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sim2realロボティクス
RGBD動画から関節剛体ダイナミクスを推定する
RGBD動画から逆レンダリングと微分可能シミュレーションを組み合わせ、実世界の関節機構のデジタルツインを自動構築する手法を提案。関節種類・運動学パラメータ・動特性を推定し、制御ポリシーの実機転移も実証した。
原題: Inferring Articulated Rigid Body Dynamics from RGBD Video ／ Eric Heiden, Ziang Liu, Vibhav Vineet 他
日本語で読む → - 論文強化学習/自動運転ロボティクス
オフライン強化学習による高速道路走行軌道の最適化
高速道路の自動運転向けに、オフライン強化学習で連続的な軌道パラメータを学習し、多項式ベースの滑らかな軌道を生成する手法を提案した論文。
原題: Optimizing Trajectories for Highway Driving with Offline Reinforcement Learning ／ Branka Mirchevska, Moritz Werling, Joschka Boedecker
日本語で読む → - 論文データアノテーションロボティクス
ProgressLabeller：物体中心3D知覚の学習のための視覚データストリームアノテーション
色画像列から6Dポーズ学習データを効率的に大量生成するアノテーション手法を提案し、透明物体にも対応、100万件超のデータでポーズ推定ネットワークを微調整してロボット把持成功率を向上させた。
原題: ProgressLabeller: Visual Data Stream Annotation for Training Object-Centric 3D Perception ／ Xiaotong Chen, Huijie Zhang, Zeren Yu 他
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 → - 論文インスタンスセグメンテーション画像認識
林業における自律的な丸太把持のためのインスタンスセグメンテーション
丸太の把持自動化に向けて、丸太を画素単位で検出・セグメンテーションする新データセットTimberSeg 1.0を構築し、領域ベース手法とTransformerベース手法を比較した。
原題: Instance Segmentation for Autonomous Log Grasping in Forestry Operations ／ Jean-Michel Fortin, Olivier Gamache, Vincent Grondin 他
日本語で読む → - 論文タスク計画AI
二層計画のための述語発明
実演から記号的な述語を学習し、手設計なしで二層計画の抽象化を自動獲得する手法を提案。4つのロボット計画環境で既存手法を上回る性能を示した。
原題: Predicate Invention for Bilevel Planning ／ Tom Silver, Rohan Chitnis, Nishanth Kumar 他
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 → - 論文海洋ロボット制御ロボティクス
環流環境における海洋ロボットの流れベース制御
環状流れ場の中心からの相対位置のみを用い、周期的な軌道でパトロールできる流れベース制御を提案し、低コストの水上ロボットで実証した。
原題: Flow-Based Control of Marine Robots in Gyre-Like Environments ／ Gedaliah Knizhnik, Peihan Li, Xi Yu 他
日本語で読む → - 論文行動予測画像認識
対面インタラクションにおける人間の動作・姿勢予測のための時空間モデル比較
対面会話データセットUDIVA v0.5を用い、全身（顔・体・手）の動作予測手法を初めて体系的に比較し、短期的に学習した注意ベースモデルが長期的予測でも高精度であることを示した。
原題: Comparison of Spatio-Temporal Models for Human Motion and Pose Forecasting in Face-to-Face Interaction Scenarios ／ German Barquero, Johnny Núñez, Zhen Xu 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
脚式移動のための安全強化学習
安全復帰ポリシーと学習ポリシーを切り替える枠組みを提案し、四足ロボットの転倒を減らしつつ実機で歩容・バランス性能を向上させた。
原題: Safe Reinforcement Learning for Legged Locomotion ／ Tsung-Yen Yang, Tingnan Zhang, Linda Luu 他
日本語で読む → - 論文安全保証ロボティクス
安全保証のためのUWB測位によるジオフェンシング分析
動的工場で稼働するAGVの危険エリアへの侵入防止を目的に、UWB屋内測位によるジオフェンシングの性能を実験的に評価し、安全契約に基づく安全保証への適用方法を示した。
原題: Analysing Ultra-Wide Band Positioning for Geofencing in a Safety Assurance Context ／ Victoria Hodge, Richard Hawkins, James Hilder 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 → - 論文モデル予測制御制御
モデル予測最適化パス積分戦略
MPPIを制御系列全体の同時分布に拡張し、適応的重要度サンプリングを組み込むことで、少ないサンプルでより良い制御性能を実現する手法を提案した。
原題: Model Predictive Optimized Path Integral Strategies ／ Dylan M. Asmar, Ransalu Senanayake, Shawn Manuel 他
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human-robot collaborationロボティクス
協働ロボットにおける能動・受動型保護スキンの衝突力への影響
産業用マニピュレータ3機種に保護スキン(AIRSKIN)を装着し、2250回の衝突計測から衝撃力・接触時間・挟持力・力積を評価。受動スキンは過渡衝突で衝撃力を約40%低減し、ISO/TS 15066規定速度の最大4倍でも安全と示した。
原題: Effect of Active and Passive Protective Soft Skins on Collision Forces in Human-robot Collaboration ／ Petr Svarny, Jakub Rozlivek, Lukas Rustler 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
MS2MP: 動作計画のための最小和メッセージパッシングアルゴリズム
因子グラフ上のメッセージパッシングと数値最適化を組み合わせ、衝突のない軌道を高速かつ高い成功率で計画する手法を提案した論文。
原題: MS2MP: A Min-Sum Message Passing Algorithm for Motion Planning ／ Salman Bari, Volker Gabler, Dirk Wollherr
日本語で読む → - 論文微分可能シミュレーションロボティクス
DiSECt: 軟質材料切断のための微分可能シミュレータ
軟質材料のロボット切断を対象に、FEMとSDFベースの接触・損傷モデルを組み合わせた初の微分可能シミュレータを提案し、パラメータ推定や制御最適化に有効であることを示した。
原題: DiSECt: A Differentiable Simulator for Parameter Inference and Control in Robotic Cutting ／ Eric Heiden, Miles Macklin, Yashraj Narang 他
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 → - 論文インピーダンス制御ロボティクス
接触ダイナミクス運動プリミティブと強化学習によるインピーダンス適応
DMPで位置・力軌道を教示し、強化学習でインピーダンスをオンライン適応させる手法を提案し、ペグ挿入と粘着テープ貼付で有効性を示した。
原題: Impedance Adaptation by Reinforcement Learning with Contact Dynamic Movement Primitives ／ Chunyang Chang, Kevin Haninger, Yunlei Shi 他
日本語で読む → - 論文データ拡張機械学習
最大エントロピー変換の混合によるデータ拡張：充填レベル分類への応用
テスト時の容器の形状や透明度の変化に対応するため、最大エントロピー変換の混合で多様な拡張データを生成し、充填レベル分類の分布シフトに頑健な手法を提案した論文。
原題: Data augmentation with mixtures of max-entropy transformations for filling-level classification ／ Apostolos Modas, Andrea Cavallaro, Pascal Frossard
日本語で読む → - 論文ロボット制御/Transformer機械学習
MetaMorph：Transformerで学ぶ万能コントローラ
モジュール式ロボットの形状をTransformerへの入力条件として扱い、多様な形状で大規模事前学習することで未知の形状にもゼロショットで適応できる万能コントローラを実現した研究。
原題: MetaMorph: Learning Universal Controllers with Transformers ／ Agrim Gupta, Linxi Fan, Surya Ganguli 他
日本語で読む → - 論文言語グラウンディング画像認識
領域別動的レイヤーアテンションによる層融合を用いた自動運転車のコマンドグラウンディング
自動運転車への自然言語コマンドを視覚シーン中の領域に対応付けるタスクで、視覚言語モデルの複数層の特徴を領域ごとに動的に融合する初の層融合手法を提案し、Talk2Carベンチマークで最先端を上回った。
原題: Grounding Commands for Autonomous Vehicles via Layer Fusion with Region-specific Dynamic Layer Attention ／ Hou Pong Chan, Mingxi Guo, Cheng-Zhong Xu
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
能動的な視覚・触覚融合による物体形状補完
視覚による形状補完の不確実性が高い部分を触覚で能動的に探索し、再構成精度と把持成功率を向上させる手法Act-VHを提案した論文。
原題: Active Visuo-Haptic Object Shape Completion ／ Lukas Rustler, Jens Lundell, Jan Kristof Behrens 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 → - 論文言語インターフェースロボティクス
自然言語コマンドによるロボット軌道の再形成：Transformerを用いたマルチモーダルデータ整合の研究
BERTとCLIPで言語コマンドをエンコードし、軌道情報とマルチモーダル注意Transformerで統合することで、既存のロボット軌道を自然言語で柔軟に修正できるインターフェースを実現した。
原題: Reshaping Robot Trajectories Using Natural Language Commands: A Study of Multi-Modal Data Alignment Using Transformers ／ Arthur Bucker, Luis Figueredo, Sami Haddadin 他
日本語で読む → - 論文歩行者モデリングロボティクス
意図・待機・横断：現実的な歩行者横断行動のモデリングに向けて
歩行者の個人特性や交通環境に基づく意思決定をルール化し、文脈や知覚ノイズを考慮したTTC計算で現実的な横断判断を再現するエージェントベース歩行者モデルを提案した論文。
原題: Intend-Wait-Cross: Towards Modeling Realistic Pedestrian Crossing Behavior ／ Amir Rasouli, Iuliia Kotseruba
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
属性ガイドによる曖昧性解消を備えた対話型ロボット把持
物体属性を手がかりに曖昧な指示を対話で解消する把持システムを提案し、実機で91.43%の選択精度を達成した。
原題: Interactive Robotic Grasping with Attribute-Guided Disambiguation ／ Yang Yang, Xibai Lou, Changhyun Choi
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