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3D物体検出画像認識
全ての点は平等ではない：3D LiDAR点群のための高効率な点ベース検出器の学習
物体検出に重要な前景点を学習的に選別する2つのダウンサンプリング戦略と文脈的中心推定を導入し、エンコーダのみの構成で80FPS超を達成した単一ステージ3D LiDAR検出器IA-SSDを提案した。
原題: Not All Points Are Equal: Learning Highly Efficient Point-based Detectors for 3D LiDAR Point Clouds ／ Yifan Zhang, Qingyong Hu, Guoquan Xu 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 → - 論文ブロックチェーン/ROS 2ロボティクス
Hyperledger FabricブロックチェーンとROS 2を統合した自律移動ロボット
ROS 2とHyperledger Fabricブロックチェーンを初めて統合し、スマートコントラクト経由でロボットの制御やデータ収集を行う枠組みを構築、在庫管理ユースケースで性能への影響が小さいことを示した。
原題: Hyperledger Fabric Blockchain and ROS 2 Integration for Autonomous Mobile Robots ／ Salma Salimi, Jorge Peña Queralta, Tomi Westerlund
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
家庭用品の6自由度姿勢推定：入手しやすいデータセットとベンチマーク
ロボット操作向けに、市販のおもちゃの食品を用いた6自由度姿勢推定データセットを構築し、対称性に頑健な新しい評価指標ADD-Hを提案した論文。
原題: 6-DoF Pose Estimation of Household Objects for Robotic Manipulation: An Accessible Dataset and Benchmark ／ Stephen Tyree, Jonathan Tremblay, Thang To 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 → - 論文障害物回避ロボティクス
SERA: 非構造環境での協調ロボット計画に向けた安全で効率的な反応型障害物回避
深層学習と位相多様体学習を活用し、任意の3D形状障害物を非接触で回避する全身反応型障害物回避手法を提案。双腕ロボットで協調動作を検証した。
原題: SERA: Safe and Efficient Reactive Obstacle Avoidance for Collaborative Robotic Planning in Unstructured Environments ／ Apan Dastider, Mingjie Lin
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
ePA*SE: 評価が遅い問題向けのエッジ並列A*探索
状態展開ではなくエッジ評価を並列化することで、ロボティクスで多い評価コストが大きく変動する問題でも高速に計画できる並列A*アルゴリズムを提案し、最適性保証と2つのロボット計画タスクでの有効性を示した。
原題: ePA*SE: Edge-based Parallel A* for Slow Evaluations ／ Shohin Mukherjee, Sandip Aine, Maxim Likhachev
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 → - 論文全身MPCロボティクス
オンライン切替時刻最適化による剛体接触を伴う全身モデル予測制御
剛体接触を伴うロボットの全身MPCを切替システムとして定式化し、切替時刻と軌道を同時にオンライン最適化する効率的アルゴリズムを提案。四足ロボットの動的ジャンプで従来法の2倍の成功率を達成し、実機でも動的動作を実現した。
原題: Whole-body model predictive control with rigid contacts via online switching time optimization ／ Sotaro Katayama, Toshiyuki Ohtsuka
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
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
音声インタラクションの「事前知識」はどこにあるのか
音声対話ロボットが「自然」に機能しない根本原因を、音声に限らず対話全般を支える基本原理(事前知識)の欠如にあると論じた立場論文。
原題: Whither the Priors for (Vocal) Interactivity? ／ Roger K. Moore
日本語で読む → - 論文探索計画ロボティクス
移動マニピュレータによる3D探索・検査のためのオンライン次最良視点プランナ
移動マニピュレータ搭載のRGB-Dカメラの次最良視点を多目的最適化として計画し、地図構築と関心領域の検査を同時に行う手法を提案・実機検証した。
原題: Online Next-Best-View Planner for 3D-Exploration and Inspection With a Mobile Manipulator Robot ／ Menaka Naazare, Francisco Garcia Rosas, Dirk Schulz
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
未知の混雑環境におけるAGVの自律ナビゲーション：log-MPPI制御戦略
サンプリング軌道を対数正規混合分布から生成するlog-MPPIを提案し、未知の混雑環境での2D衝突回避ナビゲーションを実現した研究。
原題: Autonomous Navigation of AGVs in Unknown Cluttered Environments: log-MPPI Control Strategy ／ Ihab S. Mohamed, Kai Yin, Lantao Liu
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ガウス信念伝播による分散型マルチロボット協調計画
ガウス信念伝播に基づく完全分散型のマルチロボット計画手法を提案し、混雑した狭い空間でもロボット同士がすれ違い可能な高効率な協調計画を実現した。
原題: Distributing Collaborative Multi-Robot Planning with Gaussian Belief Propagation ／ Aalok Patwardhan, Riku Murai, Andrew J. Davison
日本語で読む → - 論文LiDAR自己位置推定ロボティクス
FP-Loc: 軽量でドリフトのない間取り図支援LiDAR自己位置推定
天井・床面検出と壁や柱のセグメンテーションを利用し、間取り図とLiDARデータを対応付けて6自由度の自己位置推定を高精度かつドリフトなく行う手法を提案した論文。
原題: FP-Loc: Lightweight and Drift-free Floor Plan-assisted LiDAR Localization ／ Ling Gao, Laurent Kneip
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
ドメイン知識に基づく疑似ラベルで解釈可能な目標条件付き対話型軌道予測
自動運転の対話型軌道予測において、CVAEの潜在空間にドメイン知識を反映した疑似ラベルを導入し、事後崩壊を防ぎつつ解釈可能な相互作用モードを学習する手法を提案した。
原題: Domain Knowledge Driven Pseudo Labels for Interpretable Goal-Conditioned Interactive Trajectory Prediction ／ Lingfeng Sun, Chen Tang, Yaru Niu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
低コスト5自由度ロボットマニピュレータの学際的開発プロジェクト
CAD・マイコン・産業ロボティクスの3科目を横断するPBLとして、5自由度の低コストロボットマニピュレータを設計・開発し、その教育効果を報告した論文。
原題: Development of a robotic manipulator: Applying interdisciplinarity in Computer Assister Project, Microcontrollers and Industrial Robotics ／ Afonso Henriques Fontes Neto Segundo, Joel Sotero da Cunha Neto, Reginaldo Florencio da Silva 他
日本語で読む → - 論文VLA画像認識
制御タスクにおける事前学習済み視覚モデルの意外な有効性
大規模画像データセットで事前学習した視覚表現が、環境固有データなしでも制御ポリシーの学習に有効であることを多様な制御領域で実証した研究。
原題: The Unsurprising Effectiveness of Pre-Trained Vision Models for Control ／ Simone Parisi, Aravind Rajeswaran, Senthil Purushwalkam 他
日本語で読む → - 論文情報経路計画ロボティクス
TIGRIS: 情報獲得を考慮したサンプリングベース経路計画
高次元連続空間で情報利得を考慮したサンプリングを行い、限られた予算内で情報獲得量を最大化する経路を高速に生成する手法を提案し、固定翼UAVの探索タスクでベースラインを18%上回る性能を示した。
原題: TIGRIS: An Informed Sampling-based Algorithm for Informative Path Planning ／ Brady Moon, Satrajit Chatterjee, Sebastian Scherer
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
歩行ポリシーに基づく3次元ボクセル表現を用いた走破性学習
物理シミュレータで大量の歩行経験を収集し、3Dボクセル占有マップから歩行ポリシーに適した走破性コストを予測する疎畳み込みネットワークを学習、脚式ロボットの経路計画に応用した。
原題: Locomotion Policy Guided Traversability Learning using Volumetric Representations of Complex Environments ／ Jonas Frey, David Hoeller, Shehryar Khattak 他
日本語で読む → - 論文ソーシャルロボットロボティクス
表現豊かな動きでロボットが行動を誘導：ERIKによる非言語コミュニケーション
自律型ソーシャルロボットが視線追従しながら姿勢ベースの表現情報を伝える逆運動学手法ERIKを、完全自律ロボットでの実験で検証し、非言語キューだけでユーザーの行動選択を誘導できることを示した。
原題: Avant-Satie! Using ERIK to encode task-relevant expressivity into the animation of autonomous social robots ／ Tiago Ribeiro, Ana Paiva
日本語で読む → - 論文姿勢推定画像認識
カテゴリレベル物体姿勢推定への視覚ナビゲーション的アプローチ
単眼画像からのカテゴリレベル物体姿勢推定を、生成モデルの潜在変数を更新する視覚ナビゲーション問題として捉え、勾配降下・強化学習・模倣学習の3戦略を比較し、単純なハイブリッド手法が効果的かつ効率的であることを示した論文。
原題: A Visual Navigation Perspective for Category-Level Object Pose Estimation ／ Jiaxin Guo, Fangxun Zhong, Rong Xiong 他
日本語で読む → - 論文単眼深度推定画像認識
動物体の運動と遮蔽を分離する教師なし多フレーム単眼深度推定
動的シーンでの物体運動による不一致と遮蔽問題を、予測と損失の両レベルで解決するDynamicDepthを提案し、CityscapesとKITTIで大幅な精度向上を達成した。
原題: Disentangling Object Motion and Occlusion for Unsupervised Multi-frame Monocular Depth ／ Ziyue Feng, Liang Yang, Longlong Jing 他
日本語で読む → - 論文車輪脚ロボットロボティクス
OmniWheg：全方向移動可能な車輪脚変形ロボット
分離式オムニホイールと4節リンク機構を組み合わせ、車輪モードと脚モードを滑らかに切り替えられる全方向移動ロボットを開発し、段差や階段の踏破性能を評価した。
原題: OmniWheg: An Omnidirectional Wheel-Leg Transformable Robot ／ Ruixiang Cao, Jun Gu, Chen Yu 他
日本語で読む →