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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 →- 論文強化学習/歩行ロボティクス
ハイブリッドLMC：アンサンブル深層強化学習による車輪型ヒューマノイドのハイブリッド学習・モデルベース制御
古典的なLQR制御と複数のSACによるアンサンブル強化学習を組み合わせ、車輪型ヒューマノイドの移動制御をMuJoCo上で検証した研究。既存手法より高性能かつサンプル効率が向上した。
原題: Hybrid LMC: Hybrid Learning and Model-based Control for Wheeled Humanoid Robot via Ensemble Deep Reinforcement Learning ／ Donghoon Baek, Amartya Purushottam, Joao Ramos
日本語で読む → - 論文透明物体認識画像認識
ClearPose: 透明物体の大規模RGB-Dデータセットとベンチマーク
家庭内の透明物体を対象に、35万フレーム超・500万インスタンス注釈を持つ大規模実世界RGB-Dデータセットを構築し、深度補完や物体姿勢推定のベンチマークを提供した論文。
原題: ClearPose: Large-scale Transparent Object Dataset and Benchmark ／ Xiaotong Chen, Huijie Zhang, Zeren Yu 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
SwarmUS: 群ロボティクス開発向けオープンハードウェア・ソフトウェア搭載プラットフォーム
既存ロボットに後付けして群機能を付与するオープンソースの組込みシステムSwarmUSを提案し、UWB相対測位・Wi-Fi通信・Buzzによる分散協調を実装、TurtleBot3とPioneer 2DXで検証した。
原題: SwarmUS: An open hardware and software on-board platform for swarm robotics development ／ Étienne Villemure, Philippe Arsenault, Gabriel Lessard 他
日本語で読む → - 論文歩行者行動データセット画像認識
歩行者データ収集のための可搬で大規模なシステムの提案
可搬なデータ収集システムと半自動ラベリングパイプラインを提案し、歩行者行動研究用の大規模データセット(TBD)を公開した。
原題: Towards Rich, Portable, and Large-Scale Pedestrian Data Collection ／ Allan Wang, Abhijat Biswas, Henny Admoni 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
片脚剛性外乱に対する3D Dual-SLIPモデルのロバスト動的歩行：柔軟地形上の二足歩行に向けて
柔軟地形での安定歩行のため、支持脚の剛性を調整する生体力学に着想を得た制御器を提案し、3D Dual-SLIPモデルを可変剛性・減衰の柔軟面に拡張してLQRより低剛性までロバストに歩行できることを示した。
原題: Robust Dynamic Walking for a 3D Dual-SLIP Model under One-Step Unilateral Stiffness Perturbations: Towards Bipedal Locomotion over Compliant Terrain ／ Chrysostomos Karakasis, Ioannis Poulakakis, Panagiotis Artemiadis
日本語で読む → - 論文マルチロボットSLAMロボティクス
スペクトルグラフ解析を用いた協調ロボットマッピング
マルチロボットSLAMにおいて、ロボットとサーバのグラフの構造差をスペクトル解析で捉え、各ロボットのポーズグラフに必要な制約を生成する協調マッピング手法を提案し、実環境で最大90%の改善を示した。
原題: Collaborative Robot Mapping using Spectral Graph Analysis ／ Lukas Bernreiter, Shehryar Khattak, Lionel Ott 他
日本語で読む → - 論文タスク・動作計画ロボティクス
幾何学的タスク・動作計画のための表現・学習・計画アルゴリズム
移動可能な障害物の中で複数物体を目標領域へ運ぶGTAMP問題に対し、ランク関数とサンプラーを学習して探索を効率化する枠組みを提案した。
原題: Representation, learning, and planning algorithms for geometric task and motion planning ／ Beomjoon Kim, Luke Shimanuki, Leslie Pack Kaelbling 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
四足歩行のためのトルク制御学習
四足ロボットの歩行制御において、PDコントローラを介さずRLポリシーが直接関節トルクを高頻度で出力するトルクベースの学習フレームワークを提案し、sim-to-realで検証した。
原題: Learning Torque Control for Quadrupedal Locomotion ／ Shuxiao Chen, Bike Zhang, Mark W. Mueller 他
日本語で読む → - 論文言語グラウンディング画像認識
領域別動的レイヤーアテンションによる層融合を用いた自動運転車のコマンドグラウンディング
自動運転車への自然言語コマンドを視覚シーン中の領域に対応付けるタスクで、視覚言語モデルの複数層の特徴を領域ごとに動的に融合する初の層融合手法を提案し、Talk2Carベンチマークで最先端を上回った。
原題: Grounding Commands for Autonomous Vehicles via Layer Fusion with Region-specific Dynamic Layer Attention ／ Hou Pong Chan, Mingxi Guo, Cheng-Zhong Xu
日本語で読む → - 論文3D姿勢推定画像認識
未見物体の3D姿勢推定のための局所類似度融合による検索ベース手法
単眼画像から学習時に見ていない物体の3D姿勢を推定するため、クエリ画像と合成参照画像のマルチスケール局所類似度を適応的に融合する検索ベース手法を提案し、未見物体への汎化性能を向上させた。
原題: Fusing Local Similarities for Retrieval-based 3D Orientation Estimation of Unseen Objects ／ Chen Zhao, Yinlin Hu, Mathieu Salzmann
日本語で読む → - 論文ダイナミクス適応ロボティクス
文脈こそがすべて：ダイナミクス適応のための暗黙的識別
環境の真の変化量にアクセスせず、少量の文脈データから環境特性を暗黙的に推論して予測モデルを適応させる手法IIDAを提案し、MuJoCo実験と実機の滑りタスクでモデル誤差低減とタスク性能向上を示した。
原題: Context is Everything: Implicit Identification for Dynamics Adaptation ／ Ben Evans, Abitha Thankaraj, Lerrel Pinto
日本語で読む → - 論文ハンドオーバーロボティクス
移動マニピュレータによる停止不要のロボット→人間ハンドオーバー
移動マニピュレータが停止せずに人へ物体を渡す「オン・ザ・ゴー」ハンドオーバーを提案し、台車とアームを同時制御する反応型コントローラで実現した。ユーザー研究で停止型より効率的・予測可能・自然・安全と評価された。
原題: On-The-Go Robot-to-Human Handovers with a Mobile Manipulator ／ Kerry He, Pradeepsundar Simini, Wesley Chan 他
日本語で読む → - 論文触覚/マニピュレーションロボティクス
触覚対応NewtonianVAEによる高精度産業用コネクタ挿入
GelSight型触覚センサを組み込んだNewtonianVAEで、把持姿勢のばらつきがあるUSBコネクタ挿入を高精度に行う手法を提案した論文。
原題: Tactile-Sensitive NewtonianVAE for High-Accuracy Industrial Connector Insertion ／ Ryo Okumura, Nobuki Nishio, Tadahiro Taniguchi
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ポテンシャル場で強化した強化学習による複数ロボットの協調追跡
人工ポテンシャル場をルールとして強化学習に組み込み、局所観測のみで分散的に逃げる対象を協調追跡する方策を学習し、実機ロボットでも検証した論文。
原題: Multi-robot Cooperative Pursuit via Potential Field-Enhanced Reinforcement Learning ／ Zheng Zhang, Xiaohan Wang, Qingrui Zhang 他
日本語で読む → - 論文強化学習/UAV制御ロボティクス
UAV制御のためのベジェ曲線に基づく強化学習報酬関数
目標までの簡略軌道（3次ベジェ曲線）の到達時間を推定する報酬関数を提案し、UAVの飛行・回避・迎撃の3タスクを深層強化学習で解決した。
原題: Reinforcement learning reward function in unmanned aerial vehicle control tasks ／ Mikhail S. Tovarnov, Nikita V. Bykov
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
一貫性に基づく模倣と適応：深層強化学習で四足ロボットが動画から動物の動きを模倣
動物の動画からキーポイントを抽出し、動きの一貫性を報酬にした深層強化学習で四足ロボットに歩容を学習・実機転移させる手法を提案。
原題: Imitation and Adaptation Based on Consistency: A Quadruped Robot Imitates Animals from Videos Using Deep Reinforcement Learning ／ Qingfeng Yao, Jilong Wang, Shuyu Yang 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
ProxMaP：近接占有マップ予測による効率的な屋内ロボットナビゲーション
ロボット周辺の遮蔽領域の占有状態を自己教師あり学習で予測し、未知環境での移動経路計画を効率化する手法を提案。シミュレーションで従来手法より12.40%ナビゲーション効率を改善した。
原題: ProxMaP: Proximal Occupancy Map Prediction for Efficient Indoor Robot Navigation ／ Vishnu Dutt Sharma, Jingxi Chen, Pratap Tokekar
日本語で読む → - 論文モデルベース強化学習機械学習
時差学習によるモデル予測制御
短期間の軌道最適化に学習済み潜在ダイナミクスモデルを、長期リターン推定に学習済み終端価値関数を用い、両者を時差学習で同時に学習するTD-MPCを提案。連続制御タスクで高いサンプル効率と性能を達成。
原題: Temporal Difference Learning for Model Predictive Control ／ Nicklas Hansen, Xiaolong Wang, Hao Su
日本語で読む → - 論文医療・リハビリHRIロボティクス
ヒスパニック系脳卒中患者向け技術設計における社会文化的要因
ヒスパニック系・ラテン系脳卒中患者の回復格差を縮めるため、文化的に適切な技術設計の考慮事項を提案する立場論文。
原題: Social-Cultural Factors in the Design of Technology for Hispanic People with Stroke ／ Elizabeth D. Vasquez, Allison M. Okamura, Sean Follmer
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
低ペイロードロボットによる曲げ加工機を用いた3D金属ワイヤ曲げ作業の計画
剛性の高い金属ワイヤを曲げるため、ロボットアームが曲げ加工機と協調して3D曲線形状を作るタスク・動作統合プランナを提案し、把持姿勢や動作を生成して有効性を示した。
原題: Metal Wire Manipulation Planning for 3D Curving -- How a Low Payload Robot Can Use a Bending Machine to Bend Stiff Metal Wire ／ Ruishuang Liu, Weiwei Wan, Emiko Isomura 他
日本語で読む → - 論文共有制御ロボティクス
テレプレゼンスロボットの共有制御のための人間影響型ダイナミックウィンドウ法
ユーザーがロボットの経路に影響を与えられる共有制御手法HI-DWAを提案し、VR実験で自律切替方式と比較して目標到達が速く使いやすいことを示した。
原題: HI-DWA: Human-Influenced Dynamic Window Approach for Shared Control of a Telepresence Robot ／ Juho Kalliokoski, Basak Sakcak, Markku Suomalainen 他
日本語で読む → - 論文安全保証ロボティクス
安全保証のためのUWB測位によるジオフェンシング分析
動的工場で稼働するAGVの危険エリアへの侵入防止を目的に、UWB屋内測位によるジオフェンシングの性能を実験的に評価し、安全契約に基づく安全保証への適用方法を示した。
原題: Analysing Ultra-Wide Band Positioning for Geofencing in a Safety Assurance Context ／ Victoria Hodge, Richard Hawkins, James Hilder 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
DOTS: 産業用群ロボティクスのためのオープン実験基盤
20台の高性能ロボットと5G・モーションキャプチャを備えた実験場を構築し、シミュレーションから実機展開までを可能にするオープンなパイプラインを提供。群ロジスティクス応用で有効性を実証した。
原題: DOTS: An Open Testbed for Industrial Swarm Robotic Solutions ／ Simon Jones, Emma Milner, Mahesh Sooriyabandara 他
日本語で読む → - 論文LiDAR超解像ロボティクス
暗黙的LiDARネットワーク：補間重み予測によるLiDAR超解像
LiDAR距離画像の超解像において、画素値ではなく補間の重みを学習するILNを提案し、Transformerのアテンション機構を活用してシャープなエッジを保ちながら高精度な再構成を実現した。
原題: Implicit LiDAR Network: LiDAR Super-Resolution via Interpolation Weight Prediction ／ Youngsun Kwon, Minhyuk Sung, Sung-Eui Yoon
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
全天候マッピングと自己位置推定においてレーダーはライダーを置き換えられるか？
Boreasデータセットを用いてレーダーのみ・ライダーのみ・レーダーとライダーのクロスモーダルな自己位置推定を季節や天候を変えて比較し、吹雪でもライダーが最高精度だった一方、レーダーは小さい地図で競争力のある精度を達成した。
原題: Are We Ready for Radar to Replace Lidar in All-Weather Mapping and Localization? ／ Keenan Burnett, Yuchen Wu, David J. Yoon 他
日本語で読む → - 論文計画法/ガウス過程ロボティクス
スパースガウス過程回帰における最悪ケース誤差最小化のための情報的計画法
スパースガウス過程回帰の決定論的最悪ケース誤差を最小化する計画法を提案し、事後エントロピー最小化問題として解く手法を開発した。
原題: Informative Planning for Worst-Case Error Minimisation in Sparse Gaussian Process Regression ／ Jennifer Wakulicz, Ki Myung Brian Lee, Chanyeol Yoo 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
四足ロボットの動的遷移可能性を考慮した足場評価基準
四足ロボットが複雑な地形を移動する際、将来の線形・角運動の遷移可能性を考慮して足場を評価する基準を提案し、視覚に基づく足場適応戦略と統合してシミュレーションと実機で検証した。
原題: Foothold Evaluation Criterion for Dynamic Transition Feasibility for Quadruped Robots ／ Luca Clemente, Octavio Villarreal, Angelo Bratta 他
日本語で読む → - 論文HRI/意図伝達ロボティクス
観察学習の知見に基づく因果的なロボットの意図伝達
心理学の模倣学習における因果的行動の推論知見をHRIに応用し、ロボットが行動系列の中で結果に直接寄与する因果的行動を選択的に説明することで意図を効率的に伝える手法を初めて提示した。
原題: Causal Robot Communication Inspired by Observational Learning Insights ／ Zhao Han, Boyoung Kim, Holly A. Yanco 他
日本語で読む → - 論文強化学習/自動運転ロボティクス
オフライン強化学習による高速道路走行軌道の最適化
高速道路の自動運転向けに、オフライン強化学習で連続的な軌道パラメータを学習し、多項式ベースの滑らかな軌道を生成する手法を提案した論文。
原題: Optimizing Trajectories for Highway Driving with Offline Reinforcement Learning ／ Branka Mirchevska, Moritz Werling, Joschka Boedecker
日本語で読む → - 論文安全制御制御
複数制御入力系に対する制御バリア関数
複数の制御入力を持つシステムで高次制御バリア関数の相対次数問題に対処する2つの手法を提案し、制御入力に制約がある場合のQPの実行可能性を改善する。
原題: Control Barrier Functions for Systems with Multiple Control Inputs ／ Wei Xiao, Christos G. Cassandras, Calin A. Belta 他
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