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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットによるリンゴ収穫システムのアルゴリズム設計と統合
視覚認識・計画・制御を統合したリンゴ収穫ロボットを開発し、1個あたり平均3.6秒の収穫速度を実現した。
原題: Algorithm Design and Integration for a Robotic Apple Harvesting System ／ Kaixiang Zhang, Kyle Lammers, Pengyu Chu 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 → - 論文物体検出/データセット画像認識
自動運転の物体検出における実世界のコーナーケースデータセットCODA
自動運転の物体検出器が苦手とする珍しい物体やコーナーケースを含む1500シーンの実世界データセットCODAを構築し、既存検出器の性能が大きく低下することを示した。
原題: CODA: A Real-World Road Corner Case Dataset for Object Detection in Autonomous Driving ／ Kaican Li, Kai Chen, Haoyu Wang 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
生成的敵対的自己模倣学習によるカテゴリレベルで汎化可能な物体操作方策の学習
終端報酬のみの模倣学習で、形状が多様な関節物体カテゴリに汎化する操作方策を学ぶため、生成的敵対的自己模倣学習・識別器の漸進的成長・専門家バッファのインスタンス均衡化を提案した論文。
原題: Learning Category-Level Generalizable Object Manipulation Policy via Generative Adversarial Self-Imitation Learning from Demonstrations ／ Hao Shen, Weikang Wan, He Wang
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
オンボードカメラが捉えたシーン構造からUAVが生む乱流を推定する学習手法
オンボードカメラ画像と制御入力から、障害物や複雑構造に起因する飛行中の乱流を推定するモデルを学習し、シミュレーションから実環境へのsim2real転移で良好な性能を示した。
原題: Learning to estimate UAV created turbulence from scene structure observed by onboard cameras ／ Quentin Possamaï, Steeven Janny, Madiha Nadri 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
生物に学ぶマルチロボット自律システム
四足歩行ロボットと車輪ロボットの群れを、生物の共生関係に着想を得た仕組みで協調させ、バッテリー交換を相互支援してミッションの耐障害性を高める手法を実証した。
原題: Bio-inspired Multi-robot Autonomy ／ Shivoh Chirayil Nandakumar, Samuel Harper, Daniel Mitchell 他
日本語で読む → - 論文ヘビ型ロボットロボティクス
その場旋回によるヘビ型ロボットの機動性向上
ヘビ型ロボットのためのその場旋回歩容を設計し、形状中心モデリングでその動特性を捉え、シミュレータと実機で検証した。
原題: In-Place Rotation for Enhancing Snake-like Robot Mobility ／ Alexander H. Chang, Patricio A. Vela
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 → - 論文データ生成画像認識
Depth-SIMS：セグメンテーションと深度を備えた合成データ生成
RGB画像・セグメンテーションマップ・疎深度マップを整合させて合成し、インペインティングで高品質画像と密深度に変換する手法を提案。生成データはセマンティックセグメンテーションと深度補完の学習に有効であることを示した。
原題: Depth-SIMS: Semi-Parametric Image and Depth Synthesis ／ Valentina Musat, Daniele De Martini, Matthew Gadd 他
日本語で読む → - 論文神経義手ロボティクス
AIによる神経インターフェースを介した義手のリアルタイムかつ直感的な制御
末梢神経インターフェースとRNNベースのAIデコーダを用い、切断者が6自由度の指・手首動作を最大97-98%の精度で直感的に義手制御できることを示した研究。
原題: Artificial Intelligence Enables Real-Time and Intuitive Control of Prostheses via Nerve Interface ／ Diu Khue Luu, Anh Tuan Nguyen, Ming Jiang 他
日本語で読む → - 論文センシングロボティクス
ミリ波先読みセンシングによる自律作業の安全とレジリエンス
ミリ波センサで壁やドア越しの状況を事前に把握し、ロボットが安全に作業空間へ移動できるようにする先読みセンシング手法を提案した論文。
原題: Millimeter-wave Foresight Sensing for Safety and Resilience in Autonomous Operations ／ Daniel Mitchell, Jamie Blanche, Sam T. Harper 他
日本語で読む → - 論文マルチロボット/テザー給電制御
単一テザーで給電する複数クアッドコプターの電力解析と応用
1本のテザーで複数台のクアッドコプターに給電するシステムについて、推力と電力の関係を解析し、2台構成が1台構成より消費電力を抑えられる条件や火災消火・障害物越しの把持などの応用例を示した。
原題: Tethered Power for a Series of Quadcopters: Analysis and Applications ／ Karan P. Jain, Prasanth Kotaru, Massimiliano de Sa 他
日本語で読む → - 論文SLAM/自己位置推定画像認識
異種グラフニューラルネットワークによる長期視覚地図のスパース化
SfM地図を異種グラフとしてモデル化し、GNNで3D点の重要度を予測することで、環境変化に頑健で将来の自己位置推定に有用な点を選別して地図サイズを削減する手法を提案した。
原題: Long-term Visual Map Sparsification with Heterogeneous GNN ／ Ming-Fang Chang, Yipu Zhao, Rajvi Shah 他
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 → - 論文制御/最適化ロボティクス
方策分解の探索手法：遺伝的アルゴリズムとモンテカルロ木探索による組合せ課題の緩和
複雑な制御問題を低次元の部分問題に分解する「方策分解」において、遺伝的アルゴリズムとモンテカルロ木探索を用いて分解戦略の組合せ爆発を緩和し、マニピュレータの振り上げ・二足歩行のバランス・クアッドコプターのホバリング制御で有効性を示した論文。
原題: Search Methods for Policy Decompositions ／ Ashwin Khadke, Hartmut Geyer
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 → - 論文経路計画ロボティクス
PathBenchによる経路計画アルゴリズムの体系的比較
古典的・学習ベースの経路計画アルゴリズムを2D/3Dグリッド環境で開発・可視化・ベンチマークできるオープンソース基盤PathBenchを提案し、5種類のハードウェアと3種類の地図で比較評価した。
原題: Systematic Comparison of Path Planning Algorithms using PathBench ／ Hao-Ya Hsueh, Alexandru-Iosif Toma, Hussein Ali Jaafar 他
日本語で読む → - 論文変形物体操作ロボティクス
グラフニューラルネットワークを用いたケーブル操作のための変形モデルのオフライン・オンライン学習
GNNでシミュレーションからケーブルの変形ダイナミクスを学習し、実機とのギャップをオンラインで線形残差モデルにより補正、MPCと組み合わせてロバストな操作を実現した。
原題: Offline-Online Learning of Deformation Model for Cable Manipulation with Graph Neural Networks ／ Changhao Wang, Yuyou Zhang, Xiang Zhang 他
日本語で読む → - 論文逐次モンテカルロAI
条件付き正規化フローによる逐次モンテカルロの測定密度推定
逐次モンテカルロ法の測定モデルを条件付き正規化フローで学習し、状態が与えられた下での測定の複雑な尤度を表現可能にした研究。視覚追跡実験で推定性能と学習収束の改善を示した。
原題: Conditional Measurement Density Estimation in Sequential Monte Carlo via Normalizing Flow ／ Xiongjie Chen, Yunpeng Li
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 → - 論文音声視覚認識cs.MM
人間とロボットの協調のための音声・視覚による物体分類
人が扱う容器の質量・容量・寸法や中身の種類と量を音響・視覚信号から推定するCORSMALチャレンジとデータセットを提案し、推定誤差が受け渡しに与える影響を実-to-シミュレーションで評価する枠組みを示した。
原題: Audio-Visual Object Classification for Human-Robot Collaboration ／ A. Xompero, Y. L. Pang, T. Patten 他
日本語で読む → - 論文制御理論制御
有界外乱下の区分アフィンシステムの階層制御のためのロバスト近似シミュレーション
区分アフィン系を低次元の線形系や単純な区分アフィン系で近似し、有界外乱があっても出力誤差を抑えて追従させるロバストな階層制御手法を提案した論文。
原題: Robust Approximate Simulation for Hierarchical Control of Piecewise Affine Systems under Bounded Disturbances ／ Zihao Song, Vince Kurtz, Shirantha Welikala 他
日本語で読む → - 論文物体検出ロボティクス
UAV物体検出パイプラインの包括的分析：カメラ校正と画像パラメータの最適化
UAVの物体検出パイプラインにおいて、カメラ校正2種と画像パラメータ5種が検出精度とスループットに与える影響を3つのデータセットで実証的に分析し、組み込み向けのベストプラクティスを提示した論文。
原題: Comprehensive Analysis of the Object Detection Pipeline on UAVs ／ Leon Amadeus Varga, Sebastian Koch, Andreas Zell
日本語で読む → - 論文自動運転/動作計画ロボティクス
量は質に勝る：大規模な汎用カメラ映像データで自動運転の動作計画を学習
高価なHDセンサーの代わりに安価なカメラ映像を大量に使って自動運転の動作計画モデルを学習し、HDデータで学習したモデルを上回る性能を実データで示した論文。
原題: Quantity over Quality: Training an AV Motion Planner with Large Scale Commodity Vision Data ／ Lukas Platinsky, Tayyab Naseer, Hui Chen 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
全身ダイナミクスを用いた非線形モデル予測制御による平面二足歩行のオンライン歩容生成
二足ロボットの全身剛体ダイナミクスをオンラインの非線形モデル予測制御に組み込み、オフライン歩容との併用も可能にして多様な歩行を実現し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: Planar Bipedal Locomotion with Nonlinear Model Predictive Control: Online Gait Generation using Whole-Body Dynamics ／ Manuel Y. Galliker, Noel Csomay-Shanklin, Ruben Grandia 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ドッキングしたModboat並列格子のための振幅制御
単一モーターと受動フリッパーだけの低コストモジュール型水上ロボットModboatを、並列格子状にドッキングさせたまま1つのユニットとして泳がせる振幅制御戦略を開発し、意図しない脱ドッキングの回避と内部力の最小化を実験的に示した論文。
原題: Amplitude Control for Parallel Lattices of Docked Modboats ／ Gedaliah Knizhnik, Mark Yim
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 → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
放射線治療における頭部固定用ソフトロボットの機構とモデル
軟質アクチュエータで患者の頭部位置をリアルタイム補正するパラレルロボット機構を提案し、その変形を記述する構成則と逆運動学を導出、シミュレーションで検証した。
原題: Mechanism and Model of a Soft Robot for Head Stabilization in Cancer Radiation Therapy ／ Olalekan Ogunmolu, Xinmin Liu, Nicholas Gans 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ヒラメ筋と腓腹筋のバネ腱で実現する高速ヒト様二足歩行ロボット
ヒラメ筋と腓腹筋の腱を線形バネで模した小型二足歩行ロボットを開発し、バネ配置が足首パワー増幅や関節協調、歩行速度・効率に与える影響を実機実験で調べた。
原題: Gastrocnemius and Power Amplifier Soleus Spring-Tendons Achieve Fast Human-like Walking in a Bipedal Robot ／ Bernadett Kiss, Emre Cemal Gonen, An Mo 他
日本語で読む →