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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SLAMロボティクス
ポーズグラフSLAMのためのスペクトラム計測スパース化
ポーズグラフSLAMにおいて、グラフの代数的連結度を最大化するように計測を間引く凸緩和ベースの手法MACを提案し、長期ナビゲーションでのメモリ・計算量削減と推定精度維持を両立した。
原題: Spectral Measurement Sparsification for Pose-Graph SLAM ／ Kevin J. Doherty, David M. Rosen, John J. Leonard
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
視覚ベースのEnd-to-End自動運転のための微分可能制御バリア関数
微分可能な制御バリア関数を組み込んだ学習システムを提案し、視覚入力からのEnd-to-End自動運転において安全性を保証しつつ、実車で車線維持と障害物回避を実現した。
原題: Differentiable Control Barrier Functions for Vision-based End-to-End Autonomous Driving ／ Wei Xiao, Tsun-Hsuan Wang, Makram Chahine 他
日本語で読む → - 論文VR/デジタルツインロボティクス
月面インフラ組立失敗のトラブルシューティング向けVRデジタルツイン環境
月面でのロボット遠隔操作による組立失敗に対処するため、ローバーと機械アームのVRデジタルツインを構築し、一人称・三人称視点で仮想的に操作・調査できる環境を提案した。
原題: Virtual Reality Digital Twin and Environment for Troubleshooting Lunar-based Infrastructure Assembly Failures ／ Phaedra S. Curlin, Madaline A. Muniz, Mason M. Bell 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 → - 論文群衆ナビゲーションロボティクス
注意機構付き相互作用グラフによる意図認識型群衆ナビゲーション
エージェント間の異種相互作用を注意機構付き再帰グラフニューラルネットで捉え、他者の将来軌道予測で意図を推定しながら強化学習で群衆内を安全にナビゲーションする手法を提案し、実機TurtleBotでも検証した。
原題: Intention Aware Robot Crowd Navigation with Attention-Based Interaction Graph ／ Shuijing Liu, Peixin Chang, Zhe Huang 他
日本語で読む → - 論文ヒューマンロボットインタラクションロボティクス
ロボットの自己能力評価が信頼と性能に与える影響の調査
ロボットが自分の能力を自己評価して報告することが、操作者の信頼とタスク性能にどう影響するかをオンライン被験者実験で調べた研究。
原題: Investigating the Effects of Robot Proficiency Self-Assessment on Trust and Performance ／ Nicholas Conlon, Daniel Szafir, Nisar Ahmed
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
デジタルツインを活用したレジリエントロボティクスによる非介入課題への対応
異なるベンダーのロボット群を双方向デジタルツインで連携させ、人間の介入を減らしつつミッションのレジリエンスを確保する手法を提案した論文。
原題: Addressing Non-Intervention Challenges via Resilient Robotics utilizing a Digital Twin ／ Sam Harper, Shivoh Nandakumar, Daniel Mitchell 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
深層学習による3D姿勢再構成を用いた水中ソフトハンドの生体模倣評価
複数ミラーと1台のカメラで撮影した動画から深層学習でソフト指の3D姿勢を再構成し、人間の手と比較して把持動作の生体模倣性を評価した研究。
原題: Biomimetic Evaluation of an Underwater Soft Hand Through Deep Learning-based 3D Pose Reconstruction ／ Haihang Wang, He Xu, Yihan Meng
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3D物体検出画像認識
ステレオニューラルノギス：インスタンス単位の3D物体検出フレームワーク
初期3D直方体推定を局所的に精緻化するインスタンス単位モデルを提案し、粗から細へのマルチ解像度化やモデル非依存の位置補正、ステレオ3D追跡を実現してKITTIで最高性能を達成した。
原題: Stereo Neural Vernier Caliper ／ Shichao Li, Zechun Liu, Zhiqiang Shen 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 → - 論文触覚ロボティクス
触覚による探索と意思決定の同時学習フレームワークTANDEM
触覚センサのみで物体を認識するため、探索行動と識別判断を別モジュールで協調学習させる手法を提案し、少ない接触回数で高精度かつノイズに頑健な認識を実現した。
原題: TANDEM: Learning Joint Exploration and Decision Making with Tactile Sensors ／ Jingxi Xu, Shuran Song, Matei Ciocarlie
日本語で読む → - 論文作物モニタリングロボティクス
形状補完を用いた果実マッピングによる自律的な作物モニタリング
RGB-Dカメラとロボットアームで果実の点群を取得し、TSDFベースの3Dマップ上で超楕円体フィッティングにより遮蔽された果実の形状・体積を推定する手法を提案した。
原題: Fruit Mapping with Shape Completion for Autonomous Crop Monitoring ／ Salih Marangoz, Tobias Zaenker, Rohit Menon 他
日本語で読む → - 論文社会ナビゲーションロボティクス
接触を許容する社会ナビゲーション：動的システムに基づくコンプライアンス制御
歩行者との不可避な接触に備え、力制限付きの動的システムと能動的コンプライアンス制御を組み合わせ、接触時も停止せず安全に走行できるナビゲーション手法を提案・評価した論文。
原題: Unfreezing Social Navigation: Dynamical Systems based Compliance for Contact Control in Robot Navigation ／ Diego Paez-Granados, Vaibhav Gupta, Aude Billard
日本語で読む → - 論文Visual SLAMロボティクス
Visual SLAMを拡張・強化するオンライン意味マッピングシステム
物体検出をSLAMの意味制約として取り込み、軌跡の曖昧さをトラックレットで処理することで、リアルタイムに姿勢推定精度を最大68%改善する意味マッピング手法を提案した。
原題: An Online Semantic Mapping System for Extending and Enhancing Visual SLAM ／ Thorsten Hempel, Ayoub Al-Hamadi
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
生成敵対ネットワークによる意図伝達型ロボット動作の生成と実行
人間が繊細な物体を運ぶ際の速度プロファイルをGANで学習し、2種類のロボットで「慎重さ」を伝える動作を自律生成できるようにした研究。
原題: Synthesis and Execution of Communicative Robotic Movements with Generative Adversarial Networks ／ Luca Garello, Linda Lastrico, Alessandra Sciutti 他
日本語で読む → - 論文強化学習/微分可能シミュレーション機械学習
微分可能物理シミュレーションにおける報酬勾配を活用した強化学習
微分可能な剛体物理シミュレータの報酬解析勾配を活用する新アルゴリズムを提案し、難解な非線形制御問題で最先端の深層強化学習を上回る性能を示した。
原題: Leveraging Reward Gradients For Reinforcement Learning in Differentiable Physics Simulations ／ Sean Gillen, Katie Byl
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
接近物体への反応的な移動方策の階層強化学習に関する予備研究
MuJoCo上で脚式ロボットが迫ってくるボールを避けるシミュレーション環境を構築し、事前の移動経験が階層強化学習による反応制御方策の学習効率を高めるかを検証した。
原題: Hierarchical Reinforcement Learning of Locomotion Policies in Response to Approaching Objects: A Preliminary Study ／ Shangqun Yu, Sreehari Rammohan, Kaiyu Zheng 他
日本語で読む → - 論文ロボット教育/sim2realロボティクス
産業用ロボット教育を支援するシミュレーションツールの開発
Unity 3Dを用いて産業用ロボットアームのシミュレータを開発し、逆運動学と順運動学の両方で制御できるようにして、実機なしで授業の理論と実践を結びつける教育支援を実現した。
原題: Desenvolvimento de ferramenta de simula\c{c}\~ao para aux\'ilio no ensino da disciplina de rob\'otica industrial ／ Afonso Henriques Fontes Neto Segundo, Joel Sotero da Cunha Neto, Halisson Alves de Oliveira 他
日本語で読む → - 論文物体ナビゲーション画像認識
牧場のCoW：言語駆動ゼロショット物体ナビゲーションのベースラインとベンチマーク
オープンボキャブラリモデルを微調整なしで物体ナビゲーションに適用するCLIP on Wheels（CoW）フレームワークを検討し、珍しい物体や属性・空間記述、隠れた物体を扱うPastureベンチマークを提案した。21のCoWベースラインをHabitat・RoboTHOR・Pastureで9万以上のエピソードにわたり評価した。
原題: CoWs on Pasture: Baselines and Benchmarks for Language-Driven Zero-Shot Object Navigation ／ Samir Yitzhak Gadre, Mitchell Wortsman, Gabriel Ilharco 他
日本語で読む → - 論文LiDARオドメトリロボティクス
直接LiDAR慣性オドメトリ：連続時間運動補正を備えた軽量LIO
時間のみでパラメータ化した解析式により並列可能な点単位の歪み補正を実現し、スキャン間照合を省いて地図へ直接レジストレーションする軽量LiDAR慣性オドメトリを提案した論文。
原題: Direct LiDAR-Inertial Odometry: Lightweight LIO with Continuous-Time Motion Correction ／ Kenny Chen, Ryan Nemiroff, Brett T. Lopez
日本語で読む → - 論文経路計画制御
効率的な最適化ベース衝突回避のための閉形式ミンコフスキー和近似
非線形計画法による衝突回避制約を、ミンコフスキー和の外側近似で閉形式表現し、制約と変数を大幅に削減して自動車とクアッドコプターの経路計画を高速化した論文。
原題: Closed-Form Minkowski Sum Approximations for Efficient Optimization-Based Collision Avoidance ／ James Guthrie, Marin Kobilarov, Enrique Mallada
日本語で読む → - 論文イベントカメラ画像認識
イベントカメラのためのオートフォーカス
イベントカメラ向けに、イベントレートというフォーカス指標とイベントベースの黄金分割探索を組み合わせたオートフォーカス手法を提案し、専用データセットで有効性を示した論文。
原題: Autofocus for Event Cameras ／ Shijie Lin, Yinqiang Zhang, Lei Yu 他
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VLA機械学習
視覚ベース強化学習に関係的帰納バイアスを与えるグラフニューラルネットワーク
ロボットの物理構造をグラフで表現し、画像特徴と内部状態を統合したGNNで強化学習を行い、視覚フィードバックのみで効率的な位置制御方策を学習できることを示した。
原題: Graph Neural Networks for Relational Inductive Bias in Vision-based Deep Reinforcement Learning of Robot Control ／ Marco Oliva, Soubarna Banik, Josip Josifovski 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
変化する環境での一時地図生成による長期ロバストLiDAR自己位置推定
事前地図との照合が不確実なとき一時的に地図生成を行い、信頼できる照合が得られたら事前地図に統合することで、環境変化に強い長期LiDAR自己位置推定を実現した論文。
原題: ROLL: Long-Term Robust LiDAR-based Localization With Temporary Mapping in Changing Environments ／ Bin Peng, Hongle Xie, Weidong Chen
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
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