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 →- 論文因果推論・説明生成ロボティクス
なぜ失敗したのか？ロボットの失敗に対する因果的説明手法
シミュレーションデータから因果ベイズネットワークを学習し、タスク失敗時に「どうすれば成功したか」という対比的説明を実ロボットが生成できる手法を提案した。
原題: Why did I fail? A Causal-based Method to Find Explanations for Robot Failures ／ Maximilian Diehl, Karinne Ramirez-Amaro
日本語で読む → - 論文UWB測位ロボティクス
障害物環境におけるUWB TDOA測位のためのセンサ配置最適化
障害物のある屋内環境でUWB測位精度を最大化するため、電波の幾何配置とNLOS誤差のバランスを考慮してUWBアンカー位置を最適化するアルゴリズムを提案し、実環境で従来配置より大幅な精度向上を実証した。
原題: Finding the Right Place: Sensor Placement for UWB Time Difference of Arrival Localization in Cluttered Indoor Environments ／ Wenda Zhao, Abhishek Goudar, Angela P. Schoellig
日本語で読む → - 論文自動運転/運動計画ロボティクス
動的環境における自動運転車の駐車：予測と運動計画を統合したシステム
周囲の移動車両の動きを短期・長期に予測し、追従・緊急回避・経路再計画を組み合わせて自動駐車を行う統合システムを提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Autonomous Vehicle Parking in Dynamic Environments: An Integrated System with Prediction and Motion Planning ／ Jessica Leu, Yebin Wang, Masayoshi Tomizuka 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
スマート粒子群の階層制御
多数の単純なワーカーロボットと少数のガイドロボットの2階層で群れを制御し、ガイドが局所的な引力パラメータを操作して任意のパターンを形成する手法を提案。最大5000台のシミュレーションと実機群で有効性を検証した。
原題: Hierarchical Control of Smart Particle Swarms ／ Vivek Shankar Varadharajan, Sepand Dyanatkar, Giovanni Beltrame
日本語で読む → - 論文ソーシャルナビゲーションロボティクス
ソーシャルナビゲーション政策を評価するためのプロトコル
ロボットの社会的に適切なナビゲーション行動を評価するため、標準的なシナリオとアンケートによる現場指標を定義したベンチマークプロトコルを提案し、その現実性・拡張性・再現性を実験で示した。
原題: A Protocol for Validating Social Navigation Policies ／ Sören Pirk, Edward Lee, Xuesu Xiao 他
日本語で読む → - 論文マルチモーダル動作生成ロボティクス
知覚・表現・生成：マルチモーダル情報をロボット動作軌道へ変換する枠組み
視覚や音声などのマルチモーダル入力と指示列から、ロボットが実行する動作軌道列を生成する3段階フレームワークPRGを提案し、文字を書く手書きタスクで有効性を示した。
原題: Perceive, Represent, Generate: Translating Multimodal Information to Robotic Motion Trajectories ／ Fábio Vital, Miguel Vasco, Alberto Sardinha 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
制御バリア関数による非協力的追い込み：理論と実験
制御バリア関数を用いて、防御ロボットが羊エージェント群を保護区域から追い出す速度をQPでリアルタイムに計算する手法を提案し、理論的な実現可能性と実験的成功率を示した。
原題: Noncooperative Herding With Control Barrier Functions: Theory and Experiments ／ Jaskaran Grover, Nishant Mohanty, Wenhao Luo 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定画像認識
ゼロショットでのカテゴリレベル物体姿勢推定
姿勢ラベル付きデータやカテゴリ別CADモデルなしで、未知カテゴリの物体姿勢を推定する手法を提案し、自己教師ありViTの意味対応に基づき30度精度で6倍改善した。
原題: Zero-Shot Category-Level Object Pose Estimation ／ Walter Goodwin, Sagar Vaze, Ioannis Havoutis 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
視覚・触覚センサの同位置配置によるビジュアルサーボと位置推定
カメラと触覚センサを同位置に配置し、接触前の視覚情報と接触後の触覚情報を統合することで、物体の位置・姿勢推定とロボットのビジュアルサーボ精度を向上させる手法を提案した論文。
原題: Using Collocated Vision and Tactile Sensors for Visual Servoing and Localization ／ Arkadeep Narayan Chaudhury, Timothy Man, Wenzhen Yuan 他
日本語で読む → - 論文視覚慣性オドメトリロボティクス
平面正則性を活用した直接疎視覚慣性オドメトリ
推定した地図点から平面を検出し、共平面拘束を直接法の光度誤差に組み込むことで、単眼視覚慣性オドメトリの姿勢推定精度を向上させた研究。
原題: PVI-DSO: Leveraging Planar Regularities for Direct Sparse Visual-Inertial Odometry ／ Bo Xu, Xin Li, Jingrong Wang 他
日本語で読む → - 論文手術ロボット/強化学習ロボティクス
深層強化学習による手術ロボットの半自律制御
手術ロボットの反復的な単純操作を自動化するため、深層強化学習を用いた半自律制御フレームワークを提案し、作業時間を19.1%、移動距離を58.7%削減した。
原題: Deep Reinforcement Learning Based Semi-Autonomous Control for Robotic Surgery ／ Ruiqi Zhu, Dandan Zhang, Benny Lo
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
SPD(3)多様体と改良コスト関数による物体ランドマークのパラメータ化と制約の大域的一貫性
物体レベルSLAMの特異点問題を解決するため、対称正定値行列多様体で物体ランドマークを表現し、コスト関数を改良して大域的一貫性と地図精度を向上させた論文。
原題: Making Parameterization and Constrains of Object Landmark Globally Consistent via SPD(3) Manifold and Improved Cost Functions ／ Yutong Hu, Wei Wang
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 → - 論文異常検知ロボティクス
自動運転における異常検知：サーベイ
自動運転の異常検知技術をカメラ・LiDAR・レーダー・マルチモーダル・抽象物体レベルで体系的に整理し、現状と研究課題をまとめたサーベイ。
原題: Anomaly Detection in Autonomous Driving: A Survey ／ Daniel Bogdoll, Maximilian Nitsche, J. Marius Zöllner
日本語で読む → - 論文安全性検証制御
ニューラルフィードバックループの後方到達可能性解析
NN制御ポリシーを持つ閉ループ系の安全性検証のため、制御入力のアフィン境界と線形計画法を用いて後方投影集合を近似する手法を提案した論文。
原題: Backward Reachability Analysis for Neural Feedback Loops ／ Nicholas Rober, Michael Everett, Jonathan P. How
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
視覚ドローンスウォームによる協調目標探索：適応型カリキュラム組み込み多段階強化学習アプローチ
視覚ドローンスウォームで事前情報なしに協調目標探索を行うため、タスクを分割し難易度を適応調整する多段階強化学習手法を提案し、実機で有効性を検証した。
原題: Collaborative Target Search with a Visual Drone Swarm: An Adaptive Curriculum Embedded Multistage Reinforcement Learning Approach ／ Jiaping Xiao, Phumrapee Pisutsin, Mir Feroskhan
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
トルクセンサなしギア駆動ヒューマノイドにおける柔軟二足歩行のsim2real転移
高減速ギアの新規シミュレーションモデルと失敗試行も活用するシステム同定法を提案し、力・トルクセンサなしの二足ロボットOP3で外乱や不整地に対応する歩行ポリシーのsim2real転移を実現した。
原題: Sim-to-Real Transfer of Compliant Bipedal Locomotion on Torque Sensor-Less Gear-Driven Humanoid ／ Shimpei Masuda, Kuniyuki Takahashi
日本語で読む → - 論文軌道制御/スペースデブリロボティクス
低推力制御によるスペースデブリ追跡・軌道離脱マヌーバの設計
CubeSat規格の小型衛星に双腕ロボットマニピュレータを搭載し、RCSスラスタの低推力でデブリ軌道へ追跡・接近し、捕獲後に高度250kmまで制御的に離脱させるマヌーバを設計・シミュレーションした論文。
原題: Design of Low Thrust Controlled Maneuvers to Chase and De-orbit the Space Debris ／ Roshan Sah, Raunak Srivastava, Kaushik Das
日本語で読む → - 論文評価・検証機械学習
深層重要度サンプリングによる自動運転車の高次元不確実性に対する高速評価
深層ニューラルネットワークを用いた重要度サンプリングで、自動運転車の稀な失敗率を少ないサンプル数で高精度に推定する手法を提案した。
原題: Test Against High-Dimensional Uncertainties: Accelerated Evaluation of Autonomous Vehicles with Deep Importance Sampling ／ Mansur Arief, Zhepeng Cen, Zhenyuan Liu 他
日本語で読む → - 論文階層型強化学習ロボティクス
混合可観測性下での階層型強化学習
一部の状態変数だけが観測可能なMOMDPの部分クラスに対し、上位が目標を生成し下位がそれを達成する2層階層型RL手法HILMOを提案し、長期的連続制御タスクで成功率・サンプル効率・学習時間を改善、実機にも展開した。
原題: Hierarchical Reinforcement Learning under Mixed Observability ／ Hai Nguyen, Zhihan Yang, Andrea Baisero 他
日本語で読む → - 論文USV/運動計画ロボティクス
ガウス過程運動計画を用いた海上環境における無人表面艇の完全自律フレームワーク
海上環境の風や海流の不確実性に対処するため、GPMP2を拡張したGPMP2*とモンテカルロ補間を加えたMC-GPMP2*を提案し、WAM-V 20 USV向けのROSベース完全自律フレームワークを構築・検証した論文。
原題: A Fully-autonomous Framework of Unmanned Surface Vehicles in Maritime Environments using Gaussian Process Motion Planning ／ Jiawei Meng, Ankita Humne, Richard Bucknall 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
喉頭に光を：声帯の院内レーザー手術用小型ロボット光ファイバー
細径光ファイバーとワイヤ駆動のニッケルチタン製ノッチ付きシースを組み合わせ、内視鏡の作業チャネルを通して曲がるレーザー光ファイバーと、片手で操作できる小型駆動ユニットを開発した。シミュレーションとファントム実験で従来の臨床用ファイバーより手術アクセスが大幅に向上することを示した。
原題: Light in the Larynx: a Miniaturized Robotic Optical Fiber for In-office Laser Surgery of the Vocal Folds ／ Alex J. Chiluisa, Nicholas E. Pacheco, Hoang S. Do 他
日本語で読む → - 論文安全強化学習ロボティクス
ブラックボックス到達可能性解析を用いた安全強化学習
未知のロボットモデルに対してデータ駆動の到達可能性解析とアンサンブル予測を組み合わせ、安全制約を守りながら行動を補正する安全層BRSLを提案した論文。
原題: Safe Reinforcement Learning Using Black-Box Reachability Analysis ／ Mahmoud Selim, Amr Alanwar, Shreyas Kousik 他
日本語で読む → - 論文マルチUAV軌道計画math.OC
複雑構造物の3D目視検査に向けたマルチUAV軌道計画
熱方程式駆動の被覆アルゴリズム(HEDAC)と距離場を用いて、風車や橋などの複雑構造物を複数UAVで3次元目視検査するための軌道計画手法を提案し、従来手法より広い表面積を検査できることを示した。
原題: Multi-UAV trajectory planning for 3D visual inspection of complex structures ／ Stefan Ivić, Bojan Crnković, Luka Grbčić 他
日本語で読む → - 論文流体構造連携/最適化ロボティクス
微分可能な射影ダイナミクスとニューラル流体モデルによる高速な水中遊泳体の最適化
変形する遊泳体の固体シミュレーションと物理制約付きニューラルネットワークによる流体場予測を組み合わせ、微分可能なハイブリッド流体構造連携シミュレータを構築し、勾配ベースの制御最適化を可能にした論文。
原題: Fast Aquatic Swimmer Optimization with Differentiable Projective Dynamics and Neural Network Hydrodynamic Models ／ Elvis Nava, John Z. Zhang, Mike Y. Michelis 他
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LiDAR/メタサーフェスロボティクス
メタサーフェスで強化されたLiDAR技術
超高速の低視野偏向器と大面積メタサーフェスを組み合わせ、広視野かつ周辺視と中心視を同時に実現する高性能LiDARを開発した論文。
原題: Metasurface-enhanced Light Detection and Ranging Technology ／ Renato Juliano Martins, Emil Marinov, M. Aziz Ben Youssef 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス制御
タコ腕運動のための感覚フィードバック制御則
生物学者の観察に着想を得た、タコの柔軟腕のための新規感覚フィードバック制御則を提案し、平衡点の安定性解析と数値シミュレーションで生体らしい運動と屈曲伝播を説明した。
原題: A Sensory Feedback Control Law for Octopus Arm Movements ／ Tixian Wang, Udit Halder, Ekaterina Gribkova 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
DeepXPalm: 手のひら装着型触覚ディスプレイとCNNによる触覚パターン認識を用いた傾き・位置の提示
変形物体の遠隔操作のため、CNNで把持中の物体の傾きと位置を認識し、手のひら型多接触触覚デバイスで触覚パターンを提示するシステムを提案。認識率を9.67%から82.5%に向上させた。
原題: DeepXPalm: Tilt and Position Rendering using Palm-worn Haptic Display and CNN-based Tactile Pattern Recognition ／ Altamirano Cabrera Miguel, Sautenkov Oleg, Tirado Jonathan 他
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
未見物体インスタンスセグメンテーションのための完全テスト時RGB-D埋め込み適応
シミュレーションで学習したRGB-Dセグメンテーションモデルを、実世界のテスト画像のみでBatchNormパラメータとクロスモダリティ蒸留により適応させ、未見物体のセグメンテーション精度を向上させた研究。
原題: Unseen Object Instance Segmentation with Fully Test-time RGB-D Embeddings Adaptation ／ Lu Zhang, Siqi Zhang, Xu Yang 他
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