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
視覚ベースのマニピュレータは手元も見るべきである
手元視点（アイ・イン・ハンド）と第三者視点の視覚情報が操作学習と汎化に与える影響を体系的に分析し、手元視点の有効性と第三者視点の情報ボトルネック正則化による汎化改善を示した。
原題: Vision-Based Manipulators Need to Also See from Their Hands ／ Kyle Hsu, Moo Jin Kim, Rafael Rafailov 他
日本語で読む → - 論文変形物体把持ロボティクス
変形物体の把持結果を物理シミュレーションで評価するDefGraspSim
GPUベースのFEMシミュレーションで多様な3D変形物体の把持を評価し、データセットとパイプラインを公開、実物との対応も示した。
原題: DefGraspSim: Physics-based simulation of grasp outcomes for 3D deformable objects ／ Isabella Huang, Yashraj Narang, Clemens Eppner 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
座標不変なユーザー誘導拘束経路計画と反応型高速拡張平面指向脱出木
1回の人間デモンストレーションからスクリュー線形補間で幾何拘束を保った実時間経路計画を生成し、反応型衝突回避を統合した手法を提案。ブロック積み上げや注ぎ、棚積み込みなどへの汎化を実験で示した。
原題: Coordinate Invariant User-Guided Constrained Path Planning with Reactive Rapidly Expanding Plane-Oriented Escaping Trees ／ Riddhiman Laha, Ruiai Sun, Wenxi Wu 他
日本語で読む → - 論文シーン理解画像認識
グラフ自己符号化による道路レイアウトの自己教師あり解析
鳥瞰図の道路地図からトポロジカルなグラフ表現を自己教師あり学習で推定する画像-グラフ-画像オートエンコーダを提案し、合成データ併用で実世界データの性能を向上させた。
原題: Self-Supervised Road Layout Parsing with Graph Auto-Encoding ／ Chenyang Lu, Gijs Dubbelman
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
述語分類器による接触を伴うマニピュレーションの記号的状態推定
ペグ挿入などの接触作業で、複数センサの観測をベイズ統合し述語分類器で記号的状態を推定する手法を提案。少ない学習データで高精度に状態を分類でき、未知タスクへの汎化と実機でのマニピュレーション方策の頑健性向上を示した。
原題: Symbolic State Estimation with Predicates for Contact-Rich Manipulation Tasks ／ Toki Migimatsu, Wenzhao Lian, Jeannette Bohg 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ベイズ最適化とベクトルの線形結合によるマルチロボット制御フレームワーク
分散型マルチロボットシステムの制御則を、測定情報のスカラー・ベクトル分類とベクトルの線形結合でパラメータ化し、ベイズ最適化でパラメータを調整する汎用フレームワークを提案した論文。
原題: A Framework for Controlling Multi-Robot Systems Using Bayesian Optimization and Linear Combination of Vectors ／ Stephen Jacobs, R. Michael Butts, Yu Gu 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
限られたセンシング能力を持つ進化する群れにおける環境誘発型の集団行動の創発
限られたセンシング・通信能力しか持たないロボット群が環境特徴の勾配を追従する課題に対し、差分進化でニューラルネットワーク制御器を進化させ、環境条件や群れサイズを変えて柔軟性とスケーラビリティを評価した研究。
原題: Environment induced emergence of collective behaviour in evolving swarms with limited sensing ／ Fuda van Diggelen, Jie Luo, Tugay Alperen Karagüzel 他
日本語で読む → - 論文経済的自律ロボットロボティクス
自営型自律ロボットアーティスト「Gaka-chu」
ブロックチェーン上のスマートコントラクトを活用し、絵画の制作・販売・材料購入・投資家への返済を自律的に行う経済的自律ロボットを開発し、6ヶ月間の実証実験を行った。
原題: Gaka-chu: a self-employed autonomous robot artist ／ Eduardo Castelló Ferrer, Ivan Berman, Aleksandr Kapitonov 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
視覚デモンストレーションから逐次操作タスクの感覚運動プリミティブを学習する
人の作業を撮影した生の動画だけから、低レベル動作と高レベル判断を同時に学習するニューラルネット枠組みを提案し、ロボットアームの物体操作で既存の模倣学習を上回る性能を示した。
原題: Learning Sensorimotor Primitives of Sequential Manipulation Tasks from Visual Demonstrations ／ Junchi Liang, Bowen Wen, Kostas Bekris 他
日本語で読む → - 論文sim2realcs.NE
カリキュラム強化学習のための進化的地形生成手法の比較評価
ノイズベースの地形生成器とCPPN・GANの間接表現を比較し、MAP-Elitesの特徴記述子とPPOによるヒューマノイド歩行学習への影響を評価した論文。
原題: Assessing Evolutionary Terrain Generation Methods for Curriculum Reinforcement Learning ／ David Howard, Josh Kannemeyer, Davide Dolcetti 他
日本語で読む → - 論文水中SLAM画像認識
安価な単一センサによる高精細な水中マッピング
GoPro 9の映像とIMUデータを活用したビジュアル・イナ―シャルSLAMで、ループ閉じ込み後に地図を補正する水中SLAMフレームワークを提案し、沈没船や洞窟での実地検証で有効性を示した。
原題: High Definition, Inexpensive, Underwater Mapping ／ Bharat Joshi, Marios Xanthidis, Sharmin Rahman 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボット移動マニピュレータによるFar-UVC除菌システム
5自由度移動マニピュレータの先端にFar-UVCエキシマランプを搭載し、ドアやテーブルなどの高接触表面を除菌する低コストシステムを提案。経路計画・被覆計画・シーン理解に重点を置き、シミュレーションと照度モデルで評価した。
原題: Far-UVC Disinfection with Robotic Mobile Manipulator ／ Ishaan Mehta, Hao-Ya Hsueh, Nikolaos Kourtzanidis 他
日本語で読む → - 論文マルチモーダル事前学習ロボティクス
COMPASS: 自律システムのための対照マルチモーダル事前学習
マルチモーダルな信号をグラフで結び、運動パターン空間と現在状態空間の2つの潜在空間に写像する汎用事前学習手法を提案し、ドローン航行・車両レース・視覚オドメトリで有効性と実環境への汎化を示した。
原題: COMPASS: Contrastive Multimodal Pretraining for Autonomous Systems ／ Shuang Ma, Sai Vemprala, Wenshan Wang 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚ビューGCN：グラフ畳み込みネットワークによる触覚データからの形状記述子学習
触覚グローブで得た複数の触覚データから物体を分類するため、特徴間の関係をグラフ畳み込みネットワークで階層的に集約するTactile-ViewGCNを提案し、STAGデータセットで81.82%の精度を達成した。
原題: Tactile-ViewGCN: Learning Shape Descriptor from Tactile Data using Graph Convolutional Network ／ Sachidanand V S, Mansi Sharma
日本語で読む → - 論文オープンワールド認識画像認識
クロスドメインなオープンワールド認識のための対照学習
単一の対照学習目的で、新カテゴリの逐次学習・環境や姿勢をまたぐ認識・未知物体の棄却を同時に実現する手法を提案した論文。
原題: Contrastive Learning for Cross-Domain Open World Recognition ／ Francesco Cappio Borlino, Silvia Bucci, Tatiana Tommasi
日本語で読む → - 論文オフロードナビゲーションロボティクス
学習した速度分布マップによるリスク考慮型オフロードナビゲーション
経験軌跡からロボットが達成可能な速度分布を学習し、CVaRに基づくリスク考慮型コストマップとして計画に統合することで、オフロード環境でのナビゲーション成功率を向上させた研究。
原題: Risk-Aware Off-Road Navigation via a Learned Speed Distribution Map ／ Xiaoyi Cai, Michael Everett, Jonathan Fink 他
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
運転行動を考慮した半教師あり軌道生成・予測モデルTAE
運転者の攻撃性や意図などの行動を潜在空間で明示的にモデル化し、軌道生成と予測を統一的に扱う半教師あり敵対的オートエンコーダを提案した論文。
原題: TAE: A Semi-supervised Controllable Behavior-aware Trajectory Generator and Predictor ／ Ruochen Jiao, Xiangguo Liu, Bowen Zheng 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定画像認識
動画からのカメラ再位置推定と深度推定を同時に行う教師なし学習
ラベル付きデータを使わず、単眼動画のみからカメラの絶対姿勢推定と深度推定を同時に学習する枠組みを提案し、7-scenesデータセットでORB-SLAM3を上回る精度を示した。
原題: Unsupervised Simultaneous Learning for Camera Re-Localization and Depth Estimation from Video ／ Shun Taguchi, Noriaki Hirose
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
MD-SLAM: マルチキュー直接法SLAM
RGB-DとLiDARの両方に同じ枠組みで対応する直接法3D SLAMを提案し、投影モデルのみの小改修で異種センサを扱える汎用システムを実現した。
原題: MD-SLAM: Multi-cue Direct SLAM ／ Luca Di Giammarino, Leonardo Brizi, Tiziano Guadagnino 他
日本語で読む → - 論文人ロボット協働ロボティクス
階層的意図追跡による産業組立作業での堅牢な人ロボット協働
人間の意図を高レベル（行動パターン）と低レベル（作業情報）の階層で同時に追跡し、衝突回避と失敗修正支援を実現する協働ロボットシステムを提案・UR5eで実証した。
原題: Hierarchical Intention Tracking for Robust Human-Robot Collaboration in Industrial Assembly Tasks ／ Zhe Huang, Ye-Ji Mun, Xiang Li 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
複数の大きな動的物体を含む屋内平面環境におけるRGB-D SLAM
カメラ視界が複数の動的平面物体で大きく遮られる環境でも、カメラ運動事前分布を活用して物体追跡・自己位置推定・背景再構成を同時に行う密なRGB-D SLAM手法を提案した論文。
原題: RGB-D SLAM in Indoor Planar Environments with Multiple Large Dynamic Objects ／ Ran Long, Christian Rauch, Tianwei Zhang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
InsertionNet 2.0：マルチモーダル・マルチビュー感覚入力を用いた最小接触の多段挿入
ステレオ視覚と力覚のマルチモーダル入力にコントラスト学習と関係ネットワークによるワンショット学習を組み合わせ、少ない人間介入で高速かつ安全に挿入スキルを学習する手法を提案。16種類の実タスクで97.5%以上の成功率を達成した。
原題: InsertionNet 2.0: Minimal Contact Multi-Step Insertion Using Multimodal Multiview Sensory Input ／ Oren Spector, Vladimir Tchuiev, Dotan Di Castro
日本語で読む → - 論文最適制御ロボティクス
ランダム化平滑化による非平滑力学系の最適制御
ランダム化平滑化を用いて非平滑な力学系でもDDPを適用可能にし、摩擦や接触を含むロボット問題を少ないサンプルで解くR-DDPを提案した論文。
原題: Leveraging Randomized Smoothing for Optimal Control of Nonsmooth Dynamical Systems ／ Quentin Le Lidec, Fabian Schramm, Louis Montaut 他
日本語で読む → - 論文位置合わせ画像認識
単一対応で十分：都市環境の縮退を回避するロバストなグローバル位置合わせ
都市環境のアトランタ世界仮定を利用し回転推定を準SO(3)で行うことで、対応点が少なくても縮退せずに3D点群のグローバル位置合わせを実現する手法Quatroを提案した。
原題: A Single Correspondence Is Enough: Robust Global Registration to Avoid Degeneracy in Urban Environments ／ Hyungtae Lim, Suyong Yeon, Soohyun Ryu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
計画と知識統合を併用したスキルベース多目的強化学習による産業ロボットタスク
PDDLで与えたタスクをスキル列に計画し、知識フレームワークの事前情報と多目的ベイズ最適化で接触を伴うスキルのパラメータをシミュレーションで学習、実機KUKA-iiwaで人手調整を上回る性能を示した。
原題: Skill-based Multi-objective Reinforcement Learning of Industrial Robot Tasks with Planning and Knowledge Integration ／ Matthias Mayr, Faseeh Ahmad, Konstantinos Chatzilygeroudis 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
移動マニピュレータの物理的インタラクションを実現する学習と最適化のハイブリッド枠組み
人間のデモンストレーションをGMM/GMRで学習し、二次計画法とエネルギータンクでインピーダンス制御をオンライン最適化することで、移動マニピュレータが複雑な物理的インタラクション作業を安定して遂行できる枠組みを提案した。
原題: A Hybrid Learning and Optimization Framework to Achieve Physically Interactive Tasks with Mobile Manipulators ／ Jianzhuang Zhao, Alberto Giammarino, Edoardo Lamon 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ベイズ最適化とハイブリッドゼロダイナミクスを組み合わせた二足歩行制御の安全なパラメータ学習
ベイズ最適化とHZDを組み合わせ、シミュレーションと実機の両方で二足歩行ロボットの制御パラメータを安全制約付きで学習する枠組みを提案し、Cassieで歩行の滑らかさと追従誤差の改善を実証した。
原題: Bayesian Optimization Meets Hybrid Zero Dynamics: Safe Parameter Learning for Bipedal Locomotion Control ／ Lizhi Yang, Zhongyu Li, Jun Zeng 他
日本語で読む → - 論文脚式ロコモーションロボティクス
ダイヤフラム式足首アクチュエータで効率的に跳躍する直列弾性脚ロボット
軽量・低摩擦なダイヤフラム式直列弾性アクチュエータ(SELDA)を開発し、足首に搭載した跳躍脚ロボットでその効果を検証した。活性化タイミングの調整により跳躍高さを11%、前進速度を14%変化させられることを示した。
原題: Diaphragm Ankle Actuation for Efficient Series Elastic Legged Robot Hopping ／ Marco Bolignari, An Mo, Marco Fontana 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
適応的リスク選好：混雑環境におけるナノドローンの分布強化学習ナビゲーション
ナノクアッドコプターが未知の混雑環境を部分観測下で航行するため、リターン分布の下側裾条件付き分散を不確実性推定に用い、指数加重平均予測でリスク選好を適応させる分布強化学習を提案した。
原題: Adaptive Risk-Tendency: Nano Drone Navigation in Cluttered Environments with Distributional Reinforcement Learning ／ Cheng Liu, Erik-Jan van Kampen, Guido C. H. E. de Croon
日本語で読む → - 論文自己位置推定画像認識
都市規模での地上画像と衛星画像の照合による移動ロボットの自己位置推定
地上カメラ画像と衛星画像をニューラルネットとパーティクルフィルタで照合し、GPSなしで都市規模の自己位置推定を約20m精度で実現した研究。
原題: City-wide Street-to-Satellite Image Geolocalization of a Mobile Ground Agent ／ Lena M. Downes, Dong-Ki Kim, Ted J. Steiner 他
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