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 →- 論文軌道計画ロボティクス
テザー付きUAV-UGV有袋類ロボットシステムの経路・軌道計画
長さ制御可能な非張力テザーで連結されたUAVとUGVの有袋類システムに対し、RRT*による衝突回避経路計画と非線形最小二乗による滑らかな軌道計画を組み合わせ、3体（UAV・UGV・テザー）の同期軌道を生成する手法を提案した。
原題: Path and trajectory planning of a tethered UAV-UGV marsupial robotic system ／ S. Martínez-Rozas, D. Alejo, F. Caballero 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
カスタム正弦波だけで異なるスタイルの二足歩行を模倣学習
足の高さの参照として単純な正弦波を用い、Cassieロボットがモデル知識なしに効率的な二足歩行を強化学習で獲得できること、また正弦波を調整することで歩容スタイルをカスタマイズできることを示した論文。
原題: Custom Sine Waves Are Enough for Imitation Learning of Bipedal Gaits with Different Styles ／ Qi Wu, Chong Zhang, Yanchen Liu
日本語で読む → - 論文脚式ロボット安全性検証ロボティクス
シナリオサンプリングによる脚式ロボットの安全性テスト・検証・特性評価
脚式ロボットの安全性を、潜在的に安全な状態集合の特定とその集合内での安全度の定量化により評価するシナリオサンプリング型テスト枠組みを提案し、複数の最先端歩行制御器に適用して有効性を示した。
原題: On Safety Testing, Validation, and Characterization with Scenario-Sampling: A Case Study of Legged Robots ／ Bowen Weng, Guillermo A. Castillo, Wei Zhang 他
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
制御バリア関数を用いた移動マニピュレータの構成認識型安全制御
移動マニピュレータのリンク間の幾何学的制約を制御バリア関数に組み込み、QPで安全な制御則を解くことで障害物を避けつつ目標領域へ誘導する手法を提案した。
原題: Configuration-Aware Safe Control for Mobile Robotic Arm with Control Barrier Functions ／ Fan Ding, Han Wang, Jianping He 他
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 → - 論文歩行機械学習
手動リセットなしで歩行スキルを自律獲得する品質多様性最適化
多様な歩行制御器を人手によるリセットなしで自律的に学習するため、想像上の行動レパートリーと環境情報を活用して自動リセットとなる行動を選ぶ手法を提案し、障害物のある訓練区域内での歩行学習で有効性を示した。
原題: Learning to Walk Autonomously via Reset-Free Quality-Diversity ／ Bryan Lim, Alexander Reichenbach, Antoine Cully
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
モーメントベース敵対的学習による身体性言語理解
家庭内タスク指示をサブゴールに分解して実行する視覚言語タスクに対し、指示・サブゴール・状態表現の埋め込み空間に2種類のモーメントを用いた敵対的学習を導入し、ALFREDベンチマークで全指標においてベースラインを上回った。
原題: Moment-based Adversarial Training for Embodied Language Comprehension ／ Shintaro Ishikawa, Komei Sugiura
日本語で読む → - 論文把持検出ロボティクス
シミュレーションと実環境のギャップを埋めるオンポリシー画素レベル把持検出
RGB-D画像上で密な画素レベル把持ラベルを生成するオンポリシー手法とデータセットを提案し、実環境での把持検出性能を向上させた。
原題: On-Policy Pixel-Level Grasping Across the Gap Between Simulation and Reality ／ Dexin Wang, Faliang Chang, Chunsheng Liu 他
日本語で読む → - 論文VIOロボティクス
単眼深度の学習事前分布を活用した視覚慣性初期化
低励起な状況でも視覚慣性オドメトリの初期化を頑健にするため、学習済み単眼深度を制約として取り込み、そのスケールとシフトを同時最適化する手法を提案した論文。
原題: Learned Monocular Depth Priors in Visual-Inertial Initialization ／ Yunwen Zhou, Abhishek Kar, Eric Turner 他
日本語で読む → - 論文教示学習ロボティクス
産業タスクにおける機能指向オブジェクトネットワークの基盤構築
協働ロボットの教示学習向けに、FOONを用いた行動認識システムとロボット間のデータ交換を実現する手法を提案した。
原題: Grounding of the Functional Object-Oriented Network in Industrial Tasks ／ Rafik Ayari, Matteo Pantano, David Paulius
日本語で読む → - 論文知識管理ロボティクス
KANT: ロボット知識のグラウンディングと管理ツール
ロボットの記号・非記号レベルの知識を橋渡しするオープンソースの知識管理ツールKANTを設計・評価し、ROS上での性能向上を示した。
原題: KANT: A tool for Grounding and Knowledge Management ／ Miguel Á. González-Santamarta, Francisco J. Rodríguez-Lera, Francisco Martín 他
日本語で読む → - 論文テスト生成制御
自律システムのための単体テスト統合フレームワーク
複数の単体テスト仕様を形式的に統合し、両方を満たすテスト方針を探索する枠組みを提案した論文。
原題: Towards Better Test Coverage: Merging Unit Tests for Autonomous Systems ／ Josefine Graebener, Apurva Badithela, Richard M. Murray
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
フリンジ投影プロフィロメトリを用いた屋内SLAM
フリンジ投影プロフィロメトリ(FPP)の座標変換関係を利用し、2D-3D記述子を併用して高精度な屋内SLAMを実現した論文。約1mmの精度で位置推定と地図生成が可能。
原題: Indoor simultaneous localization and mapping based on fringe projection profilometry ／ Yang Zhao, Kai Zhang, Haotian Yu 他
日本語で読む → - 論文ロボットアーム校正ロボティクス
多様なアルゴリズムを組み合わせたロボットアーム校正のためのアンサンブル手法
8種類の運動学パラメータ誤差同定手法を開発し、それらをアンサンブルしてロボットアームの位置決め精度を高める校正法を提案した論文。
原題: An Advancing Ensemble with Diversified Algorithms for Robot Arm Calibration ／ Zhibin Li, Shuai Li, Xin Luo
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/視覚サーボ/マニピュレーションロボティクス
ソフトグリッパの視覚的圧力推定と制御
外部カメラのRGB画像からソフトグリッパが加える圧力を推定し、その推定値を用いた閉ループ制御で精密な接触操作や微小物体の把持を実現した。
原題: Visual Pressure Estimation and Control for Soft Robotic Grippers ／ Patrick Grady, Jeremy A. Collins, Samarth Brahmbhatt 他
日本語で読む → - 論文軌道予測画像認識
ParkPredict+：CNNとTransformerによる駐車場内車両のマルチモーダル意図・軌道予測
駐車場を走る人間運転車両の軌道履歴とBEV意味画像から、CNNとTransformerで意図分布と将来軌道をマルチモーダルに予測する手法を提案し、4K動画データセットも公開した論文。
原題: ParkPredict+: Multimodal Intent and Motion Prediction for Vehicles in Parking Lots with CNN and Transformer ／ Xu Shen, Matthew Lacayo, Nidhir Guggilla 他
日本語で読む → - 論文探索ロボティクス
挑戦的環境でのロボット探索のためのオンライン適応付きオフポリシー評価
実世界データで状態価値関数を学習し、TD法によるオンライン適応でロボット探索を誘導する手法を提案。地下や都市環境での探索性能を向上させた。
原題: Off-Policy Evaluation with Online Adaptation for Robot Exploration in Challenging Environments ／ Yafei Hu, Junyi Geng, Chen Wang 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
可動障害物の最小変位を考慮した動作計画
障害物を最小限だけ動かしてロボットの経路を確保する問題を定式化し、ロボットと障害物の重なり量を指標に経路探索と障害物の反復的な移動を行う手法を提案した。
原題: Minimum Displacement Motion Planning for Movable Obstacles ／ Antony Thomas, Fulvio Mastrogiovanni
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 → - 論文自律航行ロボティクス
狭水路でCOLREGsを遵守する自律航行船
レーダー・INS・海図を用いて周囲の船舶を追跡・予測し、海上衝突予防規則に沿った経路計画で狭い水路を自律航行するASVを実現した。
原題: Towards A COLREGs Compliant Autonomous Surface Vessel in a Constrained Channel ／ James Connor Meyers, Thomas Sayre McCord, Zhiyong Zhang 他
日本語で読む → - 論文制御理論制御
安定化リカレント平衡ネットワーク制御器の合成
リカレント平衡ネットワークに基づく非線形動的制御器のパラメータ化を提案し、部分的に観測可能な系の指数安定性を保証する制約下で方策勾配法により制御器を合成する手法を示した。
原題: Synthesis of Stabilizing Recurrent Equilibrium Network Controllers ／ Neelay Junnarkar, He Yin, Fangda Gu 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 → - 論文深層強化学習画像認識
低次元観測フィルタを用いた深層強化学習による視覚的に複雑なビデオゲームのプレイ
視覚的に複雑な現代ビデオゲーム「Neon Drive」において、低次元観測フィルタを導入することで深層Qネットワークエージェントの学習を可能にした研究。
原題: Deep Reinforcement Learning Using a Low-Dimensional Observation Filter for Visual Complex Video Game Playing ／ Victor Augusto Kich, Junior Costa de Jesus, Ricardo Bedin Grando 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 → - 論文自己位置推定ロボティクス
自己中心・世界中心マップを活用したドメイン不変な能動的自己位置推定
CNNの出力層と中間層の手がかりを状態ベクトルに統合し、ドメイン不変な次最良視点プランナを強化学習で訓練することで、訓練データ収集の負担を抑えた視覚的自己位置推定を実現した。
原題: Active Domain-Invariant Self-Localization Using Ego-Centric and World-Centric Maps ／ Kanya Kurauchi, Kanji Tanaka, Ryogo Yamamoto 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 →