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: 2022/3/1 ／ 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 →- 論文行動予測画像認識
対面インタラクションにおける人間の動作・姿勢予測のための時空間モデル比較
対面会話データセットUDIVA v0.5を用い、全身（顔・体・手）の動作予測手法を初めて体系的に比較し、短期的に学習した注意ベースモデルが長期的予測でも高精度であることを示した。
原題: Comparison of Spatio-Temporal Models for Human Motion and Pose Forecasting in Face-to-Face Interaction Scenarios ／ German Barquero, Johnny Núñez, Zhen Xu 他
日本語で読む → - 論文歩行・車輪移動ロボット制御ロボティクス
脚の補助インパルス駆動を用いた障害物横断のための自律バイクボット制御
脚による補助的なインパルス駆動を組み合わせ、段差状の障害物を安定して乗り越える自律バイクボットの制御手法を提案し、実験で有効性を示した論文。
原題: Autonomous Bikebot Control for Crossing Obstacles with Assistive Leg Impulsive Actuation ／ Feng Han, Xinyan Huang, Zenghao Wang 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
極小ロボット群のための強化学習アルゴリズムの比較研究
物理的に連結された極小ロボット群が物体を協調搬送する制御に深層強化学習(DQN, DDQN, DDPG, TD3)を適用し、ロボット故障や障害物環境下での性能を比較した。
原題: A Study of Reinforcement Learning Algorithms for Aggregates of Minimalistic Robots ／ Joshua Bloom, Apratim Mukherjee, Carlo Pinciroli
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
効率的なロボット動作計画のための自己組織化ニューラルネットワーク型の比較
ロボットの関節空間での動作計画を効率化するため、複数の自己組織化ニューラルネットワーク(SONN)モデルを比較し、生成した軌道をロボットシミュレーションで検証した論文。
原題: Comparing SONN Types for Efficient Robot Motion Planning in the Configuration Space ／ Lea Steffen, Tobias Weyer, Katharina Glueck 他
日本語で読む → - 論文制御/MPC制御
全変動距離を用いた分布ロバストモデル予測制御
全変動距離の曖昧性集合を用い、期待コストとチャンス制約に対して分布ロバストなMPCをCVaR定式化で解き、計算負荷を抑える近似を提案した論文。
原題: Distributionally Robust Model Predictive Control with Total Variation Distance ／ Anushri Dixit, Mohamadreza Ahmadi, Joel W. Burdick
日本語で読む → - 論文組立/強化学習ロボティクス
ブロックを組み立てよう！大規模構造化強化学習による組立学習
磁石付きブロックを目標設計図どおりに組み立てる物理環境を構築し、大規模強化学習とグラフベース方策の組み合わせで、未見の設計図にもゼロショットで対応できるエージェントを訓練した。
原題: Blocks Assemble! Learning to Assemble with Large-Scale Structured Reinforcement Learning ／ Seyed Kamyar Seyed Ghasemipour, Daniel Freeman, Byron David 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
クレーターをランドマークとした月面ローバの自己位置推定
月面ローバが軌道から作成したクレーター地図と搭載カメラ・LiDARの観測を照合し、地上との通信なしで全球的な自己位置を推定する手法を提案した論文。
原題: Lunar Rover Localization Using Craters as Landmarks ／ Larry Matthies, Shreyansh Daftry, Scott Tepsuporn 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
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
電気自動車の自動充電ロボットの設計
電気自動車の充電ソケットに自動で充電するためのパラレルリンクロボットを設計し、運動学モデルに基づいて作業空間を定めて試作機を製作した論文。
原題: Design of a robot for the automatic charging of an electric car ／ Damien Chablat, Riccardo Mattacchione, Erika Ottaviano
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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
属性ガイドによる曖昧性解消を備えた対話型ロボット把持
物体属性を手がかりに曖昧な指示を対話で解消する把持システムを提案し、実機で91.43%の選択精度を達成した。
原題: Interactive Robotic Grasping with Attribute-Guided Disambiguation ／ Yang Yang, Xibai Lou, Changhyun Choi
日本語で読む → - 論文テレプレゼンスHCI
テレプレゼンスロボット体験における回転の巻き戻しが選好と臨場感に与える影響
HMD装着者が遠隔ロボットを操作する際、頭部回転を打ち消す「巻き戻し」処理が酔い・快適さ・臨場感にどう影響するかを実機で32名のユーザー研究により検証した。
原題: A Study of Preference and Comfort for Users Immersed in a Telepresence Robot ／ Adhi Widagdo, Markku Suomalainen, Basak Sakcak 他
日本語で読む → - 論文VIOロボティクス
不確かさを考慮した自己教師あり微分可能カルマンフィルタによる視覚慣性オドメトリ
微分可能カルマンフィルタにIMU駆動の過程モデルとニューラルネット由来の相対姿勢計測モデルを組み合わせ、自己教師あり学習で視覚慣性オドメトリを訓練する枠組みを提案した。劣化画像でも古典手法より安定し、IMUのメートル情報からスケール復元も可能とした。
原題: A Self-Supervised, Differentiable Kalman Filter for Uncertainty-Aware Visual-Inertial Odometry ／ Brandon Wagstaff, Emmett Wise, Jonathan Kelly
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
物体中心プレイによる潜在アフォーダンス予測
人間の自由なプレイデータを物体中心にモデル化し、物体のアフォーダンスを潜在空間で予測することで多様な操作タスクの政策学習を改善する手法PLATOを提案。
原題: PLATO: Predicting Latent Affordances Through Object-Centric Play ／ Suneel Belkhale, Dorsa Sadigh
日本語で読む → - 論文場所認識画像認識
STUN: 自己教師あり不確実性推定による場所認識
教師ネットの埋め込みを生徒ネットが蒸留しつつ分散ブランチで不確実性を推定する枠組みを提案し、精度を落とさず場所認識の信頼度を同時に出力できるようにした。
原題: STUN: Self-Teaching Uncertainty Estimation for Place Recognition ／ Kaiwen Cai, Chris Xiaoxuan Lu, Xiaowei Huang
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 → - 論文自動運転ロボティクス
全車両の走行から学ぶ運転ポリシー学習
自車だけでなく周囲の全車両の挙動から運転ポリシーを学習し、視点不変な中間表現を用いて多様なシナリオを活用。CARLAリーダーボードで大幅に性能を向上させた。
原題: Learning from All Vehicles ／ Dian Chen, Philipp Krähenbühl
日本語で読む → - 論文6D姿勢推定画像認識
データ不足環境での6D物体姿勢推定のための視点フロー集約
合成画像のみ、または少数の実画像で学習できる6D姿勢推定手法を提案。粗い姿勢推定から描画画像と実画像間の密な2D対応場を予測し姿勢補正を行うことで、ドメインシフトに強く、実画像20枚程度で従来手法を大きく上回る。
原題: Perspective Flow Aggregation for Data-Limited 6D Object Pose Estimation ／ Yinlin Hu, Pascal Fua, Mathieu Salzmann
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
幾何最適化によるソフトロボットの衝突対応高速シミュレーション
超弾性体の性質を考慮した幾何最適化ベースの衝突検出・応答モデルを構築し、FEAより低コストでソフトロボットの変形と衝突を高速にシミュレーションする手法を提案した。
原題: Collision-Aware Fast Simulation for Soft Robots by Optimization-Based Geometric Computing ／ Guoxin Fang, Yingjun Tian, Andrew Weightman 他
日本語で読む → - 論文動画予測画像認識
マルチスケール階層型動画予測ネットワークMSPred
空間・時間の異なる粒度を同時に予測できる階層型リカレント動画予測モデルを提案し、長期の行動計画に有用な抽象表現と映像フレームの両方を高精度に予測できることを示した。
原題: MSPred: Video Prediction at Multiple Spatio-Temporal Scales with Hierarchical Recurrent Networks ／ Angel Villar-Corrales, Ani Karapetyan, Andreas Boltres 他
日本語で読む → - 論文タスク計画AI
二層計画のための述語発明
実演から記号的な述語を学習し、手設計なしで二層計画の抽象化を自動獲得する手法を提案。4つのロボット計画環境で既存手法を上回る性能を示した。
原題: Predicate Invention for Bilevel Planning ／ Tom Silver, Rohan Chitnis, Nishanth Kumar 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
粒子ロボットのナビゲーションと物体操作のための深層強化学習環境
粒子ロボットの制御に深層強化学習を適用するため、OpenAI GymとPymunkを用いた2Dシミュレータと新タスクを構築し、既存DRLアルゴリズムのベンチマークを提供した論文。
原題: A Deep Reinforcement Learning Environment for Particle Robot Navigation and Object Manipulation ／ Jeremy Shen, Erdong Xiao, Yuchen Liu 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習ロボティクス
非同期オプション選択を可能にする条件付き推論型マルチエージェント方策勾配法
エージェントごとにオプションの選択・完了タイミングが異なる非同期な協調マルチエージェント問題に対し、条件付き推論で集中方策とその勾配を導出する新しいMAPG手法を提案し、実験で有効性を示した。
原題: Asynchronous, Option-Based Multi-Agent Policy Gradient: A Conditional Reasoning Approach ／ Xubo Lyu, Amin Banitalebi-Dehkordi, Mo Chen 他
日本語で読む → - 論文海洋ロボット制御ロボティクス
環流環境における海洋ロボットの流れベース制御
環状流れ場の中心からの相対位置のみを用い、周期的な軌道でパトロールできる流れベース制御を提案し、低コストの水上ロボットで実証した。
原題: Flow-Based Control of Marine Robots in Gyre-Like Environments ／ Gedaliah Knizhnik, Peihan Li, Xi Yu 他
日本語で読む → - 論文sim2real機械学習
Sim-to-Real深層強化学習のためのクラウド・エッジ訓練アーキテクチャ
推論をエッジ、訓練をクラウドに分担する分散アーキテクチャで、シミュレーションで事前訓練した強化学習エージェントを実機上でリアルタイムに追加訓練し、現実ギャップを克服する手法を提案した。
原題: Cloud-Edge Training Architecture for Sim-to-Real Deep Reinforcement Learning ／ Hongpeng Cao, Mirco Theile, Federico G. Wyrwal 他
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 → - 論文シーン分解画像認識
スロット中心モデルによるテスト時適応
スロット中心の生成モデルとテスト時適応を組み合わせ、再構成や視点間合成の損失でシーンごとに適応し、分布外のシーン分解性能を向上させた研究。
原題: Test-time Adaptation with Slot-Centric Models ／ Mihir Prabhudesai, Anirudh Goyal, Sujoy Paul 他
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