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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: 2022/3/1 ／ 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 → - 論文位置推定ロボティクス
Descriptellation：深層学習による星座記述子
意味的に重要な物体の配置をグラフとして捉え、深層グラフ畳み込みネットワークで記述子に変換する学習ベースのグローバル位置推定手法を提案し、実世界データセットで既存手法を上回る性能とノイズ耐性を示した。
原題: Descriptellation: Deep Learned Constellation Descriptors ／ Chunwei Xing, Xinyu Sun, Andrei Cramariuc 他
日本語で読む → - 論文分散データ融合ロボティクス
動的ロボットシステムにおける異種分散データ融合のための保守的フィルタリング
動的環境で複数ロボットが部分的な確率分布を共有して融合する際、過信的な推定を防ぐため依存関係の起源を解析し、既存手法と組み合わせ可能な保守的フィルタリングアルゴリズムを因子グラフ上で提案した。
原題: Conservative Filtering for Heterogeneous Decentralized Data Fusion in Dynamic Robotic Systems ／ Ofer Dagan, Nisar R. Ahmed
日本語で読む → - 論文感情認識HCI
自動運転車における音声・映像による感情認識の応用
自動運転車内の乗員の感情や体調を音声・映像など複数モダリティで認識し、運転スタイルや情報娯楽の調整に活用するための課題と展望を論じた論文。
原題: Audiovisual Affect Assessment and Autonomous Automobiles: Applications ／ Björn W. Schuller, Dagmar M. Schuller
日本語で読む → - 論文形式検証cs.LO
自動運転車のLNTによる形式モデリングとシミュレーション・テスト
自動運転車と環境の相互作用を形式言語LNTで2種類モデル化し、形式検証ツールを単一コンポーネントや車両全体に適用する方法を示した論文。
原題: Formally Modeling Autonomous Vehicles in LNT for Simulation and Testing ／ Lina Marsso, Radu Mateescu, Lucie Muller 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
PDEに基づくソフトロボットアームの動的制御と状態推定
Cosseratロッドモデルの偏微分方程式を用い、無限次元の状態フィードバック制御とリー群上の拡張カルマンフィルタを設計し、位置計測のみから全状態を推定しつつ軌道追従を実現した研究。
原題: PDE-based Dynamic Control and Estimation of Soft Robotic Arms ／ Tongjia Zheng, Hai Lin
日本語で読む → - 論文ランダム化ニューラルネットワークcs.NE
ランダムベクトル関数リンクネットワーク：最近の発展、応用、今後の方向性
RVFLネットワークの進化を包括的にレビューし、浅層・アンサンブル・深層モデルやハイパーパラメータ最適化、応用、今後の研究方向をまとめた論文。
原題: Random vector functional link network: recent developments, applications, and future directions ／ A. K. Malik, Ruobin Gao, M. A. Ganaie 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
材料分類のための生体模倣触覚センサの設計
指紋・真皮・表皮を模した低コスト小型触覚センサを開発し、ホール効果で磁場を検出して材料の表面テクスチャを分類できることを示した。
原題: Design of a Biomimetic Tactile Sensor for Material Classification ／ Kevin Dai, Xinyu Wang, Allison M. Rojas 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
情報利得に基づくUAV群による農地モニタリングとマッピング
複数UAVの群ロボティクスで、期待情報利得に基づき観測すべき領域を適応的に選び、雑草などの不均一な分布を効率的にマッピングする手法を提案した。
原題: Monitoring and mapping of crop fields with UAV swarms based on information gain ／ Carlos Carbone, Dario Albani, Federico Magistri 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
SO(2)同変強化学習
最適Q関数と方策の同変・不変性を利用し、回転対称なロボット操作問題向けに同変DQNとSACを提案、サンプル効率の大幅改善を示した。
原題: $\mathrm{SO}(2)$-Equivariant Reinforcement Learning ／ Dian Wang, Robin Walters, Robert Platt
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
グループ計画で強化された分散型自律飛行ロボットチーム
空間分布に応じてチームを動的にグループ分けし、グループ内でMAPFと軌道の共同最適化を行うことで、大規模チームでも高品質な計画を実現する分散型飛行ロボットシステムを提案した。
原題: Enhanced Decentralized Autonomous Aerial Robot Teams with Group Planning ／ Jialiang Hou, Xin Zhou, Zhongxue Gan 他
日本語で読む → - 論文適応制御制御
高次ロバスト適応制御バリア関数と指数安定化適応制御リアプノフ関数
パラメータ不確かさを持つ高相対次数の非線形システムに対し、オンラインデータで不確かさを適応的に低減しつつ安全性と指数安定性を保証するHO-RaCBFとES-aCLFを提案し、二次計画法で統合した。
原題: High Order Robust Adaptive Control Barrier Functions and Exponentially Stabilizing Adaptive Control Lyapunov Functions ／ Max H. Cohen, Calin Belta
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
着地位置制約を守る二足歩行の動的歩行をsim-to-realで学習
強化学習で二足ロボットの動的歩行制御器を訓練し、外部から指定された着地位置に応答できるようにした。Cassieでシミュレーションと実機の両方で性能を示し、次の着地位置を予測するモデルも教師あり学習で構築した。
原題: Sim-to-Real Learning of Footstep-Constrained Bipedal Dynamic Walking ／ Helei Duan, Ashish Malik, Jeremy Dao 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
電気場結合発振器による水中ロボットの集団電気化学的知覚
水中で電場結合する非線形発振器を用い、AUV群が限られたセンサ・通信能力でも周囲環境や互いの位置・数を集団的に知覚する手法を提案・実装した。
原題: Electric-field-coupled oscillators for collective electrochemical perception in underwater robotics ／ Serge Kernbach
日本語で読む → - 論文視覚ナビゲーション画像認識
Newton-PnP：小型トイドローン向けリアルタイム視覚ナビゲーション
低性能なIoTデバイス上でリアルタイム動作し、実行時間と正しさの理論保証を両立するPnPアルゴリズムを提案。Raspberry Pi Zeroを搭載したTelloドローンで屋内自律飛行を実現した。
原題: Newton-PnP: Real-time Visual Navigation for Autonomous Toy-Drones ／ Ibrahim Jubran, Fares Fares, Yuval Alfassi 他
日本語で読む → - 論文能動学習/経路計画ロボティクス
航空セマンティックマッピングにおける能動学習のための情報経路計画
ベイズ推定でセグメンテーションモデルの不確実性を見積もり、その不確実性を能動学習の目的関数に結びつけてUAVを誘導し、ラベル付けに最も有益な地形画像を効率的に収集する手法を提案した。
原題: Informative Path Planning for Active Learning in Aerial Semantic Mapping ／ Julius Rückin, Liren Jin, Federico Magistri 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
低頻度データで学習可能なテンセグリティロボットのリカレント微分可能エンジン
テンセグリティロボットの微分可能物理エンジンにリカレント構造と暗黙的積分・段階的学習・微分可能衝突判定を導入し、低頻度の実測軌道データでも高精度にモデル化できるようにした。
原題: A Recurrent Differentiable Engine for Modeling Tensegrity Robots Trainable with Low-Frequency Data ／ Kun Wang, Mridul Aanjaneya, Kostas Bekris
日本語で読む → - 論文自動運転/物体認識画像認識
半教師あり学習による自動運転のための重要物体識別
自車視点の運転シーンで物体間の関係推論を用いて重要物体を二値分類し、半教師あり学習と自車挙動予測の補助タスクで精度を高めた研究。
原題: Important Object Identification with Semi-Supervised Learning for Autonomous Driving ／ Jiachen Li, Haiming Gang, Hengbo Ma 他
日本語で読む → - 論文移動マニピュレーションロボティクス
到達可能性の行動事前分布を用いた移動マニピュレーションのロボット学習
移動マニピュレーションのための強化学習において、ロボットの到達可能性に基づく事前分布を活用し、離散・連続行動を統合的に扱う新手法BHyRLを提案して学習を加速させる論文。
原題: Robot Learning of Mobile Manipulation with Reachability Behavior Priors ／ Snehal Jauhri, Jan Peters, Georgia Chalvatzaki
日本語で読む → - 論文距離場/動作生成ロボティクス
反応的動作生成のための正則化深層符号付き距離場
任意スケールで滑らかな距離場を計算できる単一のニューラル陰関数ReDSDFを提案し、全身制御や人とロボットの安全な協調作業に応用した論文。
原題: Regularized Deep Signed Distance Fields for Reactive Motion Generation ／ Puze Liu, Kuo Zhang, Davide Tateo 他
日本語で読む → - 論文深度補完画像認識
最小二乗推定による深度非依存の深度補完
RGB画像と疎な深度マップを独立に処理し、最小二乗推定で密な深度マップを生成する手法を提案。疎性の変化に頑健で高品質な超解像深度補完を実現。
原題: Depth-Independent Depth Completion via Least Square Estimation ／ Xianze Fang, Yunkai Wang, Zexi Chen 他
日本語で読む → - 論文安全・リスクアセスメントロボティクス
ISO/TS 15066の解釈の違いがリスクアセスメントに与える影響
安全な人間-ロボット協働の技術仕様ISO/TS 15066に含まれる接触定義の論理的矛盾が、リスクアセスメントの解釈を分岐させ誤用を招くことを4機種の実験で示し、決定木と制約付き衝突力マップによる明確な評価手法を提案した論文。
原題: ISO/TS 15066: How Different Interpretations Affect Risk Assessment ／ Robin Jeanne Kirschner, Nico Mansfeld, Saeed Abdolshah 他
日本語で読む → - 論文特徴マッチング画像認識
MatchFormer: 特徴マッチングのためのTransformer内でのアテンション交互配置
階層型エンコーダの各段で自己アテンションによる特徴抽出とクロスアテンションによるマッチングを交互に行うことで、低テクスチャ環境でも高精度かつ高速な特徴マッチングを実現した研究。
原題: MatchFormer: Interleaving Attention in Transformers for Feature Matching ／ Qing Wang, Jiaming Zhang, Kailun Yang 他
日本語で読む → - 論文VIO/センサフュージョンロボティクス
オンラインキャリブレーションと初期化を備えたGPS-視覚-慣性の密結合最適化オドメトリ
GPS・視覚・IMUの残差を局所バンドル調整で同時最小化し、GPS-IMUの外部パラメータと時間オフセットをオンライン推定する密結合オドメトリを提案。長距離走行でのドリフトや視覚・GPS欠損時にも頑健に動作することを示した。
原題: Tightly Coupled Optimization-based GPS-Visual-Inertial Odometry with Online Calibration and Initialization ／ Shihao Han, Feiyang Deng, Tao Li 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
R3M: ロボットマニピュレーションのための汎用視覚表現
人間の動画データで視覚表現を事前学習し、下流のロボット操作タスクを少ないデータで効率的に学習できることを示した論文。
原題: R3M: A Universal Visual Representation for Robot Manipulation ／ Suraj Nair, Aravind Rajeswaran, Vikash Kumar 他
日本語で読む → - 論文地形マッピングロボティクス
不確かな入力に対応する確率的変分ガウス過程による地形マップ構築
入力ノイズを考慮した確率的変分ガウス過程で大規模地形マップを構築し、AUVの測深データで検証した研究。
原題: Fully-probabilistic Terrain Modelling with Stochastic Variational Gaussian Process Maps ／ Ignacio Torroba, Christopher Illife Sprague, John Folkesson
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
全方向性飛行ロボットの6自由度バイラテラル遠隔操作による空中物理インタラクション
全方向性ドローンの接触作業向けに6自由度バイラテラル遠隔操作の枠組みを設計・実験し、標準手法の単純拡張では操作者が入力自由度を分離できず不十分であることを示した。
原題: Towards 6DoF Bilateral Teleoperation of an Omnidirectional Aerial Vehicle for Aerial Physical Interaction ／ Mike Allenspach, Nicholas Lawrance, Marco Tognon 他
日本語で読む → - 論文農業AI画像認識
deepNIR: 合成NIR画像生成と深層学習による果実検出のためのデータセット
NIR+RGBデータセットを公開し、合成NIR画像生成と果実のバウンディングボックス検出のための基盤を提供した論文。
原題: deepNIR: Datasets for generating synthetic NIR images and improved fruit detection system using deep learning techniques ／ Inkyu Sa, JongYoon Lim, Ho Seok Ahn 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
ポーズグラフSLAMにおける誤ランドマークエッジ検出に対する最小コストマルチカット
ポーズグラフSLAMでランドマークの誤対応を除去するため、ランドマーク数も可変に最適化できる最小コストマルチカット定式化を提案し、NCLTデータセットで有効性を検証した論文。
原題: Minimum Cost Multicuts for Incorrect Landmark Edge Detection in Pose-graph SLAM ／ Kazushi Aiba, Kanji Tanaka, Ryogo Yamamoto
日本語で読む → - 論文LiDARシミュレーションロボティクス
AdaSplats: 適応的スプラッティングによる高精度3Dモデリングとリアルタイム高忠実LiDARシミュレーション
可変密度の実世界点群を適応的にスプラット表現し、GPU並列化で大規模点群を高速処理する高忠実LiDARシミュレータを提案した論文。
原題: AdaSplats: Adaptive Splatting of Point Clouds for Accurate 3D Modeling and Real-time High-Fidelity LiDAR Simulation ／ Jean Pierre Richa, Jean-Emmanuel Deschaud, François Goulette 他
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