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: 2022/2/1 ／ 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 →- 論文歩行ロボティクス
動的で堅牢な脚式移動のための制御ポリシーと状態推定器の同時学習
制御ポリシーと状態推定ネットワークを同時に学習する枠組みを提案し、実機で丘陵・滑りやすい板・凸凹道などの多様な地形を走破できることを示した。
原題: Concurrent Training of a Control Policy and a State Estimator for Dynamic and Robust Legged Locomotion ／ Gwanghyeon Ji, Juhyeok Mun, Hyeongjun Kim 他
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 → - 論文外骨格リハビリロボティクス
Twisted Stringsアクチュエータを用いた携帯型肘外骨格の開発
上肢リハビリ向けに、Twisted Stringsアクチュエータを組み込んだ携帯型肘外骨格をSolidWorksで設計し、応力・トルク解析から最適なストリング長とトルク範囲を明らかにした。
原題: The development of a portable elbow exoskeleton with a Twisted Strings Actuator to assist patients with upper limb inhabitation ／ Rupal Roy, MM Rashid, Md Manjurul Ahsan 他
日本語で読む → - 論文走行・テラメカニクスロボティクス
関節式車輪ベバメータによる軟弱地形でのローバ移動性能予測
力制御アーム先端に力・視覚センサ付きベバメータを搭載し、ローバ前方の土壌接触パラメータをリアルタイム計測してスリップや沈下を予測、安全な経路選択を可能にする手法を提案・実験検証した。
原題: Predict the Rover Mobility over Soft Terrain using Articulated Wheeled Bevameter ／ Wenyao Zhang, Shipeng Lv, Feng Xue 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
モジュラーロボットによる計算
小型モジュラーロボットCubeletsを連結し、パターン伝播によって並列・非同期に信号を処理する計算回路を実験的に構築した論文。1ビット全加算器の動作例とSleptsovネットによる形式化を示す。
原題: Computing with Modular Robots ／ Genaro J. Martinez, Andrew Adamatzky, Ricardo Q. Figueroa 他
日本語で読む → - 論文セグメンテーション画像認識
点ラベルを考慮したスーパーピクセルによる水中画像の多種セグメンテーション
サンゴ礁画像に対し、生態学者が付けた疎な点ラベルをスーパーピクセル内で伝播させて学習用の疑似教師データを生成し、意味セグメンテーション精度を向上させた研究。
原題: Point Label Aware Superpixels for Multi-species Segmentation of Underwater Imagery ／ Scarlett Raine, Ross Marchant, Brano Kusy 他
日本語で読む → - 論文生物規範学習ロボティクス
生物シナプスから知的ロボットへ：ヘブ学習に基づく適応制御
無脊椎・脊椎動物の神経回路におけるヘブ型シナプス可塑性を例に、教師なし学習と自己組織化によるロボット制御・センシングへの応用可能性をレビューした論文。
原題: From Biological Synapses to Intelligent Robots ／ Birgitta Dresp-Langley
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
ロボットが内在的動機と自動カリキュラム学習で複雑なタスクを学ぶ
タスク間の階層構造を学習し、簡単なタスクから複雑なタスクへと自動的にカリキュラムを組んで強化学習する枠組みを提案した論文。
原題: Robots Learn Increasingly Complex Tasks with Intrinsic Motivation and Automatic Curriculum Learning ／ Sao Mai Nguyen, Nicolas Duminy, Alexandre Manoury 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
カメラ内部パラメータとLiDAR-カメラ外部パラメータの同時キャリブレーション
チェッカーボード周囲に円形穴を追加した新パターンのキャリブレーションボードを設計し、再投影制約に基づくコスト関数でカメラ内部・歪み・LiDAR-カメラ外部パラメータを同時に推定する手法を提案した。
原題: Joint Camera Intrinsic and LiDAR-Camera Extrinsic Calibration ／ Guohang Yan, Feiyu He, Chunlei Shi 他
日本語で読む → - 論文VIO画像認識
LF-VIO：負平面を含む超広視野カメラ向け視覚慣性オドメトリフレームワーク
視野が負の半平面に達する超広角カメラでも使えるリアルタイム視覚慣性オドメトリを、特徴点を単位3次元ベクトルで表現する手法で実現し、全天球型データセットPALVIOも公開した論文。
原題: LF-VIO: A Visual-Inertial-Odometry Framework for Large Field-of-View Cameras with Negative Plane ／ Ze Wang, Kailun Yang, Hao Shi 他
日本語で読む → - 論文エッジAIcs.AR
エネルギー効率の高いエッジロボティクス向け回路・システム技術
リソース制約のあるエッジロボット上で強化学習ニューロモルフィック制御や群知能、SLAMを実現する超低消費電力アクセラレータとシステム設計を紹介し、アルゴリズム・ハードウェア協調設計の重要性を示した論文。
原題: Circuit and System Technologies for Energy-Efficient Edge Robotics ／ Zishen Wan, Ashwin Sanjay Lele, Arijit Raychowdhury
日本語で読む → - 論文方策最適化ロボティクス
ガウス過程のバッチ自動微分によるGPU加速方策最適化と実機制御への応用
ガウス過程の予測サンプリングとモンテカルロ評価の自動微分をGPU上でバッチ処理し、重機の参照追従制御で方策学習を高速化・大規模化した研究。
原題: GPU-Accelerated Policy Optimization via Batch Automatic Differentiation of Gaussian Processes for Real-World Control ／ Abdolreza Taheri, Joni Pajarinen, Reza Ghabcheloo
日本語で読む → - 論文動作予測ロボティクス
テンソル回帰による人間の動作予測
動的タイムワーピングで類似動作を選び、テンソル間線形回帰で過去数秒の動作から将来の動作を予測する手法を提案し、組立作業のモーションキャプチャデータで検証した。
原題: A Tensor Based Regression Approach for Human Motion Prediction ／ Lorena Gril, Philipp Wedenig, Chris Torkar 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
永続ホモロジーを用いた効果的な非把持マニピュレーション
混雑した空間で対象物を取り出すため、永続ホモロジーで遮蔽物の連結成分を自動検出し、押し動作のグループ化と回数最小化を図る非把持操作手法を提案した。
原題: Persistent Homology for Effective Non-Prehensile Manipulation ／ Ewerton R. Vieira, Daniel Nakhimovich, Kai Gao 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
自動残差強化学習による多モード脚式移動フレームワーク
四足ロボットに支持構造と遷移戦略を追加し、自動残差強化学習で二足歩行制御を学習させることで、四足と二足の両モードで歩行可能にするフレームワークを提案した。
原題: Multi-Modal Legged Locomotion Framework with Automated Residual Reinforcement Learning ／ Chen Yu, Andre Rosendo
日本語で読む → - 論文剛性解析ロボティクス
平面直列ロボットマニピュレータの非線形剛性挙動
多リンク直列平面マニピュレータの圧縮荷重下での非線形剛性を解析し、直線初期形状での座屈臨界力の固有値計算法と非直線形状での準座屈現象のエネルギー計算法を提案した。
原題: Non-linear stiffness behavior of planar serial robotic manipulators ／ Wanda Zhao, Alexandr Klimchik, Anatol Pashkevich 他
日本語で読む → - 論文イベントカメラ/SNN画像認識
ドローンが飛行中に人を検出できるよう継続学習する生物模倣型視覚システム
STDPを備えたスパイキングニューラルネットワークとイベントカメラを用い、飛行中のドローンが歩行者検出をオンラインで継続学習できることを初めて示した研究。
原題: Continuously Learning to Detect People on the Fly: A Bio-inspired Visual System for Drones ／ Ali Safa, Ilja Ocket, André Bourdoux 他
日本語で読む → - 論文測位・ナビゲーションロボティクス
超広帯域測距によるティーチ・アンド・リピート
屋内に固定したUWBトランシーバとロボット搭載のUWB・IMU・高さ計測を融合し、教示した経路を自律的に再走行するT&R手法を提案し、シミュレーションで1m未満の追従誤差を実証した。
原題: Ultra-Wideband Teach and Repeat ／ Mohammed Ayman Shalaby, Charles Champagne Cossette, Jerome Le Ny 他
日本語で読む → - 論文方策勾配機械学習
微分可能シミュレータはより良い方策勾配を与えるか？
微分可能シミュレータの一次勾配推定が剛性や不連続性で劣化することをバイアス・バリアンスの観点から分析し、一次と零次の利点を組み合わせたα次勾配推定器を提案した論文。
原題: Do Differentiable Simulators Give Better Policy Gradients? ／ H. J. Terry Suh, Max Simchowitz, Kaiqing Zhang 他
日本語で読む → - 論文レンダリングロボティクス
多角形上の自己相関・ウィグナー・曖昧性変換によるコヒーレント放射レンダリング
任意の多角形のウィグナー変換を幾何変換とストークス・フーリエ変換で計算し、モンテカルロレンダリングに応用した論文。
原題: Autocorrelation, Wigner and Ambiguity Transforms on Polygons for Coherent Radiation Rendering ／ Jacob Mackay, David Johnson, Graham Brooker
日本語で読む → - 論文制御/ティルトロータロボティクス
猫のトロット歩様計画を用いたティルトロータのフィードバック線形化による追従制御
ティルトロータの位置と姿勢の連成関係を明らかにし、フィードバック線形化による位置追従制御器と猫のトロット歩様に着想を得た傾斜角計画を組み合わせ、定常偏差を低減した。
原題: Feedback Linearization Based Tracking Control of A Tilt-rotor with Cat-trot Gait Plan ／ Zhe Shen, Yudong Ma, Takeshi Tsuchiya
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロバストキーポイント表現を用いたロボットマニピュレーションのエンドツーエンド強化学習
カメラ画像から自己教師ありオートエンコーダでキーポイントを学習し、その表現を用いて把持や押し動作の強化学習をシミュレーション内で行い、ドメインランダム化と敵対的訓練で実機へのゼロショット転移を実現した。
原題: End-to-end Reinforcement Learning of Robotic Manipulation with Robust Keypoints Representation ／ Tianying Wang, En Yen Puang, Marcus Lee 他
日本語で読む → - 論文軌道最適化math.OC
深層ニューラルネットワーク分類器による実現可能な低推力軌道の識別
低推力軌道最適化の前に、深層ニューラルネットワーク分類器を用いて実現可能な軌道を97.9%の精度で事前識別し、無駄な最適化計算を避けてデータセット生成を効率化する手法を提案した。
原題: Feasible Low-thrust Trajectory Identification via a Deep Neural Network Classifier ／ Ruida Xie, Andrew G. Dempster
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
時相論理で誘導する動作プリミティブによる選好付き複雑マニピュレーション
重み付き線形時相論理(wTLTL)をDMPのブラックボックス最適化に組み込み、ユーザ選好を含む複雑な動作計画を実現するPIBB-TLアルゴリズムを提案した。
原題: Temporal Logic Guided Motion Primitives for Complex Manipulation Tasks with User Preferences ／ Hao Wang, Haoyuan He, Weiwei Shang 他
日本語で読む → - 論文オフラインRL機械学習
オフライン強化学習におけるラベルなしデータの活用法
ラベルなしデータに報酬ゼロを付与する単純な手法が、報酬モデル学習なしでも理論・実験的に有効であることを示し、その条件と改善策を明らかにした論文。
原題: How to Leverage Unlabeled Data in Offline Reinforcement Learning ／ Tianhe Yu, Aviral Kumar, Yevgen Chebotar 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
視覚に基づく移動マニピュレーションのためのタスク・動作計画
移動を伴う長時間行動の実現可能性を視覚情報から確率的に評価し、効率と実現性を両立するタスク・動作計画アルゴリズムGROPを提案。シミュレーションと実機で有効性を検証した。
原題: Visually Grounded Task and Motion Planning for Mobile Manipulation ／ Xiaohan Zhang, Yifeng Zhu, Yan Ding 他
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
SFMGNet：歩行者軌道予測のための物理ベースニューラルネットワーク
社会力モデルに群集力を拡張したSFMGとMLPを組み合わせ、静的障害物・他の歩行者・歩行者群との相互作用を考慮して歩行者軌道を予測する物理ベースのニューラルネットワークを提案した。合成データのみで学習しても現実的で解釈可能な軌道を高精度に予測できることを示した。
原題: SFMGNet: A Physics-based Neural Network To Predict Pedestrian Trajectories ／ Sakif Hossain, Fatema T. Johora, Jörg P. Müller 他
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
ドローンのための滑らかな時間最適軌道生成
重力下で加速度に制限のある点質量ドローンが複数のウェイポイントを最短時間で通過する軌道を、ポントリャーギンの最小原理と非線形計画法を組み合わせて生成する手法を提案した論文。
原題: Smooth time optimal trajectory generation for drones ／ Srinath Tankasala, Can Pehlivanturk, Efstathios Bakolas 他
日本語で読む → - 論文LiDAR/レビューロボティクス
モバイルロボティクスにおける3D ToF LiDARのレビュー
3D ToF LiDARのモバイルロボティクス応用を、物体検出や自己位置推定などの研究事例と、サービスロボットや自動運転などの産業応用の両面から体系的に整理したレビュー論文。
原題: 3D ToF LiDAR in Mobile Robotics: A Review ／ Tao Yang, You Li, Cheng Zhao 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
軟質要素と剛性要素を組み合わせたハイブリッドソフトロボット
クモザルの尾に着想を得て、柔らかい要素と硬い要素を組み合わせることで剛性の可変範囲を約2倍に広げ、剛性と形状を独立に制御できるハイブリッドソフトロボットを設計・実証した論文。
原題: Hybrid Soft Robots Incorporating Soft and Stiff Elements ／ Dimuthu D. K. Arachchige, Isuru S. Godage
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