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: 2022/1/1 ／ 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 →- 論文ソフトロボティクス/マニピュレーションロボティクス
RBOハンド3：ソフトで器用なマニピュレーションのためのプラットフォーム
空気圧駆動の人間型ソフトハンドRBO Hand 3を開発し、16自由度の独立駆動と柔軟性を組み合わせて、親指対向のKapandjiテスト最高スコアやGRASP分類の全33把持タイプの実現、器用なインハンド操作を示した。
原題: RBO Hand 3 -- A Platform for Soft Dexterous Manipulation ／ Steffen Puhlmann, Jason Harris, Oliver Brock
日本語で読む → - 論文HRI研究手法ロボティクス
HRI研究の報告は何をどう伝えているか：募集・報酬・ジェンダー報告のレビューと提言
HRI国際会議の過去3年の論文236件を調査し、参加者募集方法・報酬・ジェンダー情報の報告不足を明らかにして、再現性向上のための報告ガイドラインを提言した。
原題: What and How Are We Reporting in HRI? A Review and Recommendations for Reporting Recruitment, Compensation, and Gender ／ Julia R. Cordero, Thomas R. Groechel, Maja J. Matarić
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
物理ベースのアクティブステレオセンサシミュレーションで光学センシングのドメインギャップを埋める
アクティブステレオ深度センサを物理法則に基づきシミュレーションし、実機に近い材質依存の誤差パターンを持つ深度画像をリアルタイム生成するパイプラインを構築した。シミュレーションで学習した認識アルゴリズムや強化学習方針が実世界へファインチューニングなしで転移することを示した。
原題: Close the Optical Sensing Domain Gap by Physics-Grounded Active Stereo Sensor Simulation ／ Xiaoshuai Zhang, Rui Chen, Ang Li 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
モジュール式ソフトロボット魚の試験プラットフォームの構築
小型モジュール式シリコーン製ロボット魚の迅速な設計・製作パイプラインと、推力や尾びれ変形を計測できる水中評価装置を提案し、剛性や空気室構成を変えた試作機で実験評価した。
原題: Creation of a Modular Soft Robotic Fish Testing Platform ／ Yu Zhang, Robert K. Katzschmann
日本語で読む → - 論文因果推論/人間行動モデリングロボティクス
手の操作に関する実証的推定は回復可能：日常活動における個別化・説明可能なロボット支援に向けて
構造的因果モデルとノンパラメトリック推定器を用い、仮想キッチンでの物体操作における手の行動を部分的交絡条件下で推定し、その有効性と安定性を示した。
原題: Empirical Estimates on Hand Manipulation are Recoverable: A Step Towards Individualized and Explainable Robotic Support in Everyday Activities ／ Alexander Wich, Holger Schultheis, Michael Beetz
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
エントロピー報酬は本当に必要か？SACの実践的再検討
最大エントロピーRLの代表手法SACでエントロピー報酬の効果を大規模に検証し、方策評価でのエントロピー報酬は失敗を招きやすく、方策改善のみでの正則化で同等以上の性能と頑健性が得られることを示した論文。
原題: Do You Need the Entropy Reward (in Practice)? ／ Haonan Yu, Haichao Zhang, Wei Xu
日本語で読む → - 論文協調ロボットロボティクス
SUPER-MAN：人間とロボットの協調作業を支援するスーパーナメラリ・ロボットボディ
人間の動作に追従して作業を支援する移動型スーパーナメラリ・ロボットシステムを提案し、2種類の実装とユーザー評価を示した論文。
原題: SUPER-MAN: SUPERnumerary Robotic Bodies for Physical Assistance in HuMAN-Robot Conjoined Actions ／ Alberto Giammarino, Juan M. Gandarias, Pietro Balatti 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットによる灌漑水管理：触感と外観から土壌水分量を推定
ロボットアームとRGB-Dカメラ・土壌水分センサを用い、植物を傷つけずに土壌へセンサを挿入する適応力制御を開発し、「触感と外観」による土壌水分モニタリングを自動化した研究。
原題: Robotic Irrigation Water Management: Estimating Soil Moisture Content by Feel and Appearance ／ Marsela Polic, Marko Car, Jelena Tabak 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ROSジオレジストレーション：ROS向け航空マルチスペクトル画像シミュレータ
Google Earth Engineのマルチスペクトル画像をGazeboに取り込み、UAVの地理・放射量正確な模擬画像を生成するROSパッケージを開発した。
原題: ROS georegistration: Aerial Multi-spectral Image Simulator for the Robot Operating System ／ Andrew R. Willis, Kevin Brink, Kathleen Dipple
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
BiConMP：全身運動計画のための非線形モデル予測制御フレームワーク
ロボットの動力学構造を効率的に活用し、脚式ロボットの全身軌道をオンライン生成する非線形MPCフレームワークBiConMPを提案。実機四足ロボットで周期歩容や不整地・外乱対応、歩容遷移を実証し、ヒューマノイドや別の四足ロボットのシミュレーションでも動的運動生成を検証した。
原題: BiConMP: A Nonlinear Model Predictive Control Framework for Whole Body Motion Planning ／ Avadesh Meduri, Paarth Shah, Julian Viereck 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習ロボティクス
グラフ畳み込み強化学習による混合交通環境でのマルチエージェント意思決定
自動運転車の協調的意思決定のため、グラフニューラルネットと深層強化学習を組み合わせた複数のGRL手法を比較し、高速道路の合流シナリオで評価した研究。
原題: Graph Convolution-Based Deep Reinforcement Learning for Multi-Agent Decision-Making in Mixed Traffic Environments ／ Qi Liu, Zirui Li, Xueyuan Li 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
社会的配慮ナビゲーションのためのフィードバック効率の良い能動的選好学習
人間の快適さを報酬モデルに蒸留する能動的選好学習とハイブリッド経験学習を提案し、実機ユーザー研究で社会的ロボットナビゲーションの有効性を示した論文。
原題: Feedback-efficient Active Preference Learning for Socially Aware Robot Navigation ／ Ruiqi Wang, Weizheng Wang, Byung-Cheol Min
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
Sim-to-Lab-to-Real：シールディングと汎化保証を備えた安全強化学習
性能方策とHJ到達可能性に基づく安全バックアップ方策の二重構成に、探索時のシールディングとPAC-Bayesによる汎化保証を組み合わせ、四足歩行ロボットの屋内視覚ナビゲーションで実機検証した研究。
原題: Sim-to-Lab-to-Real: Safe Reinforcement Learning with Shielding and Generalization Guarantees ／ Kai-Chieh Hsu, Allen Z. Ren, Duy Phuong Nguyen 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
深層衝突予測を用いたモーションプリミティブベースのナビゲーション計画
深度画像から各動作系列の衝突コストを予測する学習ネットワークを活用し、不確実性を考慮したモーションプリミティブベースのナビゲーションプランナを提案した論文。小型飛行ロボットで実環境検証も行っている。
原題: Motion Primitives-based Navigation Planning using Deep Collision Prediction ／ Huan Nguyen, Sondre Holm Fyhn, Paolo De Petris 他
日本語で読む → - 論文安全制御制御
微分可能な安全臨界制御の学習：制御バリア関数による新規環境への汎化
ECBF-QPの最適化を微分可能層として深層学習に組み込み、高相対次数系でも前方不変性を保証しつつ新環境へ汎化できる安全臨界制御フレームワークを提案した。
原題: Learning Differentiable Safety-Critical Control using Control Barrier Functions for Generalization to Novel Environments ／ Hengbo Ma, Bike Zhang, Masayoshi Tomizuka 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ロボット群戦略における共通目標領域のスループット評価
多数ロボットが同一領域へ向かう際の混雑を評価するため「共通目標領域スループット」を提案し、3つの分散制御戦略（並列待ち行列・六角充填・複数曲線軌道）を解析的・シミュレーションで比較した論文。
原題: On the throughput of the common target area for robotic swarm strategies -- extended version ／ Yuri Tavares dos Passos, Xavier Duquesne, Leandro Soriano Marcolino
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
絡み合う食品の目標質量把持：把持前後の操作による高精度化
絡まり・付着しやすい食品を対象に、把持前のほぐし操作と把持後の余剰分の切り離し機構、把持点選択を組み合わせ、指定した目標質量を精度よく把持する手法を提案・評価した。
原題: Target-mass Grasping of Entangled Food using Pre-grasping & Post-grasping ／ Kuniyuki Takahashi, Naoki Fukaya, Avinash Ummadisingu
日本語で読む → - 論文ドローンレース/視覚的注意/模倣学習ロボティクス
視覚的注意予測でドローンレースAIの性能向上
人間パイロットの視線データから視覚的注意予測モデルを学習し、それを用いた模倣学習でドローンレースの自律制御器を構築、成功率88%と画像入力や特徴追跡ベースを上回った。
原題: Visual Attention Prediction Improves Performance of Autonomous Drone Racing Agents ／ Christian Pfeiffer, Simon Wengeler, Antonio Loquercio 他
日本語で読む → - 論文MARLcs.MA
相互情報量を用いた反復推論による協調・ビザンチン分散チーミング
エージェントの政策を近傍チームメイトの政策に条件付けることで相互情報量の下界を最大化するInfoPGを提案し、分散協調マルチエージェント強化学習で高いサンプル効率と累積報酬を達成した。
原題: Iterated Reasoning with Mutual Information in Cooperative and Byzantine Decentralized Teaming ／ Sachin Konan, Esmaeil Seraj, Matthew Gombolay
日本語で読む → - 論文3D物体検出画像認識
ベクトルアテンションによる3D物体検出の提案領域精緻化
ボクセルベースRPNのROI特徴量計算を、手設計のグリッドサンプリングの代わりにVector Attentionでデータ駆動的に行う精緻化ステージを提案し、KITTIとNuScenesで競争力のある精度を少ないパラメータで達成した。
原題: Attention-based Proposals Refinement for 3D Object Detection ／ Minh-Quan Dao, Elwan Héry, Vincent Frémont
日本語で読む → - 論文制御ロボティクス
チルトロータの歩容解析：動的可逆歩容
チルトロータ機のチルト角変動を抑えるため、四足歩行ロボット由来の「歩容」概念を導入し、フィードバック線形化が可能な可逆歩容を導出して姿勢・高度制御をシミュレーションで検証した論文。
原題: Gait Analysis for A Tilt-rotor: The Dynamic Invertible Gait ／ Zhe Shen, Takeshi Tsuchiya
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
GTac：皮膚のような異種力覚フィードバックを実現するロボット用生体模倣触覚センサ
圧抵抗センサ層とホールセンサ層を組み合わせ、法線力とせん断力を同時に知覚できる生体模倣触覚センサを開発し、ロボットハンドでのピンセット操作や卵把持を実現した。
原題: GTac: A Biomimetic Tactile Sensor with Skin-like Heterogeneous Force Feedback for Robots ／ Zeyu Lu, Xingyu Gao, Haoyong Yu
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
多ロボット経路計画の多項式時間準最適アルゴリズム
グリッド上の多ロボット経路計画において、高密度ランダム配置でもメイクスパンが最適解の1〜1.5倍以内となる多項式時間アルゴリズムRTHを提案した。
原題: Sub-1.5 Time-Optimal Multi-Robot Path Planning on Grids in Polynomial Time ／ Teng Guo, Jingjin Yu
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
新ツール「ブラクション」を用いた棚上のメカニカルサーチ
薄い押し出しブレードと吸盤グリッパを組み合わせた新ツール「ブラクション」と、棚の側面から対象物を探索するための改良シミュレーション・知覚・探索方策を提案し、吸着把持動作が押し出しのみの手法より成功率を向上させることを示した。
原題: Mechanical Search on Shelves using a Novel "Bluction" Tool ／ Huang Huang, Michael Danielczuk, Chung Min Kim 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
アドホックロボットネットワークの最適トポロジー学習
ロボットネットワークの構成ごとに最適な通信トポロジーを予測するデータ駆動型のスタッキングアンサンブル手法を提案し、10台のロボットで80%以上の精度を達成した。
原題: Learning Optimal Topology for Ad-hoc Robot Networks ／ Matin Macktoobian, Zhan Shu, Qing Zhao
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
動的剛体面上の脚式ヒューマノイド歩行のための不変フィルタリング
船や電車のような動く剛体面(DRS)上を歩くヒューマノイドの姿勢・速度を、IMU・関節エンコーダ・RGB-Dカメラで推定する不変拡張カルマンフィルタを提案し、収束性と可観測性を解析、Digitロボットのピッチングトレッドミル歩行で検証した。
原題: Invariant Filtering for Legged Humanoid Locomotion on Dynamic Rigid Surfaces ／ Yuan Gao, Chengzhi Yuan, Yan Gu
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習ロボティクス
FCMNet：マルチエージェント系におけるチーム協調のための全通信メモリネット
複数の方向性RNNの隠れ状態を通信メッセージとして用い、マルチホップ通信プロトコルと分散方策を同時学習する強化学習手法を提案。StarCraft IIの微管理タスクと経路探索タスクで既存手法を上回る性能を示した。
原題: FCMNet: Full Communication Memory Net for Team-Level Cooperation in Multi-Agent Systems ／ Yutong Wang, Guillaume Sartoretti
日本語で読む → - 論文故障分析ロボティクス
家庭用ロボットの故障をオンラインレビューから分類・予測する
Amazonの家庭用ロボットレビュー1万件超を故障タイプ別に分類し、技術的故障が顧客体験に最も悪影響を与えることを明らかにするとともに、レビューから故障の有無と種類を予測する自然言語処理モデルを開発した。
原題: Using Online Customer Reviews to Classify, Predict, and Learn about Domestic Robot Failures ／ Shanee Honig, Alon Bartal, Yisrael Parmet 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定画像認識
OSSID: 姿勢推定のためのオンライン自己教師ありインスタンス検出
低速なゼロショット姿勢推定器の疑似ラベルで高速検出器を自己教師あり学習し、検出器で入力を絞ることで注釈なしにリアルタイム物体姿勢推定を実現した。
原題: OSSID: Online Self-Supervised Instance Detection by (and for) Pose Estimation ／ Qiao Gu, Brian Okorn, David Held
日本語で読む → - 論文セマンティック推論ロボティクス
SemRob: ロボットOSのためのセマンティックストリーム推論に向けて
映像やLiDARなどの高次元データストリームと記号・意味論的ストリームを統合し、ロボットOS上でセマンティック推論を可能にするプラットフォームSemRobの構想を提示した位置づけ論文。
原題: SemRob: Towards Semantic Stream Reasoning for Robotic Operating Systems ／ Manh Nguyen-Duc, Anh Le-Tuan, Manfred Hauswirth 他
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