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 →- 論文自動運転/逆強化学習ロボティクス
深層逆強化学習によるMPC向け時空間コストマップ推論
人間の運転デモから目標条件付き時空間報酬を逆強化学習で学習し、そのコストマップをMPCに用いて手設計なしで自然な自動運転行動を実現する手法を提案した。
原題: Spatiotemporal Costmap Inference for MPC via Deep Inverse Reinforcement Learning ／ Keuntaek Lee, David Isele, Evangelos A. Theodorou 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ValueNetQP：脚式移動のための学習型ワンステップ最適制御
問題の価値関数の勾配とヘッセ行列を学習し、1ステップの二次計画で予測制御を高速化する手法を提案。摩擦円錐などの制約を満たしつつ、実機の四足ロボットでトロットとバウンド動作を実現した。
原題: ValueNetQP: Learned one-step optimal control for legged locomotion ／ Julian Viereck, Avadesh Meduri, Ludovic Righetti
日本語で読む → - 論文視覚的位置認識画像認識
Why-So-Deep: 既学習モデルを活用した視覚的位置認識の強化手法
既存の学習済みモデルをそのまま使いつつ、空間情報を活用して画像検索の再現率を高めるMAQBOOLを提案し、低次元記述子で高性能を実現した。
原題: Why-So-Deep: Towards Boosting Previously Trained Models for Visual Place Recognition ／ M. Usman Maqbool Bhutta, Yuxiang Sun, Darwin Lau 他
日本語で読む → - 論文屋内測位ロボティクス
屋内自律ドローン向け高精度超音波測位システムPILOT
超音波信号と3段階の測位手法を用いて、屋内環境でドローンの位置をセンチメートル精度で推定する手法を提案した論文。
原題: PILOT: High-Precision Indoor Localization for Autonomous Drones ／ Alireza Famili, Angelos Stavrou, Haining Wang 他
日本語で読む → - 論文ニューロモルフィックビジョン/視覚サーボロボティクス
ニューロモルフィックビジョンによるロボット穴あけシステムの精密位置決め制御
イベントカメラを用いた2段階の3D位置推定と視覚サーボにより、ロボット穴あけをサブミリ精度で行うシステムを提案・実証した。
原題: Neuromorphic Vision Based Control for the Precise Positioning of Robotic Drilling Systems ／ Abdulla Ayyad, Mohamad Halwani, Dewald Swart 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
回転平均化とポーズグラフSLAMにおけるスペクトル初期化の性能保証
SLAMと回転平均化のためのスペクトル緩和に基づく初期化法を提案し、測定ノイズに対する真値・大域解との距離を理論的に保証した。
原題: Performance Guarantees for Spectral Initialization in Rotation Averaging and Pose-Graph SLAM ／ Kevin J. Doherty, David M. Rosen, John J. Leonard
日本語で読む → - 論文協調制御ロボティクス
テザーロボットペアによる物体収集
柔軟なネットを運ぶテザーロボットペアが広範囲に散らばった物体を効率的に収集するための協調軌道計画フレームワークを提案し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: Object Gathering with a Tethered Robot Duo ／ Yao Su, Yuhong Jiang, Yixin Zhu 他
日本語で読む → - 論文LiDARセグメンテーションロボティクス
LiDAR動物体セグメンテーション用の学習データを自動生成するラベリング手法
3D LiDARデータに対し、占有情報による動物体除去とカルマンフィルタ追跡を組み合わせて動的/静的物体を自動ラベリングするパイプラインを提案し、手動ラベルと同等の性能で動物体セグメンテーションの学習が可能なことを示した。
原題: Automatic Labeling to Generate Training Data for Online LiDAR-based Moving Object Segmentation ／ Xieyuanli Chen, Benedikt Mersch, Lucas Nunes 他
日本語で読む → - 論文被覆経路計画ロボティクス
計測不確かさを考慮したロボット品質検査のための被覆経路計画
自由曲面検査において、計測不確かさを考慮した視点サンプリングと改良RRT*による被覆経路計画手法を提案し、シミュレーションと実験で有効性を示した論文。
原題: Coverage Path Planning for Robotic Quality Inspection with Control on Measurement Uncertainty ／ Yinhua Liu, Wenzheng Zhao, Hongpeng Liu 他
日本語で読む → - 論文安全性保証cs.SE
機械学習の安全性保証のための因果モデル
ML応用の安全性保証ケースを構築するため、安全工学の原則に基づく因果モデルのフレームワークを提案し、4種類の証拠と構造化分析手法を定義した論文。
原題: A causal model of safety assurance for machine learning ／ Simon Burton
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
一度の実演でカテゴリレベル操作を学習するフレームワーク
単一の実演動画からカテゴリレベルの物体表現と6DoF動作追跡を用いて新規物体への操作軌道を生成し、CatBCで閉ループ制御する手法を提案。
原題: You Only Demonstrate Once: Category-Level Manipulation from Single Visual Demonstration ／ Bowen Wen, Wenzhao Lian, Kostas Bekris 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
不確実性推定によるサンプル効率の高い深層強化学習
強化学習におけるノイズの多い価値推定を、ベイズ的不確実性推定と逆分散重み付けで軽減し、サンプル効率を改善する手法を提案した論文。
原題: Sample Efficient Deep Reinforcement Learning via Uncertainty Estimation ／ Vincent Mai, Kaustubh Mani, Liam Paull
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
砂礫の地球外地形を踏破する代替ロボットの必要性と実現可能性
車輪型では走破困難な砂や大きな岩の地球外地形に対し、脚や蛇型など生物模倣ロボットの「テラダイナミクス」研究の知見から代替プラットフォームの必要性と実現性を論じたレビュー。
原題: The need for and feasibility of alternative ground robots to traverse sandy and rocky extraterrestrial terrain ／ Chen Li, Kevin Lewis
日本語で読む → - 論文骨格行動認識画像認識
ガウス変異付きPSOを用いた骨格ベースの人間活動発見手法
3D骨格系列から教師なしで人間の活動を発見するため、ガウス変異付きPSOとk-meansを組み合わせたクラスタリング手法を提案した論文。
原題: A Novel Skeleton-Based Human Activity Discovery Using Particle Swarm Optimization with Gaussian Mutation ／ Parham Hadikhani, Daphne Teck Ching Lai, Wee-Hong Ong
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
DenseTact：高密度形状再構成のための光学式触覚センサ
魚眼カメラと深層畳み込みニューラルネットワークを用いて、安価で拡張性のある小型触覚センサで3D表面形状をリアルタイム（1.8ms）に再構成する手法を提案した。
原題: DenseTact: Optical Tactile Sensor for Dense Shape Reconstruction ／ Won Kyung Do, Monroe Kennedy
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
SC-LiDAR-SLAM: フロントエンド非依存の汎用LiDAR SLAMシステム
オドメトリと場所認識をモジュール化し、様々な既存LiDARオドメトリとScan Context++を組み合わせて高精度な点群地図を生成できる汎用SLAMシステムを構築した。
原題: SC-LiDAR-SLAM: a Front-end Agnostic Versatile LiDAR SLAM System ／ Giseop Kim, Seungsang Yun, Jeongyun Kim 他
日本語で読む → - 論文跳躍ロボットロボティクス
CLOVERロボット：宇宙探査向けの最小駆動型跳躍ロボットプラットフォーム
宇宙探査向けに、Sarrusリンク機構を用いて単一の並進自由度に拘束し、同期ギアなしで駆動を最小化した跳躍ロボットを開発し、実験機で63%のエネルギー変換効率を実証した論文。
原題: CLOVER Robot: A Minimally Actuated Jumping Robotic Platform for Space Exploration ／ Alejandro Macario-Rojas, Ben Parslew, Andrew Weightman 他
日本語で読む → - 論文適応制御ロボティクス
物理法則を活用したSE(3)多様体上の学習ベース適応制御
ハミルトン方程式の構造をニューラルODEに組み込み、SE(3)上のロボットダイナミクスを省データで高精度に学習し、外乱補償付き適応制御を実現した研究。
原題: Physics-guided Learning-based Adaptive Control on the SE(3) Manifold ／ Thai Duong, Nikolay Atanasov
日本語で読む → - 論文UAV/電力制御ロボティクス
深層ニューラルネットワークによるUAV機動性向上のためのスマート電源供給
UAVの運動計画に合わせて電力を先回りして供給する知能電源システムAEPSを開発し、障害物回避時の機動性と安全性を高めた研究。
原題: Smart Power Supply for UAV Agility Enhancement Using Deep Neural Networks ／ Yanze Liu, Xuhui Chen, Yanhai Du 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定画像認識
CNNと幾何拘束を融合した画像ベース屋内自己位置推定
CNNによる画像検索と連続画像の幾何拘束・確率運動モデルを不確かさで統合し、屋内でロボットのカメラ位置姿勢を高精度に推定する手法を提案した論文。
原題: Fusing Convolutional Neural Network and Geometric Constraint for Image-based Indoor Localization ／ Jingwei Song, Mitesh Patel, Maani Ghaffari
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
二足歩行ロボットの転倒防止と安全な転倒のための制御方策学習
深層強化学習を用いて、ヒューマノイドロボットと歩行支援ロボットの押し出し外力に対するバランス回復・安全な転倒の方策を学習する手法を提案した論文。
原題: Learning Control Policies for Fall prevention and safety in bipedal locomotion ／ Visak Kumar
日本語で読む → - 論文移動ロボット制御ロボティクス
未知慣性を持つ車輪移動ロボットの適応モデル予測制御
慣性が未知の二輪移動ロボットを目標位置・姿勢へ導くため、再帰最小二乗法でパラメータを逐次更新する適応モデル予測制御を提案し、数値シミュレーションで有効性を示した論文。
原題: Adaptive Model Predictive Control of Wheeled Mobile Robots ／ Nikhil Potu Surya Prakash, Tamara Perreault, Trevor Voth 他
日本語で読む → - 論文タスク計画ロボティクス
仮想アクションによるタスク計画と説明
計画失敗の原因を特定し対処するため、状態を頂点・アクションを辺とする連結グラフの考えに基づき仮想アクションを導入して計画を常に得られるようにする手法を提案し、3つのシナリオで評価した。
原題: Task planning and explanation with virtual actions ／ Guowei Cui, Xiaoping Chen
日本語で読む → - 論文深度センサ画像認識
iPad世代間におけるTrueDepthセンサーデータのコンピュータビジョンタスクへの信頼性調査
iPhone/iPadのTrueDepth深度データを2つのAPI経由で比較し、全iPadで重大な問題を発見した報告。
原題: On the Issues of TrueDepth Sensor Data for Computer Vision Tasks Across Different iPad Generations ／ Steffen Urban, Thomas Lindemeier, David Dobbelstein 他
日本語で読む → - 論文安全制御AI
機械学習とルールベースを融合した安全重視の意思決定・制御フレームワーク
ルールベースの安全コントローラと学習コントローラを並列に動かし、安全制約を満たさない場合にルール側へ切り替える仕組みで、自動運転の交差点通過において安全性・効率・快適性を両立できることを示した論文。
原題: A Safety-Critical Decision Making and Control Framework Combining Machine Learning and Rule-based Algorithms ／ Andrei Aksjonov, Ville Kyrki
日本語で読む → - 論文ジェスチャ認識画像認識
アイウェアカメラを用いた頭部・視線ジェスチャの一人称視点認識
アイウェアカメラの一人称映像から頭部と目のジェスチャを認識するため、フレーム間ホモグラフィをCNNで推定しその内部特徴をLSTMに入力する2段階時間粒度の手法を提案した。
原題: Head and eye egocentric gesture recognition for human-robot interaction using eyewear cameras ／ Javier Marina-Miranda, V. Javier Traver
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
共通目標を持つロボット群の混雑制御：目標領域のスループットに基づくアルゴリズム
多数のロボットが共通領域へ向かう際の混雑を分散制御で緩和するため、目標領域のスループット最大化を狙った2つの新アルゴリズム（SQFとTRVF）を提案し、シミュレーションで既存手法と比較した論文。
原題: Congestion control algorithms for robotic swarms with a common target based on the throughput of the target area ／ 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画像認識
物体検出のみによる移動ロボットマニピュレーション
物体検出と制御を実世界の相互作用から学習させ、検出ベースのエンドツーエンド操作と少数ショット物体検出(TFOD)を提案。4クリック程度の注釈で新しい物体の操作を学習できる。
原題: Mobile Robot Manipulation using Pure Object Detection ／ Brent Griffin
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/制御ロボティクス
動的タスク空間制御でソフトマニピュレータに実世界タスクを実現
3D連続体アームの動的パラメータを考慮した操作空間制御を導入し、ピック&プレースや障害物回避、投擲、チョークでの描画などを可能にした。従来比で追従精度59%向上・速度19.3倍を達成。
原題: Dynamic Task Space Control Enables Soft Manipulators to Perform Real-World Tasks ／ Oliver Fischer, Yasunori Toshimitsu, Amirhossein Kazemipour 他
日本語で読む → - 論文xAIAI
説明可能AIを活用した自動設計評価における特徴可視化
3D CADデータの自動能力評価システムにxAI手法（感度分析・LRP・Grad-CAM・LIME）を適用し、ニューラルネットワークが判断に用いた幾何学的特徴を可視化する。
原題: Feature Visualization within an Automated Design Assessment leveraging Explainable Artificial Intelligence Methods ／ Raoul Schönhof, Artem Werner, Jannes Elstner 他
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