の再計画を行う手法を提案し、実機実験で成功率と精度の向上を示した。
原題: Robust Active Visual Perching with Quadrotors on Inclined Surfaces ／ Jeffrey Mao, Stephen Nogar, Christopher Kroninger 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.NE
動的モード分解による群れモデリング
制御付き動的モード分解を改良したswarmDMDを提案し、観測データから均質な群れの局所相互作用を学習して同様の群れ挙動を再現できることをVicsekモデルで示した論文。
原題: Swarm Modelling with Dynamic Mode Decomposition ／ Emma Hansen, Steven L. Brunton, Zhuoyuan Song
日本語で読む → - 論文昆虫ハイブリッド/ナビゲーションロボティクス
昆虫-機械ハイブリッドシステムの効率的な自律ナビゲーション
生きたゴミムシダマシと小型電子機器を融合した昆虫-機械ハイブリッドロボットに、加速度用推力制御と旋回用比例制御を組み合わせたフィードバック制御を実装し、刺激パラメータをリアルタイムに調整することで約71%の成功率で自律ナビゲーションを実現した。
原題: Efficient Autonomous Navigation for Terrestrial Insect-Machine Hybrid Systems ／ Huu Duoc Nguyen, Van Than Dung, Hirotaka Sato 他
日本語で読む → - 論文GNSS/測位ロボティクス
LiDAR支援によるGNSS整数アンビギュイティ即時解決を用いたセンチメートル級測位
高精度地図と学習ベースの点群位置合わせで得たLiDARキーポイントをGNSS観測と統合し、都市環境でも即時に整数アンビギュイティを解決してセンチメートル級の車両測位を実現する手法を提案した。
原題: Centimeter-level Positioning by Instantaneous Lidar-aided GNSS Ambiguity Resolution ／ Junjie Zhang, Amir Khodabandeh, Kourosh Khoshelham
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
空中・地上ロボット協調による自動建設タスク
移動ロボット1台と最大3台のドローンで構成される異種チームが、階層的タスク表現とスケジューリングにより壁を建設する協調計画手法を提案し、Gazeboで検証した。
原題: Cooperative Aerial-Ground Multi-Robot System for Automated Construction Tasks ／ Marko Krizmancic, Barbara Arbanas, Tamara Petrovic 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
木探索を導入した粗から細へのQ-attention
Q-attentionの粗いボクセル化による曖昧さを解消するため、上位k個のボクセルを木構造で展開し価値推定を蓄積するQTEを提案。ARMに組み込み、RLBench12タスクと実世界の小物体タスクで性能向上を示した。
原題: Coarse-to-fine Q-attention with Tree Expansion ／ Stephen James, Pieter Abbeel
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
時空間グラフ位置推定ネットワークによる画像ベースナビゲーション
CNNとリカレント型グラフニューラルネットを組み合わせ、トポロジカルマップの空間的整合性と時系列画像の時間的整合性を同時に活用して自己位置推定を行う手法を提案し、sim2realの半教師あり学習で実環境ナビゲーション精度を向上させた。
原題: Spatio-Temporal Graph Localization Networks for Image-based Navigation ／ Takahiro Niwa, Shun Taguchi, Noriaki Hirose
日本語で読む → - 論文マルチモーダル潜在ダイナミクス機械学習
マルチモーダル時系列データからの逐次潜在変数モデルの学習
マルチモーダルな時系列センサデータから潜在状態表現とダイナミクスを自己教師ありで同時に学習する生成モデルを提案し、ロボットの平面押しタスクで予測・表現品質が向上することを示した。
原題: Learning Sequential Latent Variable Models from Multimodal Time Series Data ／ Oliver Limoyo, Trevor Ablett, Jonathan Kelly
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
局所自己注意を用いたモジュール間通信なしのモジュラーソフトロボットの進化
各ボクセルに同一のニューラルコントローラを配置し、モジュール間通信なしで局所自己注意機構により集合知で歩行を実現するモジュラーソフトロボットを進化的計算で最適化した研究。
原題: Evolving Modular Soft Robots without Explicit Inter-Module Communication using Local Self-Attention ／ Federico Pigozzi, Yujin Tang, Eric Medvet 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/MPCロボティクス
内部・外部制約下のソフト連続体マニピュレータのための統一モジュール型モデル予測制御フレームワーク
流体制御ソフトロボットアームSoPrAに対し、非線形な駆動ダイナミクスや動作制約、形状剛性の変化をモジュール的に扱うタスク空間モデル予測制御(MPC)を提案し、シミュレーションと実験で有効性を示した論文。
原題: A Unified and Modular Model Predictive Control Framework for Soft Continuum Manipulators under Internal and External Constraints ／ Filippo A. Spinelli, Robert K. Katzschmann
日本語で読む → - 論文運動学ロボティクス
ロボット運動学表現の自動変換ツール
直列ロボットの運動学表現を解析し、DHパラメータやRPY角、指数積表現、URDFなどへ自動変換するRobKin Interpreterを提案した論文。
原題: An Automated Conversion Between Selected Robot Kinematic Representations ／ Daniel Huczala, Tomáš Kot, Jakub Mlotek 他
日本語で読む → - 論文世界モデル機械学習
オブジェクト指向世界モデルにおける合成的汎化への挑戦
オブジェクト指向環境での強化学習において、世界モデルが未知のオブジェクト組み合わせに汎化する問題を定式化し、効率的な合成的汎化を実現する微分可能な手法HOWMを提案した。
原題: Toward Compositional Generalization in Object-Oriented World Modeling ／ Linfeng Zhao, Lingzhi Kong, Robin Walters 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
医療応用向け積層テンセグリティ機構
3段積層の平面テンセグリティ機構を提案し、最小エネルギー原理で特異点と安定性を解析、セグメントの角度変位を最大化する最適化を行った。
原題: Stacked Tensegrity Mechanism for Medical Application ／ Dhruva Khanzode, Ranjan Jha, Emilie Duchalais 他
日本語で読む → - 論文ヒューマンインタフェース/義手ロボティクス
i-GSI：拡張現実とアイトラッキングによる高速で信頼性の高い把持タイプ切替インタフェース
HoloLens2上でアイトラッキングとARを組み合わせ、視線でアイコンを見るだけで6種類の把持タイプを素早く切り替えられる義手用インタフェースを提案し、健常者と先天性上肢欠損患者で高い切替速度と成功率を実証した。
原題: i-GSI: A Fast and Reliable Grasp-type Switching Interface based on Augmented Reality and Eye-tracking ／ Chunyuan Shi, Dapeng Yang, Siyang Qiu 他
日本語で読む → - 論文模倣学習AI
分割統治による模倣学習
専門家の軌跡1つだけから複雑なロボットタスクを模倣するため、タスクを小さなスキルに分割し、目標条件付き方策として学習・連鎖させる手法を提案した論文。
原題: Divide & Conquer Imitation Learning ／ Alexandre Chenu, Nicolas Perrin-Gilbert, Olivier Sigaud
日本語で読む → - 論文経路追従制御ロボティクス
自律ロボット車両の経路追従制御手法のレビュー：理論・シミュレーション・実験
自律車両の2次元経路追従制御を体系的に整理し、車体座標系と経路付随座標系（F-S/並行移動）の2種類の誤差安定化として統一定式化。各手法の長所短所を比較し、海洋車両での実験とオープンソースのMatlab/Gazebo・ROSツールボックスも紹介する。
原題: A review of path following control strategies for autonomous robotic vehicles: theory, simulations, and experiments ／ Nguyen Hung, Francisco Rego, Joao Quintas 他
日本語で読む → - 論文行動予測ロボティクス
介入的行動予測：過信した予測を避けるインタラクティブ予測
自動運転のインタラクティブ予測において、計画軌道を介入として扱う介入的行動予測（IBP）を提案し、時間的独立性を検証するShapley値ベースの評価指標を導入した論文。
原題: Interventional Behavior Prediction: Avoiding Overly Confident Anticipation in Interactive Prediction ／ Chen Tang, Wei Zhan, Masayoshi Tomizuka
日本語で読む → - 論文報酬学習機械学習
選好ベース報酬学習における因果的混同と報酬の誤同定
選好から報酬を学習する手法が、非因果的な特徴やノイズ、部分観測によって報酬を誤って同定し、分布外で性能が崩れることをベンチマーク実験で体系的に示した論文。
原題: Causal Confusion and Reward Misidentification in Preference-Based Reward Learning ／ Jeremy Tien, Jerry Zhi-Yang He, Zackory Erickson 他
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 → - 論文経路計画ロボティクス
修理可能なネットワークにおける車列のための支援付き最短経路計画
劣化した道路網を車列が通過する際、修理車両が同時に辺を修復して通過コストを下げる協調経路計画問題(ASPP)を定式化し、最適解を求める一般化ラベリングアルゴリズムと高速化版GPLA*を提案した。
原題: Assisted Shortest Path Planning for a Convoy through a Repairable Network ／ Abhay Singh Bhadoriya, Christopher Montez, Sivakumar Rathinam 他
日本語で読む → - 論文探索マッピングロボティクス
ドリフト補正と能動的ループ閉じ込めによるグローバル整合な探索マッピング
ドリフトを含む自己位置推定下でも、ループ閉じ込め検出時にリアルタイム再統合とフレーム剪定で地図歪みを補正し、過去視点を考慮した計画で能動的にループ閉じ込めを促す探索システムを提案した。
原題: Exploration with Global Consistency Using Real-Time Re-integration and Active Loop Closure ／ Yichen Zhang, Boyu Zhou, Luqi Wang 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
異種能力を持つマルチロボットチームのためのブロック座標降下法を用いたカバレッジ制御
ロボットの能力（電力残量や移動速度など）に応じて担当領域の大きさを割り当てるカバレッジ制御を提案し、ブロック座標降下法で領域分割と配置を交互に最適化する。
原題: Coverage Control for a Multi-robot Team with Heterogeneous Capabilities using Block Coordinate Descent (BCD) Method ／ Yung Yu Andy Yiu, Ying Hing Yim, Yan Ning 他
日本語で読む → - 論文耐故障制御制御
ベータ残差：ベイズ推論と精度学習によるセンサ故障に対する耐故障制御の改善
耐故障制御を単一のベイズ推論問題として定式化し、精度学習と新規のベータ残差を組み合わせてセンサ故障の検出と暗黙的な復旧を両立させる手法を提案した。
原題: Beta Residuals: Improving Fault-Tolerant Control for Sensory Faults via Bayesian Inference and Precision Learning ／ Mohamed Baioumy, William Hartemink, Riccardo M. G. Ferrari 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定/レーダーロボティクス
自動車レーダーによる信頼性とロバスト性を備えた自己運動推定手法
自動車レーダーのスパースで外れ値の多い点群から、明示的な対応付けなしに自己運動を確率的に推定する手法を提案し、nuScenes等で既存手法より信頼性が高いことを示した。
原題: A Credible and Robust approach to Ego-Motion Estimation using an Automotive Radar ／ Karim Haggag, Sven Lange, Tim Pfeifer 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
運動計画のための関連経験を検索する学習手法
運動計画問題の局所表現を抽出し、Siameseネットワークと対照損失で類似度関数を学習することで、訓練分布外でも関連する過去経験を検索してサンプリングベースプランナを効果的に導くフレームワークFIREを提案した。
原題: Learning to Retrieve Relevant Experiences for Motion Planning ／ Constantinos Chamzas, Aedan Cullen, Anshumali Shrivastava 他
日本語で読む → - 論文HRCタスクプランニングロボティクス
人間とロボットの協働組立ラインのためのロバストなタスクプランニング
階層タスクモデルとシグマ・ログノーマル関数による人間動作の不確実性モデリングを用い、人間とロボットへの作業割当をロバスト最適化として解くタスクプランナを提案し、電子機器組立シミュレーションで作業完了時間の短縮を示した。
原題: Robust Task Planning for Assembly Lines with Human-Robot Collaboration ／ Jessica Leu, Yujiao Cheng, Changliu Liu 他
日本語で読む → - 論文脚検出ロボティクス
ノイズとマルチスケールに対応する適応切替型ランダムフォレストによる脚検出
2Dレーザースキャナの脚検出において、ノイズに強い適応切替決定木と距離に応じたマルチスケール森林を組み合わせ、従来法より高精度かつ60FPS超で動作する手法を提案した。
原題: MARF: Multiscale Adaptive-switch Random Forest for Leg Detection with 2D Laser Scanners ／ Tianxi Wang, Feng Xue, Yu Zhou 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
手首ハプティクスによる力学的特性の知覚：フィードバックの一致度の影響
手首への法線・せん断変形フィードバックが仮想物体の硬さ・質量・摩擦の知覚に与える影響を調べ、指先の力と一致したマッピングが知覚精度を高めることを示した研究。
原題: Perception of Mechanical Properties via Wrist Haptics: Effects of Feedback Congruence ／ Mine Sarac, Massimiliano di Luca, Allison M. Okamura
日本語で読む → - 論文触覚HCI
仮想操作における手首への触覚フィードバックの効果
指先ではなく手首周辺に触覚刺激を与えるシステムを提案し、刺激の数や位置が硬さ知覚に与える影響を調べた。複数位置・異なる位置への刺激で硬さ知覚に有意差は見られなかった。
原題: Effects of Haptic Feedback on the Wrist during Virtual Manipulation ／ Mine Sarac, Allison M. Okamura, Massimiliano Di Luca
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