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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: 2022/2/1 ／ 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
同変トランスポーターネットワーク
ピックとプレースの両方の向きに対して同変なTransporter Netを提案し、少ない実演から効率的に操作方策を学習して成功率を向上させた。
原題: Equivariant Transporter Network ／ Haojie Huang, Dian Wang, Robin Walters 他
日本語で読む → - 論文シミュレーション/テスト生成ロボティクス
リスク認識型シーンサンプリングによる自律システムの動的保証
従来のランダム・グリッド探索の限界を克服するため、近傍探索とベイズ最適化を拡張した2つのサンプラーでリスクの高いシーンを効率的に生成する手法を提案した。
原題: Risk-Aware Scene Sampling for Dynamic Assurance of Autonomous Systems ／ Shreyas Ramakrishna, Baiting Luo, Yogesh Barve 他
日本語で読む → - 論文BCIロボティクス
RaspberryPiとPiEEGによる脳波制御ロボット
Raspberry Pi用のオープンソース脳波読み取りボードを開発し、まばたきによるLEDやおもちゃのロボットの制御例を示した論文。
原題: Brain-Computer-Interface controlled robot via RaspberryPi and PiEEG ／ Ildar Rakhmatulin, Sebastian Volkl
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
跳躍する圧電2次元ソフトロボットのスケーラブルなシミュレーションと実演
圧電層と鋼箔基板からなる5アクチュエータのソフトロボットを製作し、PyBulletを用いた剛体リンク近似によるスケーラブルなシミュレーションで静的・交流応答や尺取り運動・跳躍を高精度に予測できることを示した。
原題: Scalable Simulation and Demonstration of Jumping Piezoelectric 2-D Soft Robots ／ Zhiwu Zheng, Prakhar Kumar, Yenan Chen 他
日本語で読む → - 論文逆運動学ロボティクス
冗長自由度ロボットアームの逆運動学学習の自動化
冗長自由度を持つロボットアームの逆運動学を、作業空間全体を網羅する自動データ収集と、複数解を出力できる新規ニューラルネットワークで学習する手法を提案した。
原題: Automating the Learning of Inverse Kinematics for Robotic Arms with Redundant DoFs ／ Chi-Kai Ho, Chung-Ta King
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
山積み物体から安全に取り出すロボットシステムSafePicking
物体レベルのマッピングと深層Qネットワークによる動作計画を組み合わせ、物体の山から隠れた対象物を安全に引き出すシステムを提案した。
原題: SafePicking: Learning Safe Object Extraction via Object-Level Mapping ／ Kentaro Wada, Stephen James, Andrew J. Davison
日本語で読む → - 論文模倣学習/sim2realロボティクス
タスク整合性損失による実世界での実用的な模倣学習
シミュレーションと実世界の特徴量・行動予測レベルでの整合を促す自己教師あり損失（TCL）を導入し、移動マニピュレータがドアに接近して取っ手を回し開けて入室するタスクをRGB-D画像から end-to-end で学習、未見のドアにも汎化して72%の成功率を達成した。
原題: Practical Imitation Learning in the Real World via Task Consistency Loss ／ Mohi Khansari, Daniel Ho, Yuqing Du 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
空気圧ソフトアクチュエータのボンドグラフモデリングとシミュレーション
ヘビやミミズのような動きを模倣する空気圧ソフトアクチュエータを設計し、ボンドグラフ法で動力学モデルを導出して20-simでシミュレーション検証した論文。
原題: Bond Graph Modelling and Simulation of Pneumatic Soft Actuator ／ Garima Bhandari, Pushparaj Mani Pathak, Jung-Min Yang
日本語で読む → - 論文逆強化学習機械学習
逆強化学習とモンテカルロ木探索による協調軌道計画のための報酬モデル学習
特徴量ベースの最大エントロピー逆強化学習とモンテカルロ木探索を組み合わせ、複数エージェントの協調的な専門家軌道から人間らしい報酬モデルを学習する手法を提案した。
原題: Learning Reward Models for Cooperative Trajectory Planning with Inverse Reinforcement Learning and Monte Carlo Tree Search ／ Karl Kurzer, Matthias Bitzer, J. Marius Zöllner
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
不確かなダイナミクスと制約下での安全制御合成
ダイナミクスモデルと安全制約の不確かさを確率的・最悪ケースの両方で考慮したCLF/CBF制約を定式化し、SOCPとして効率的に安全安定制御を合成する手法を提案した。
原題: Safe Control Synthesis with Uncertain Dynamics and Constraints ／ Kehan Long, Vikas Dhiman, Melvin Leok 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
競争型ヒューマンロボットインタラクションによる運動意欲の向上
フェンシングゲームを舞台に、マルチエージェント強化学習で人間と競争できるロボットを開発し、人間の心拍数を高め運動意欲を引き出すことを示した研究。
原題: Motivating Physical Activity via Competitive Human-Robot Interaction ／ Boling Yang, Golnaz Habibi, Patrick E. Lancaster 他
日本語で読む → - 論文ロボフィジカル・相対論アナログgr-qc
時空ダイナミクスのロボフィジカルモデル
弾性膜上を走る車輪ロボットの速度を膜の曲率に応じて変えることで、曲がった相対論的時空の運動を実験室で再現できることを示した研究。
原題: A robophysical model of spacetime dynamics ／ Shengkai Li, Hussain N. Gynai, Steven Tarr 他
日本語で読む → - 論文共有自律/強化学習ロボティクス
共有自律によるドローン着陸支援の強化学習
2台のRGB-DカメラとTD3で訓練した方策モジュールにより、パイロットの意図を推定して操縦を補助し、難条件下でのUAV着陸成功率を51.4%から98.2%に向上させた。
原題: Reinforcement Learning for Shared Autonomy Drone Landings ／ Kal Backman, Dana Kulić, Hoam Chung
日本語で読む → - 論文軌道予測機械学習
メタパス解析を用いた時空間グラフによる歩行者軌道予測
時空間グラフにメタパス特徴を導入し、歩行者の軌道予測を改善するMESRNNを提案した論文。長期予測でベースラインを32%以上上回り、混雑環境でも社会的に整合した軌道を生成する。
原題: Meta-path Analysis on Spatio-Temporal Graphs for Pedestrian Trajectory Prediction ／ Aamir Hasan, Pranav Sriram, Katherine Driggs-Campbell
日本語で読む → - 論文強化学習/飛行制御制御
故障耐性飛行制御のためのSoft Actor-Critic深層強化学習
ジェット機の複数故障に対応できるモデルフリーの強化学習飛行制御器を提案し、オフライン学習したカスケードSoft Actor-Criticが協調旋回を高精度で達成しつつ6種類の故障に頑健であることを示した。
原題: Soft Actor-Critic Deep Reinforcement Learning for Fault Tolerant Flight Control ／ Killian Dally, Erik-Jan van Kampen
日本語で読む → - 論文シミュレーションロボティクス
移動型ソーシャルロボット向けシミュレータの現状と課題
人と共存する移動ロボットのテストに必要なシミュレータの要件を整理し、既存フレームワークを評価して課題を明らかにした調査論文。
原題: Simulators for Mobile Social Robots:State-of-the-Art and Challenges ／ Prabhjot Kaur, Zichuan Liu, Weisong Shi
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
未知環境におけるマルチロータ航空機の最適化ベース軌道追従手法
未知環境で障害物を避けつつ参照軌道をリアルタイムに修正するグローバル・ローカル二段構成のプランナを提案し、NVIDIA Jetson上で高速動作と追従精度を実証した。
原題: Optimization-based Trajectory Tracking Approach for Multi-rotor Aerial Vehicles in Unknown Environments ／ Geesara Kulathunga, Hany Hamed, Dmitry Devitt 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
遺伝的カリキュラムによる堅牢な強化学習
エージェントが失敗するシナリオを自動的に特定し、遺伝的アルゴリズムでカリキュラムを生成することで、専門家の監督なしに堅牢な方策を学習させる手法を提案した論文。
原題: Robust Reinforcement Learning via Genetic Curriculum ／ Yeeho Song, Jeff Schneider
日本語で読む → - 論文最適化ロボティクス
自律システムのための勾配不要なマルチドメイン最適化
自動運転車のハードウェアとソフトウェアを勾配不要最適化で同時に最適化し、6種の最適化手法を3環境で比較評価した研究。
原題: Gradient-free Multi-domain Optimization for Autonomous Systems ／ Hongrui Zheng, Johannes Betz, Rahul Mangharam
日本語で読む → - 論文LiDAR-慣性オドメトリロボティクス
LiDAR-慣性系のロバストなリアルタイム初期化
LiDARとIMUの時間オフセット・外部パラメータ・重力ベクトル・IMUバイアスをオンザフライで自動キャリブレーションする初期化モジュールLI-Initを提案し、FAST-LIO2に統合して有効性を示した論文。
原題: Robust Real-time LiDAR-inertial Initialization ／ Fangcheng Zhu, Yunfan Ren, Fu Zhang
日本語で読む → - 論文マルチエージェント経路計画cs.MA
生涯マルチエージェント経路計画における経験の活用
連続するMAPFクエリ間の類似性に着目し、前回の優先度を再利用して探索をウォームスタートするexRHCRを提案。RHCRより最大39%高速化した。
原題: Leveraging Experience in Lifelong Multi-Agent Pathfinding ／ Nitzan Madar, Kiril Solovey, Oren Salzman
日本語で読む → - 論文マルチエージェント制御cs.MA
深層FBSDEとADMMによる分散型安全マルチエージェント確率的最適制御
確率的な外乱下で複数エージェントを安全に制御するため、確率制御バリア関数とADMMによる合意形成を組み込んだ分散型の深層学習制御手法を提案し、衝突回避を保証しつつ集中型より優れた拡張性を示した。
原題: Decentralized Safe Multi-agent Stochastic Optimal Control using Deep FBSDEs and ADMM ／ Marcus A. Pereira, Augustinos D. Saravanos, Oswin So 他
日本語で読む → - 論文ニューロモルフィック制御ロボティクス
スパイキングロボットアームのCPG制御に向けたWTA回路のハードウェア実装
スパイキングニューラルネットワークプロセッサ上に勝者総取り回路を実装し、CPG由来のリズムパターンでロボットアームをリアルタイム制御できることを実験で示した。
原題: Towards hardware Implementation of WTA for CPG-based control of a Spiking Robotic Arm ／ A. Linares-Barranco, E. Pinero-Fuentes, S. Canas-Moreno 他
日本語で読む → - 論文占有格子地図ロボティクス
動的占有格子地図のためのマルチタスク再帰ニューラルネットワーク
生のLiDARデータから占有・速度・意味情報・走行可能領域を同時に予測するマルチタスク再帰NNを提案し、手設計の逆センサモデルを学習で置き換えた。
原題: A Multi-Task Recurrent Neural Network for End-to-End Dynamic Occupancy Grid Mapping ／ Marcel Schreiber, Vasileios Belagiannis, Claudius Gläser 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
グローバルに整合した密結合3D LiDAR慣性マッピング
GPU加速ボクセル化GICPとIMU前積分を密結合し、オドメトリ推定・局所・大域マッピングを統合したリアルタイム3Dマッピング手法を提案。特徴の乏しい環境でも高精度な位置推定と地図生成を実現。
原題: Globally Consistent and Tightly Coupled 3D LiDAR Inertial Mapping ／ Kenji Koide, Masashi Yokozuka, Shuji Oishi 他
日本語で読む → - 論文視覚言語ナビゲーションAI
一歩ずつ：マイルストーンを用いた長期的視覚言語ナビゲーション
長い指示をナビゲーションと操作のマイルストーンに分割し、エージェントの進捗を逐次確認しながら次の段階へ進めるモデル非依存の追跡機構M-TRACKを提案し、ALFREDで成功率を大幅に改善した。
原題: One Step at a Time: Long-Horizon Vision-and-Language Navigation with Milestones ／ Chan Hee Song, Jihyung Kil, Tai-Yu Pan 他
日本語で読む → - 論文事故予防/視覚認識画像認識
事故多発地点の特徴を検知して予防運転を支援する視覚通知システム
ドライブレコーダー映像から事故多発地点に特有の視覚的特徴を注意機構付きCNNで検出し、運転者に通知するシステムを提案した論文。
原題: Sensing accident-prone features in urban scenes for proactive driving and accident prevention ／ Sumit Mishra, Praveen Kumar Rajendran, Luiz Felipe Vecchietti 他
日本語で読む → - 論文無肢ロボット/旋回歩容ロボティクス
複雑環境で敏捷に旋回する無肢ロボットのための一般化オメガターン歩容
線虫C. elegansの旋回動作に着想を得たオメガターン歩容を幾何学的手法で拡張し、関節数の少ないロボットでも粒状媒体や岩場などの複雑環境で頑健に旋回できることを実験的に示した。
原題: Generalized Omega Turn Gait Enables Agile Limbless Robot Turning in Complex Environments ／ Tianyu Wang, Baxi Chong, Yuelin Deng 他
日本語で読む → - 論文アドミタンス制御ロボティクス
環境接触を伴う手動ガイダンスのための高ペイロードアドミタンス制御
高ペイロード産業用ロボットで接触を伴う手動ガイダンスを実現するため、減衰フィードバック付きアドミタンス制御と接触応答手法を提案し、16kgペグ挿入や50kg協調操作で検証した。
原題: Towards High-Payload Admittance Control for Manual Guidance with Environmental Contact ／ Kevin Haninger, Marcel Radke, Axel Vick 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
悪しき振る舞いを避けることで善き協働を実現する
人とロボットの協働において、危険や不公平を生む否定的行動を避けることを学習させる新手法を提案し、社会的マニピュレーションと公平な意思決定の重要性を示した。
原題: Doing Right by Not Doing Wrong in Human-Robot Collaboration ／ Laura Londoño, Adrian Röfer, Tim Welschehold 他
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