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 →- 論文衝突回避ロボティクス
楕円体と双曲面で形状を表現する動的環境下の3次元衝突回避
移動物体の形状を楕円体や双曲面の組み合わせでモデル化し、3次元衝突コーンを構築して衝突回避則を導出・シミュレーションで検証した論文。
原題: Collision Avoidance of 3-Dimensional Objects in Dynamic Environments ／ Kashish Dhal, Abhishek Kashyap, Animesh Chakravarthy
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
タスク分割によるマルチタスク模倣学習のためのモジュール型適応ポリシー選択
プロトポリシーをモジュールとして並列に動かし、セレクタが適応的に選択することで、タスク間で共有できる部分行動とタスク固有の部分行動に自動分割し、負の転移を抑えつつマルチタスク模倣学習の精度を向上させる手法を提案した。
原題: Modular Adaptive Policy Selection for Multi-Task Imitation Learning through Task Division ／ Dafni Antotsiou, Carlo Ciliberto, Tae-Kyun Kim
日本語で読む → - 論文変形物体操作ロボティクス
布操作タスクにおける意味的状態推定
布の操作中の意味的状態（しわ寄せ・斜め折りなど）を推定するため、大規模なRGB画像データセットを構築し、深層ネットワークのベースラインを評価した研究。
原題: Semantic State Estimation in Cloth Manipulation Tasks ／ Georgies Tzelepis, Eren Erdal Aksoy, Júlia Borràs 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
ベアリング計測を用いたサンプルベース出力フィードバックナビゲーション
ランドマークへの方向（ベアリング）計測のみから、RRT*によるセル分割とCLF/CBFに基づく出力フィードバック制御で目標へ移動する手法を提案し、単眼カメラでの実機実験で検証した。
原題: Sample-Based Output-Feedback Navigation with Bearing Measurements ／ Mahroo Bahreinian, Marc Mitjans, Roy Xing 他
日本語で読む → - 論文軌道予測画像認識
非確率サンプリングネットワークによる確率的歩行者軌道予測
歩行者軌道予測におけるランダムサンプリングの偏りを分析し、準モンテカルロ法と学習可能な小型サンプリングネットワーク(NPSN)で多様で現実的な軌道生成を改善した論文。
原題: Non-Probability Sampling Network for Stochastic Human Trajectory Prediction ／ Inhwan Bae, Jin-Hwi Park, Hae-Gon Jeon
日本語で読む → - 論文医療ロボティクス/深度推定eess.IV
3D表面認識制約を用いた内視鏡深度推定
内視鏡画像の深度推定を3D表面の観点から再定式化し、表面認識制約を損失関数に組み込むことで収束を改善する手法を提案。カメラパラメータの統合と鏡面反射除去も行い、医療専門家による評価で有効性を示した。
原題: 3D endoscopic depth estimation using 3D surface-aware constraints ／ Shang Zhao, Ce Wang, Qiyuan Wang 他
日本語で読む → - 論文リハビリテーションロボティクス
多感覚没入型リハビリシステムMIDAS：脳卒中患者の手リハビリ意欲を高める
手外骨格・VR・嗅覚を組み合わせた没入型システムで脳卒中患者の手リハビリ意欲向上を図り、5名のパイロット試験で高い意欲と興奮が確認された。
原題: MIDAS: Multi-sensorial Immersive Dynamic Autonomous System Improves Motivation of Stroke Affected Patients for Hand Rehabilitation ／ Fok-Chi-Seng Fok Kow, Anoop Kumar Sinha, Zhang Jin Ming 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
スライディングモードとニューラルネットワークによる単リンク柔軟マニピュレータの知的制御
劣駆動系向けスライディングモード制御にオンライン学習する小型ニューラルネットを組み合わせ、柔軟リンクマニピュレータの軌道追従を低消費電力マイコンで実現した研究。
原題: Intelligent control of a single-link flexible manipulator using sliding modes and artificial neural networks ／ Gabriel da Silva Lima, Diego Rolim Porto, Adilson Jose de Oliveira 他
日本語で読む → - 論文カメラ姿勢推定画像認識
DiffPoseNet：直接的な微分可能カメラ姿勢推定
法線フローを推定するNFlowNetと微分可能なキラリティ層を組み合わせ、深度推定を介さずにカメラ姿勢をend-to-endで学習する手法を提案した論文。
原題: DiffPoseNet: Direct Differentiable Camera Pose Estimation ／ Chethan M. Parameshwara, Gokul Hari, Cornelia Fermüller 他
日本語で読む → - 論文ビヘイビアツリー/対話ロボティクス
実行中の曖昧さを対話で解消するビヘイビアツリー
実演からビヘイビアツリーを学習するピック&プレース手法に音声対話を組み合わせ、同種物体が複数ある場面で対象を聞き返して曖昧さを解消するシステムを提案した。
原題: Interactive Disambiguation for Behavior Tree Execution ／ Matteo Iovino, Fethiye Irmak Doğan, Iolanda Leite 他
日本語で読む → - 論文音源分離cs.SD
RoSS: ロボットの回転を活用した音源分離
マイクアレイを適切な向きに回転させることで干渉音同士をエイリアシングさせ、K音源の混合をK-1音源の混合に変換する音源分離手法を提案し、実機プロトタイプで実証した。
原題: RoSS: Utilizing Robotic Rotation for Audio Source Separation ／ Hyungjoo Seo, Sahil Bhandary Karnoor, Romit Roy Choudhury
日本語で読む → - 論文マルチエージェント経路計画ロボティクス
LSTMによる空間エンコードを用いたマルチエージェント経路計画
可変数のエージェントに対応するためLSTMで状態をエンコードし、強化学習で連続空間の経路計画ポリシーを学習。最大4機のドローン実機飛行で衝突回避を実証した。
原題: Long Short-Term Memory for Spatial Encoding in Multi-Agent Path Planning ／ Marc R. Schlichting, Stefan Notter, Walter Fichter
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
経路積分法による軌道最適化のサンプリング複雑性
経路積分法というサンプリングベース制御法について、所定の誤差とリスク確率を満たすのに必要なサンプル数を理論的に導出し、線形時変系などに適用した。
原題: Sampling Complexity of Path Integral Methods for Trajectory Optimization ／ Hyung-Jin Yoon, Chuyuan Tao, Hunmin Kim 他
日本語で読む → - 論文点群位置合わせ/FPGAロボティクス
FPGA上で動作する深層学習ベース点群位置合わせの高効率アクセラレータ
PointNetLKをベースに、PointNet特徴抽出をFPGAで高速化するアクセラレータを設計し、低消費電力でCPU比最大21倍・ICP比70倍の高速位置合わせを実現した。
原題: An Efficient Accelerator for Deep Learning-based Point Cloud Registration on FPGAs ／ Keisuke Sugiura, Hiroki Matsutani
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
物体中心確率的運動プリミティブのための残差ロボット学習
ProMPの軌道に残差強化学習を組み合わせ、実演のばらつきを決定変数として活用することで、7自由度ロボットアームによる高精度なブロック挿入タスクを実現した。
原題: Residual Robot Learning for Object-Centric Probabilistic Movement Primitives ／ Joao Carvalho, Dorothea Koert, Marek Daniv 他
日本語で読む → - 論文四足歩行ロボティクス
脊椎関節を有する四足歩行ロボットのモデリングと全身ダイナミクスシミュレーション環境の構築
脊椎関節付き四足ロボットの運動学・動力学モデルをラグランジュ法で導出し、MATLAB/Simulink上に精密な接触モデルを含む全身シミュレーション環境を構築した論文。
原題: Modeling of a Quadruped Robot with Spine Joints and Full-Dynamics Simulation Environment Construction ／ Omer Kemal Adak, Beste Bahceci, Kemalettin Erbatur
日本語で読む → - 論文移動操作ロボティクス
腕付き四足ロボットの堅牢な移動操作フレームワークRoLoMa
外乱に対するロバスト性を表す指標を提案し、それを軌道最適化に組み込むことで、腕付き四足ロボットの複雑な移動操作タスクをより強い外乱に耐えられる軌道で解けるようにした。
原題: RoLoMa: Robust Loco-Manipulation for Quadruped Robots with Arms ／ Henrique Ferrolho, Vladimir Ivan, Wolfgang Merkt 他
日本語で読む → - 論文時空間モデリングロボティクス
移動ロボット観測に基づく時空間的人間活動のノンパラメトリックモデリング
移動ロボットが長期間観測したデータから、変分ガウス過程回帰を用いて人間の出現を時空間的に連続表現するモデルを提案し、予測品質と経路計画で従来手法を上回った。
原題: Non-Parametric Modeling of Spatio-Temporal Human Activity Based on Mobile Robot Observations ／ Marvin Stuede, Moritz Schappler
日本語で読む → - 論文測位/群制御ロボティクス
動的UWB役割割当によるマルチロボットシステムの大規模相対測位
UWBノードの役割をアクティブ/パッシブ間で動的に切り替え、ロボット位置に応じて適応的に更新することで、固定役割と同等の精度を保ちつつ大規模な相対測位を可能にした研究。
原題: Towards Large-Scale Relative Localization in Multi-Robot Systems with Dynamic UWB Role Allocation ／ Paola Torrico Morón, Jorge Peña Queralta, Tomi Westerlund
日本語で読む → - 論文水中ロボットロボティクス
人間の目視検査を支援する水中ロボットの協調経路追従制御
人間が目視検査しながらROVを操作するタスク向けに、経路追従を自動支援する協調制御法を開発し、手動操作より誤差と作業負荷が有意に小さいことを実験で示した。
原題: Cooperative Path-following Control of Remotely Operated Underwater Robots for Human Visual Inspection Task ／ Eito Sato, Hailong Liu, Norimitsu Sakagami 他
日本語で読む → - 論文3Dマルチオブジェクト追跡画像認識
物体検出とシーンフロー推定を同時最適化する3Dマルチオブジェクト追跡
物体検出とシーンフロー推定を同時に最適化する3Dマルチオブジェクト追跡フレームワークを提案し、回転を伴う運動でも頑健な追跡を実現した。
原題: DetFlowTrack: 3D Multi-object Tracking based on Simultaneous Optimization of Object Detection and Scene Flow Estimation ／ Yueling Shen, Guangming Wang, Hesheng Wang
日本語で読む → - 論文全身制御/MPCロボティクス
全身MPCと動的遮蔽回避：可視性確率の最尤推定によるアプローチ
全身モデル予測制御に可視性制約を確率的最大化として組み込み、動的な遮蔽物を避けながら対象を見続ける全身運動計画手法を提案した論文。
原題: Whole-Body MPC and Dynamic Occlusion Avoidance: A Maximum Likelihood Visibility Approach ／ Ibrahim Ibrahim, Farbod Farshidian, Jan Preisig 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
バーテンダーロボットのためのパーソナライズされたHRIを実現するROSアーキテクチャ
バーテンダーロボットBRILLOのための、知覚・意思決定・実行の3層からなるROSアーキテクチャを提案し、信念層によるユーザモデリングでパーソナライズされた対話を実現する。
原題: A ROS Architecture for Personalised HRI with a Bartender Social Robot ／ Alessandra Rossi, Maria Di Maro, Antonio Origlia 他
日本語で読む → - 論文レーダーオドメトリロボティクス
Fast-MbyM：フーリエ変換の並進不変性を活用した高速・高精度レーダーオドメトリ
フーリエ変換の並進不変性を利用して角度と並進の探索を分離し、CPUや組み込み機器でもリアルタイム動作可能な高速レーダーオドメトリ手法を提案した論文。
原題: Fast-MbyM: Leveraging Translational Invariance of the Fourier Transform for Efficient and Accurate Radar Odometry ／ Robert Weston, Matthew Gadd, Daniele De Martini 他
日本語で読む → - 論文マルチロボット探索画像認識
ニューラル二部グラフマッチングによるマルチロボット能動マッピング
ロボットとフロンティアの対応を二部グラフマッチングとして定式化し、多重グラフニューラルネットで親和性を学習して強化学習で最適化するマルチロボット能動マッピング手法を提案した。
原題: Multi-Robot Active Mapping via Neural Bipartite Graph Matching ／ Kai Ye, Siyan Dong, Qingnan Fan 他
日本語で読む → - 論文6D姿勢推定ロボティクス
SLAM支援による6D物体姿勢推定の自己学習
ロボットのオドメトリと姿勢予測をポーズグラフ最適化で統合し、共分散を自動調整して高品質な擬似ラベルを作る自己学習手法。YCBビデオと実機で姿勢精度を大幅改善。
原題: SLAM-Supported Self-Training for 6D Object Pose Estimation ／ Ziqi Lu, Yihao Zhang, Kevin Doherty 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
進化アルゴリズムで実現する不整地対応の六脚歩行
ランダムな段差や障害物を含む不整地コースの物理シミュレーション上で、速度と安定性を同時に評価する適応度関数を用いて六脚ロボットの歩容パラメータを進化させ、脚ごとに特化した安定歩行制御を獲得した。
原題: Leveraging Evolutionary Algorithms for Feasible Hexapod Locomotion Across Uneven Terrain ／ Jack Vice, Gita Sukthankar, Pamela K. Douglas
日本語で読む → - 論文説明可能強化学習ロボティクス
線形モデル木による深層強化学習ドッキングエージェントの近似
PPOで学習した自律船のドッキング用DNN方策を線形モデル木で近似し、リアルタイムに制御動作の根拠を説明できるようにした研究。
原題: Approximating a deep reinforcement learning docking agent using linear model trees ／ Vilde B. Gjærum, Ella-Lovise H. Rørvik, Anastasios M. Lekkas
日本語で読む → - 論文姿勢推定画像認識
自己教師ありカテゴリレベル物体姿勢・サイズ推定に向けて
単一深度画像からカテゴリレベルの物体姿勢とサイズを、正解ラベルなしで推定する自己教師あり手法を提案。テンプレートメッシュの変形・位置合わせと微分可能レンダリングによる幾何整合性で学習する。
原題: Towards Self-Supervised Category-Level Object Pose and Size Estimation ／ Yisheng He, Haoqiang Fan, Haibin Huang 他
日本語で読む → - 論文位置推定ロボティクス
HMMフレームワークにおける適応的信念伝播を用いたオンライン目標位置推定
HMM上で隠れ状態を粗から細へ段階的に絞り込む適応的ビタビ法を提案し、大規模空間でも計算コストを抑えてオンラインで目標軌跡を推定する。UWBセンサネットワーク実験で有効性を示した。
原題: Online Target Localization using Adaptive Belief Propagation in the HMM Framework ／ Min-Won Seo, Solmaz S. Kia
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