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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
突き操作のための運動学的・動力学的計画法PokeRRT
物体を突いて動かす非把持マニピュレーションのための運動計画アルゴリズムPokeRRTを提案し、把持や押し操作より高速で作業空間を広げられることを示した。
原題: PokeRRT: A Kinodynamic Planning Approach for Poking Manipulation ／ Anuj Pasricha, Yi-Shiuan Tung, Bradley Hayes 他
日本語で読む → - 論文折り紙ロボットロボティクス
回転駆動型ワイヤレス水陸両用折り紙ミリロボット
Kresling折り紙の形状と折り畳み特性を活かし、回転・転がり・反転で陸上・水中・気液界面を移動しつつ、薬液送達や荷物運搬も行える磁気駆動ミリロボットを開発した。
原題: Spinning-enabled Wireless Amphibious Origami Millirobot ／ Qiji Ze, Shuai Wu, Jize Dai 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 → - 論文群制御cs.MA
空間予測制御によるマルチエージェント制御とドローン群飛行への応用
植物モデルなしで位置情報のみから分散コスト関数を最小化する空間予測制御(SPC)を提案し、ドローン群飛行でポテンシャル場制御を上回る性能と実機9機での有効性を示した。
原題: Multi-Agent Spatial Predictive Control with Application to Drone Flocking (Extended Version) ／ Andreas Brandstätter, Scott A. Smolka, Scott D. Stoller 他
日本語で読む → - 論文変形物体操作機械学習
DiffSkill: 微分可能物理に基づくスキル抽象化による道具を用いた変形物体操作
微分可能物理シミュレータで短期的な道具操作スキルを獲得し、RGBD画像からスキルを抽象化するニューラルネットを学習して、長期的な変形物体操作タスクを計画・実行するフレームワークを提案した。
原題: DiffSkill: Skill Abstraction from Differentiable Physics for Deformable Object Manipulations with Tools ／ Xingyu Lin, Zhiao Huang, Yunzhu Li 他
日本語で読む → - 論文ダイナミクスロボティクス
剛体逆動力学の解析的二階偏導関数
浮遊ベースと多自由度関節を持つ開リンク剛体システムの逆動力学の二階偏導関数を初めて解析的に導出し、O(Nd^2)の再帰アルゴリズムを提案した論文。
原題: Analytical Second-Order Partial Derivatives of Rigid-Body Inverse Dynamics ／ Shubham Singh, Ryan P. Russell, Patrick M. Wensing
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 → - 論文ロボット学習ロボティクス
物理的ヒューマンフィードバックからの学習：物体中心のワンショット適応手法
人間の介入を物体ごとの選好として解釈し、エージェントと物体間の一般的な相互作用は固定したまま物体固有の選好のみをオンライン更新することで、1回の介入だけで新たな行動を獲得する適応手法を提案した。
原題: Learning from Physical Human Feedback: An Object-Centric One-Shot Adaptation Method ／ Alvin Shek, Bo Ying Su, Rui Chen 他
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 → - 論文点群位置合わせ/FPGAロボティクス
FPGA上で動作する深層学習ベース点群位置合わせの高効率アクセラレータ
PointNetLKをベースに、PointNet特徴抽出をFPGAで高速化するアクセラレータを設計し、低消費電力でCPU比最大21倍・ICP比70倍の高速位置合わせを実現した。
原題: An Efficient Accelerator for Deep Learning-based Point Cloud Registration on FPGAs ／ Keisuke Sugiura, Hiroki Matsutani
日本語で読む → - 論文スケジューリングAI
木探索とグラフニューラルネットワークによる制約付き時間ベース動的制御可能な不確実性付き選言時間ネットワークの解法
不確実性を含むスケジューリング問題DTNUに対し、時間ベース動的制御可能性の制限版R-TDCを定義し、木探索とグラフニューラルネットワークのヒューリスティックで高速に判定する手法を提案した。
原題: Solving Disjunctive Temporal Networks with Uncertainty under Restricted Time-Based Controllability using Tree Search and Graph Neural Networks ／ Kevin Osanlou, Jeremy Frank, Andrei Bursuc 他
日本語で読む → - 論文点群サンプリング画像認識
メタサンプラー：点群のためのほぼ汎用的かつタスク指向のサンプリング
複数のタスクやモデルにまたがって学習できるメタサンプラーを提案し、タスクごとの再学習コストを抑えつつ、下流タスクに有用な点を保持するサンプリングを実現した。
原題: Meta-Sampler: Almost-Universal yet Task-Oriented Sampling for Point Clouds ／ Ta-Ying Cheng, Qingyong Hu, Qian Xie 他
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
ゲーム理論的軌道計画で人間社会での受容性を高める
非協力ゲーム理論を用いた軌道計画で、人間らしい空間保持や集団認識を組み込み、691人へのアンケートで人間の軌道と区別しにくいほど社会的受容性が高いことを示した論文。
原題: Game-theoretical trajectory planning enhances social acceptability for humans ／ Giada Galati, Stefano Primatesta, Sergio Grammatico 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
実機ロボットでの深層強化学習による柔軟関節マニピュレータの軌道追従改善
柔軟関節マニピュレータの軌道追従制御を、実機上で2時間以内に深層強化学習で学習する手法を提案し、参照補正とシミュレーションでの事前学習によりベンダー制御器より高精度な追従を実現した。
原題: Real-Robot Deep Reinforcement Learning: Improving Trajectory Tracking of Flexible-Joint Manipulator with Reference Correction ／ Dmytro Pavlichenko, Sven Behnke
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
摩擦安定性を活用したロバストなピボット操作：二層最適化によるアプローチ
物体の物理特性の不確かさに対処するため、ピボット操作中の摩擦による安定余裕を解析的に導出し、二層軌道最適化でこの余裕を最大化する制御器を設計した研究。
原題: Robust Pivoting: Exploiting Frictional Stability Using Bilevel Optimization ／ Yuki Shirai, Devesh K. Jha, Arvind Raghunathan 他
日本語で読む → - 論文制御/強化学習ロボティクス
不確かなクアッドロータ向けのロバストなファジィQ学習に基づく厳密負虚数トラッキング制御器
非線形クアッドロータをフィードバック線形化で負虚数線形モデルに変換し、ファジィQ学習で厳密負虚数制御器のゲインをオンライン適応する、事前学習不要のロバスト制御手法を提案した。
原題: Robust Fuzzy Q-Learning-Based Strictly Negative Imaginary Tracking Controllers for the Uncertain Quadrotor Systems ／ Vu Phi Tran, M. A Mabrok, Sreenatha G. Anavatti 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 → - 論文触覚ロボティクス
指先に4自由度の触覚提示を実現する3Dプリント軟質一体型ウェアラブルデバイス
折り紙の「ウォーターボム」構造を応用し、真空駆動を内蔵した3Dプリント一体型の指先触覚デバイスを開発。小型ながらせん断力や法線力、トルクを発生させ、4自由度の触覚提示を可能にした。
原題: FingerPrint: A 3-D Printed Soft Monolithic 4-Degree-of-Freedom Fingertip Haptic Device with Embedded Actuation ／ Zhenishbek Zhakypov, Allison M. Okamura
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
認知を活用した遠隔臨場・遠隔操作ロボティクスの展望：実用化は目前か？
遠隔臨場と遠隔操作ロボティクスの現状を概観し、AI革命を背景にした成熟度・安全性・ユーザー体験の課題を論じた展望論文。
原題: A Perspective on Robotic Telepresence and Teleoperation using Cognition: Are we there yet? ／ Hrishav Bakul Barua, Ashis Sau, Ruddra dev Roychoudhury
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
重力制約付き点群レジストレーション
IMUの重力ベクトルを利用してICPの推定自由度を4DOFに削減し、重力に整合した姿勢推定を可能にするフロントエンドを提案。大規模屋外やDARPA地下トンネル競技で検証し、従来の6DOF ICPより局所化ドリフトを30%低減した。
原題: Gravity-constrained point cloud registration ／ Vladimír Kubelka, Maxime Vaidis, François Pomerleau
日本語で読む → - 論文粒子追跡ロボティクス
スケール・回転不変な拡張ラグランジュ粒子追跡法
大変形や回転運動を高精度に追跡するため、局所・大域の粒子追跡を組み合わせたスケール・回転不変な拡張ラグランジュ法を提案し、2D/3D変形場を追跡するオープンソースを提供した。
原題: SerialTrack: ScalE and Rotation Invariant Augmented Lagrangian Particle Tracking ／ Jin Yang, Yue Yin, Alexander K. Landauer 他
日本語で読む → - 論文能動的推論ロボティクス
顕著性の再定義：リズム的精度変調による行動と知覚
能動的推論に基づき、注意を精度制御、顕著性を不確実性最小化として区別し、リズム的な精度変調による新たな注意モデルを提案。ロボットにおける状態・ノイズ推定や情報獲得型経路計画での有効性を数値実験で示した。
原題: Reclaiming saliency: rhythmic precision-modulated action and perception ／ Ajith Anil Meera, Filip Novicky, Thomas Parr 他
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6D姿勢推定ロボティクス
SLAM支援による6D物体姿勢推定の自己学習
ロボットのオドメトリと姿勢予測をポーズグラフ最適化で統合し、共分散を自動調整して高品質な擬似ラベルを作る自己学習手法。YCBビデオと実機で姿勢精度を大幅改善。
原題: SLAM-Supported Self-Training for 6D Object Pose Estimation ／ Ziqi Lu, Yihao Zhang, Kevin Doherty 他
日本語で読む → - 論文ワールドモデル機械学習
深層生成モデルによる自律エージェントの能力評価
条件付きVAEと再帰型ニューラルネットを組み合わせた確率的ワールドモデルでエージェントの軌道を長期予測し、タスク達成確率を算出して能力を評価する手法を提案した。
原題: Competency Assessment for Autonomous Agents using Deep Generative Models ／ Aastha Acharya, Rebecca Russell, Nisar R. Ahmed
日本語で読む → - 論文ロボットネットワーキングcs.MA
地下環境における空地協調メッシュネットワークの実装：DARPA SubTチャレンジでの実践評価
DARPA地下チャレンジ決勝で3位入賞に貢献した、空中・地上ロボットと中継ノードを組み合わせたメッシュネットワークシステムを実環境で評価し、その成果と限界、教訓を報告した論文。
原題: Heterogeneous Ground-Air Autonomous Vehicle Networking in Austere Environments: Practical Implementation of a Mesh Network in the DARPA Subterranean Challenge ／ Harel Biggie, Steve McGuire
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