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 →- 論文軌道計画cs.MA
不確実環境におけるモンテカルロ木探索とリスク指標を用いた協調軌道計画
自動運転車の協調軌道計画において、センサ精度の限界による環境状態の不確実性をPOMDPとして扱い、ルート信念状態からサンプリングした開始状態でMCTSを構築し、カーネル回帰でリターン分布を集約した上で信頼下限とCVaRの2つのリスク指標で最終選択する手法を提案し、不確実環境での安全性向上を示した。
原題: Cooperative Trajectory Planning in Uncertain Environments with Monte Carlo Tree Search and Risk Metrics ／ Philipp Stegmaier, Karl Kurzer, J. Marius Zöllner
日本語で読む → - 論文軌道予測画像認識
非確率サンプリングネットワークによる確率的歩行者軌道予測
歩行者軌道予測におけるランダムサンプリングの偏りを分析し、準モンテカルロ法と学習可能な小型サンプリングネットワーク(NPSN)で多様で現実的な軌道生成を改善した論文。
原題: Non-Probability Sampling Network for Stochastic Human Trajectory Prediction ／ Inhwan Bae, Jin-Hwi Park, Hae-Gon Jeon
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
タスク分割によるマルチタスク模倣学習のためのモジュール型適応ポリシー選択
プロトポリシーをモジュールとして並列に動かし、セレクタが適応的に選択することで、タスク間で共有できる部分行動とタスク固有の部分行動に自動分割し、負の転移を抑えつつマルチタスク模倣学習の精度を向上させる手法を提案した。
原題: Modular Adaptive Policy Selection for Multi-Task Imitation Learning through Task Division ／ Dafni Antotsiou, Carlo Ciliberto, Tae-Kyun Kim
日本語で読む → - 論文歩行誘導ロボットロボティクス
視覚障害者向け四足歩行誘導ロボット：快適性に基づくアプローチ
視覚障害者を快適に誘導するため、牽引力を調整できる装置と人間の運動モデルに基づく力計画・ロボット制御を備えた四足歩行誘導ロボットを開発し、実環境で検証した。
原題: Quadruped Guidance Robot for the Visually Impaired: A Comfort-Based Approach ／ Yanbo Chen, Zhengzhe Xu, Zhuozhu Jian 他
日本語で読む → - 論文歩行者予測画像認識
歩行者の停止・発進予測のためのハイブリッド特徴融合
歩行者の急な停止や発進を予測する新タスクを提案し、複数データセットを統合したベンチマークTRANSと、映像と属性を段階的に融合するハイブリッドモデルを構築した。
原題: Pedestrian Stop and Go Forecasting with Hybrid Feature Fusion ／ Dongxu Guo, Taylor Mordan, Alexandre Alahi
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 → - 論文探索計画機械学習
一人称行動クローニング支援RRTによる効率的探索
人間のプレイを一人称視点で模倣する行動クローニングとRRTを組み合わせ、ゲームやロボットシミュレータの状態空間を効率的に探索してバグを発見する手法CA-RRTを提案した論文。
原題: Efficient Exploration via First-Person Behavior Cloning Assisted Rapidly-Exploring Random Trees ／ Max Zuo, Logan Schick, Matthew Gombolay 他
日本語で読む → - 論文全身制御/MPCロボティクス
全身MPCと動的遮蔽回避：可視性確率の最尤推定によるアプローチ
全身モデル予測制御に可視性制約を確率的最大化として組み込み、動的な遮蔽物を避けながら対象を見続ける全身運動計画手法を提案した論文。
原題: Whole-Body MPC and Dynamic Occlusion Avoidance: A Maximum Likelihood Visibility Approach ／ Ibrahim Ibrahim, Farbod Farshidian, Jan Preisig 他
日本語で読む → - 論文3Dマルチオブジェクト追跡画像認識
物体検出とシーンフロー推定を同時最適化する3Dマルチオブジェクト追跡
物体検出とシーンフロー推定を同時に最適化する3Dマルチオブジェクト追跡フレームワークを提案し、回転を伴う運動でも頑健な追跡を実現した。
原題: DetFlowTrack: 3D Multi-object Tracking based on Simultaneous Optimization of Object Detection and Scene Flow Estimation ／ Yueling Shen, Guangming Wang, Hesheng Wang
日本語で読む → - 論文医療ロボティクス/深度推定eess.IV
3D表面認識制約を用いた内視鏡深度推定
内視鏡画像の深度推定を3D表面の観点から再定式化し、表面認識制約を損失関数に組み込むことで収束を改善する手法を提案。カメラパラメータの統合と鏡面反射除去も行い、医療専門家による評価で有効性を示した。
原題: 3D endoscopic depth estimation using 3D surface-aware constraints ／ Shang Zhao, Ce Wang, Qiyuan Wang 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
音声対話と強化学習でエレベーター乗車経路を確保するロボットナビゲーション
エレベーター入口に人が密集していても、強化学習に音声プロンプトによる『道を空けてもらう』行動を組み込み、ロボットが効率的かつ安全に乗車できるナビゲーション手法を提案した。
原題: Reinforcement Learning based Voice Interaction to Clear Path for Robots in Elevator Environment ／ Wanli Ma, Xinyi Gao, Jianwei Shi 他
日本語で読む → - 論文確率的検証制御
楕円スライスサンプリングによる確率的システムのSTL仕様に対する確率的検証
ガウス・ガウス混合ノイズを持つ線形化可能システムに対し、Signal Temporal Logic仕様の充足確率をMCMCスライスサンプラーで過近似なく推定する手法を提案した論文。
原題: Elliptical Slice Sampling for Probabilistic Verification of Stochastic Systems with Signal Temporal Logic Specifications ／ Guy Scher, Sadra Sadraddini, Russ Tedrake 他
日本語で読む → - 論文ビヘイビアツリー/対話ロボティクス
実行中の曖昧さを対話で解消するビヘイビアツリー
実演からビヘイビアツリーを学習するピック&プレース手法に音声対話を組み合わせ、同種物体が複数ある場面で対象を聞き返して曖昧さを解消するシステムを提案した。
原題: Interactive Disambiguation for Behavior Tree Execution ／ Matteo Iovino, Fethiye Irmak Doğan, Iolanda Leite 他
日本語で読む → - 論文レーダーオドメトリロボティクス
Fast-MbyM：フーリエ変換の並進不変性を活用した高速・高精度レーダーオドメトリ
フーリエ変換の並進不変性を利用して角度と並進の探索を分離し、CPUや組み込み機器でもリアルタイム動作可能な高速レーダーオドメトリ手法を提案した論文。
原題: Fast-MbyM: Leveraging Translational Invariance of the Fourier Transform for Efficient and Accurate Radar Odometry ／ Robert Weston, Matthew Gadd, Daniele De Martini 他
日本語で読む → - 論文衝突回避/進化的計算ロボティクス
対称ニューラルネットワークの進化的学習による衝突回避ナビゲーション
ネットワーク重み間に制約を課す対称ニューラルネットワークを進化的計算で学習させ、車両の衝突回避操舵性能と汎化性能を向上させた研究。
原題: Collision-Free Navigation using Evolutionary Symmetrical Neural Networks ／ Hesham M. Eraqi, Mena Nagiub, Peter Sidra
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
モジュール式リニアアクチュエータを用いた高出力ハプティックインタフェース
回転関節型の限界を克服するため、並列リニアアクチュエータで高剛性・高出力・低慣性を両立したハプティックデバイスを開発し、従来機構との性能比較と仮想壁との接触実験で有効性を示した。
原題: A Large Force Haptic Interface with Modular Linear Actuators ／ Yeongtae Jung, Joao Ramos
日本語で読む → - 論文視線推定画像認識
L2CS-Net：制約のない環境での高精度視線推定
視線角度を個別に回帰し2つの損失で学習するCNNモデルを提案し、MPIIGazeとGaze360で最先端精度を達成した。
原題: L2CS-Net: Fine-Grained Gaze Estimation in Unconstrained Environments ／ Ahmed A. Abdelrahman, Thorsten Hempel, Aly Khalifa 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AI
MIRROR: 支援型ヒューマンロボットコミュニケーションのための微分可能な深層社会的投影
自己モデルを強化学習で学習し、それを用いて人間モデルを迅速に構築して支援型共有制御のコミュニケーション計画に活用する手法を提案。シミュレーションとCARLAでの被験者実験で、悪天候下の安全運転支援に有効であることを示した。
原題: MIRROR: Differentiable Deep Social Projection for Assistive Human-Robot Communication ／ Kaiqi Chen, Jeffrey Fong, Harold Soh
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 → - 論文マルチUAV/強化学習ロボティクス
深層強化学習による視覚ベースの分散型マルチUAV衝突回避ナビゲーション
深度画像と慣性計測を入力に、強化学習とオートエンコーダで各UAVが独立して衝突回避しながら目標へ向かう分散ポリシーを学習した研究。
原題: Vision-based Distributed Multi-UAV Collision Avoidance via Deep Reinforcement Learning for Navigation ／ Huaxing Huang, Guijie Zhu, Zhun Fan 他
日本語で読む → - 論文対応学習ロボティクス
弱教師あり対応学習
厳密なペアデータと教師なし学習の中間として、時系列順序とペア抽象化という2種類の弱教師信号を用い、異なる身体・ダイナミクス間の状態行動対応を高精度に学習する手法を提案。
原題: Weakly Supervised Correspondence Learning ／ Zihan Wang, Zhangjie Cao, Yilun Hao 他
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 → - 論文マルチロボット探索画像認識
ニューラル二部グラフマッチングによるマルチロボット能動マッピング
ロボットとフロンティアの対応を二部グラフマッチングとして定式化し、多重グラフニューラルネットで親和性を学習して強化学習で最適化するマルチロボット能動マッピング手法を提案した。
原題: Multi-Robot Active Mapping via Neural Bipartite Graph Matching ／ Kai Ye, Siyan Dong, Qingnan Fan 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定画像認識
自己教師ありカテゴリレベル物体姿勢・サイズ推定に向けて
単一深度画像からカテゴリレベルの物体姿勢とサイズを、正解ラベルなしで推定する自己教師あり手法を提案。テンプレートメッシュの変形・位置合わせと微分可能レンダリングによる幾何整合性で学習する。
原題: Towards Self-Supervised Category-Level Object Pose and Size Estimation ／ Yisheng He, Haoqiang Fan, Haibin Huang 他
日本語で読む → - 論文オフロード走行ロボティクス
視覚・慣性情報を用いた逆キノダイナミクス学習による高速高精度オフロード走行
前方の地形画像と過去の慣性情報を組み合わせて車両と地形の動的相互作用を予測する学習モデルVI-IKDを提案し、1/5スケール車両で最大3.5m/sの高速オフロード走行の精度と頑健性を実証した。
原題: VI-IKD: High-Speed Accurate Off-Road Navigation using Learned Visual-Inertial Inverse Kinodynamics ／ Haresh Karnan, Kavan Singh Sikand, Pranav Atreya 他
日本語で読む → - 論文教育応用cs.CY
単板コンピュータは工学・情報科学教育でどう使われているか：系統的文献レビュー
2010〜2020年の高等教育における単板コンピュータ（SBC）活用研究154件をレビューし、応用領域や学習成果、関係者の認識を整理した。
原題: Understanding the role of single-board computers in engineering and computer science education: A systematic literature review ／ Jonathan Álvarez Ariza, Heyson Baez
日本語で読む → - 論文教育/ROSロボティクス
ROSをロボティクス教育ツールとして活用する
高価な教育用機材の代わりにROSシミュレーションでロボットアームの順・逆運動学を実装し、実習教育に役立てる手法を提案した論文。
原題: Aplica\c{c}\~ao de ros como ferramenta de ensino a rob\'otica / using ros as a robotics teaching tool ／ Daniel Maia Evangelista, Pedro Benevides Cavalcante, Afonso Henriques Fontes Neto Segundo
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
障害物を考慮したサンプリングによる経路計画
障害物を最小体積包囲楕円体で近似するアクティブコアセットを構築し、サンプリング空間から障害物を除去することで経路計画を効率化する前処理手法を提案した。
原題: Obstacle Aware Sampling for Path Planning ／ Murad Tukan, Alaa Maalouf, Dan Feldman 他
日本語で読む → - 論文GNSS非依存航法ロボティクス
確率的マップマッチングによるロバストな慣性航法支援
GNSS非依存環境で地図マッチングを確率的複数仮説トラッカーで解き、UKFと統合して慣性航法のドリフト誤差を補正する手法を提案した論文。
原題: Probabilistic Map Matching for Robust Inertial Navigation Aiding ／ Xuezhi Wang, Christopher Gilliam, Allison Kealy 他
日本語で読む → - 論文測位/群制御ロボティクス
動的UWB役割割当によるマルチロボットシステムの大規模相対測位
UWBノードの役割をアクティブ/パッシブ間で動的に切り替え、ロボット位置に応じて適応的に更新することで、固定役割と同等の精度を保ちつつ大規模な相対測位を可能にした研究。
原題: Towards Large-Scale Relative Localization in Multi-Robot Systems with Dynamic UWB Role Allocation ／ Paola Torrico Morón, Jorge Peña Queralta, Tomi Westerlund
日本語で読む →