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: 2021/11/1 ／ 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3Dデータセット画像認識
Paris-CARLA-3D：3Dマッピングの難タスク向け実・合成屋外点群データセット
同じLiDAR・カメラ系で取得した実都市パリの点群とCARLAシミュレーション点群を揃え、意味・インスタンスセグメンテーションやシーン補完のベースライン評価を提供するデータセット。
原題: Paris-CARLA-3D: A Real and Synthetic Outdoor Point Cloud Dataset for Challenging Tasks in 3D Mapping ／ Jean-Emmanuel Deschaud, David Duque, Jean Pierre Richa 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
押し動作と把持動作の巧みな運動プリミティブを強化学習で獲得するハイブリッド手法
ビンピッキングのような乱雑な環境での把持を目指し、押し動作と把持動作をパラメータ化した運動プリミティブとして、離散・連続ハイブリッドのSACで自己教師あり強化学習する手法を提案した。
原題: A Hybrid Approach for Learning to Shift and Grasp with Elaborate Motion Primitives ／ Zohar Feldman, Hanna Ziesche, Ngo Anh Vien 他
日本語で読む → - 論文VR手術シミュレーションロボティクス
手術訓練とデータ生成を両立するVRフレームワークAMBF+
VRと触覚フィードバックによる手術シミュレータで、訓練と同時にアルゴリズム開発用データを生成できる枠組みを開発し、頭蓋底手術のドリルシミュレータで実証した。
原題: Virtual Reality for Synergistic Surgical Training and Data Generation ／ Adnan Munawar, Zhaoshuo Li, Punit Kunjam 他
日本語で読む → - 論文連続制御機械学習
バンバン制御だけで十分？ベルヌーイ方策による連続制御の解法
連続制御の強化学習で、各行動次元の極値のみを選ぶベルヌーイ方策（バンバン制御）が複数のベンチマークで最先端性能を達成することを示し、探索と学習の影響を模倣学習で分離して分析した論文。
原題: Is Bang-Bang Control All You Need? Solving Continuous Control with Bernoulli Policies ／ Tim Seyde, Igor Gilitschenski, Wilko Schwarting 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
慣性支援航法におけるIMUプリインテグレーションの統一数学フレームワーク
異なる座標系や運動条件下でのIMUプリインテグレーションを統一的に扱う数学的枠組みを提案し、左摂動に基づく共分散伝播と不確かさの単調性を示した。
原題: The Unified Mathematical Framework for IMU Preintegration in Inertial-Aided Navigation System ／ Yarong Luo, Yang Liu, Chi Guo 他
日本語で読む → - 論文形態共適応ロボティクス
必要なロボットは何か？グラフニューラルネットワークによる形態と制御の高速共適応
深層NNとグラフNNを組み合わせ、限られた製造サイクル内でロボットの形態と制御をデータ効率的に共適応させる手法を提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: What Robot do I Need? Fast Co-Adaptation of Morphology and Control using Graph Neural Networks ／ Kevin Sebastian Luck, Roberto Calandra, Michael Mistry
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
エネルギー消費の最小化が脚式ロボットの歩容を創発させる
機械的エネルギー消費を最小化するように学習させることで、実機の四足ロボットに速度に応じた自然な歩容（整地では馬や羊に似た構造的歩容、不整地では非構造的歩容）が創発することをシミュレーションと実機で示した論文。
原題: Minimizing Energy Consumption Leads to the Emergence of Gaits in Legged Robots ／ Zipeng Fu, Ashish Kumar, Jitendra Malik 他
日本語で読む → - 論文SLAM/トポロジカルマッピングロボティクス
環境マッピングとトポロジーマッチングのための平均外向フラックス骨格
レーザスキャンからオンラインでトポロジカルマップを構築し、未探索領域への誘導とループ閉じ込めを行う手法を提案。さらにAOF骨格を用いたスペクトル対応による環境トポロジーのマッチングを実現した。
原題: Average Outward Flux Skeletons for Environment Mapping and Topology Matching ／ Morteza Rezanejad, Babak Samari, Elham Karimi 他
日本語で読む → - 論文水中ロボティクスロボティクス
単眼視と人体事前知識を用いたAUVによるダイバーへの自律接近
単眼カメラのみでダイバーの位置を推定し、AUVがダイバーとの相対位置を自律的に取ってインタラクションを開始する手法を提案し、実機とシミュレーションで検証した。
原題: Using Monocular Vision and Human Body Priors for AUVs to Autonomously Approach Divers ／ Michael Fulton, Jungseok Hong, Junaed Sattar
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
重心ダイナミクスプランナの模倣による地形適応型四脚歩行の学習
非線形ソルバが手続き生成地形上で計画した軌道を模倣学習させることで、精密な足置きを要する難地形を動的に踏破できる地形適応型四脚ロボット制御器を獲得した研究。
原題: Learning Coordinated Terrain-Adaptive Locomotion by Imitating a Centroidal Dynamics Planner ／ Philemon Brakel, Steven Bohez, Leonard Hasenclever 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
中遊脚期の足首トルクは定常歩行のエネルギー消費を削減しない
足首トルクが中遊脚期のエネルギーコストを下げるかをSLIPモデルと軌道最適化で検証し、大半の歩行では効果がなく、接地走行から空中走行への遷移付近の狭い範囲でのみ有効と示した。
原題: Ankle Torque During Mid-Stance Does Not Lower Energy Requirements of Steady Gaits ／ Mike Hector, Kevin Green, Burak Sencer 他
日本語で読む → - 論文共有自律/言語条件付け/マニピュレーションロボティクス
言語で操作を変調する潜在アクション制御
言語指示と低次元コントローラを組み合わせ、言語に応じて操作空間を変調する共有自律の枠組みLILAを提案し、実機ユーザー実験で有効性を示した。
原題: LILA: Language-Informed Latent Actions ／ Siddharth Karamcheti, Megha Srivastava, Percy Liang 他
日本語で読む → - 論文制御最適化制御
強化学習によるモデル予測制御のメタパラメータ最適化
強化学習を用いてMPCのメタパラメータを制御性能と消費電力の両面から同時に最適化する枠組みを提案し、倒立振子制御で有効性を示した論文。
原題: Optimization of the Model Predictive Control Meta-Parameters Through Reinforcement Learning ／ Eivind Bøhn, Sebastien Gros, Signe Moe 他
日本語で読む → - 論文配置計画ロボティクス
我が家のルール：グラフニューラルネットワークで片付けの好みを学習する
ユーザーの片付け方の例からグラフニューラルネットワークを用いたVAEで好みの潜在ベクトルを抽出し、その人好みの配置を生成する手法NeatNetを提案した論文。
原題: My House, My Rules: Learning Tidying Preferences with Graph Neural Networks ／ Ivan Kapelyukh, Edward Johns
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
動的アクティブピクセル視覚センサ(DAVIS)のフィードバックによるリアルタイム滑り防止
DAVISカメラを視覚触覚センサとして用い、物体把持時の滑りと接触力をリアルタイムに検出してBaxterロボットのグリッパの滑り防止を図る手法を提案し、4種類の物体で200回の実験により検証した。
原題: Using The Feedback of Dynamic Active-Pixel Vision Sensor (Davis) to Prevent Slip in Real Time ／ Armin Masoumian, Pezhman kazemi, Mohammad Chehreghani Montazer 他
日本語で読む → - 論文メタ学習ロボティクス
視覚的ゴール指向メタ学習のための文脈計画ネットワーク
ゴール画像を条件として未知の操作タスクにゼロショットで適応する文脈計画ネットワーク(CPN)を提案し、Metaworldの24タスクと実機Jengaタスクで評価した。
原題: Visual Goal-Directed Meta-Learning with Contextual Planning Networks ／ Corban G. Rivera, David A Handelman
日本語で読む → - 論文行動予測ロボティクス
運転行動予測のための階層型適応・転移ネットワーク
人間の認知を模した階層型フレームワークで、意図識別と行動生成を分けて多エージェント密集交通での運転行動を予測し、交差点やラウンドアバウトの実データで精度と転移性の高さを示した論文。
原題: Hierarchical Adaptable and Transferable Networks (HATN) for Driving Behavior Prediction ／ Letian Wang, Yeping Hu, Liting Sun 他
日本語で読む → - 論文ドローン/災害対応ロボティクス
ドローンによる迅速な山火事対応システム
山火事対応のため、移動式緊急オペレーションセンターの配置、ドローン構成の最適化、無線中継ドローンの配置をモデル化し、10年間の適応性を評価した研究。
原題: Rapid wildfire response system based on drones ／ U IengHou, Bai Yuqian, Luo QiFan
日本語で読む → - 論文リスク認識ロボティクス
グラフ表現を用いた対話型運転シーンにおける運転者固有のリスク認識
運転者の操作データをクラスタリングして主観的リスク評価を学習し、車両・車間相互作用・道路標示をグラフ表現で統合することで、運転者ごとのリスク認識モデルを構築した論文。
原題: Driver-Specific Risk Recognition in Interactive Driving Scenarios using Graph Representation ／ Jinghang Li, Chao Lu, Penghui Li 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
動画デモとシミュレーションを整合させて道具操作を学習する
YouTube動画から道具の軌道を抽出し、シミュレーション環境を実シーンに整合させた上で強化学習と最適化により道具操作方策を学習する手法を提案し、シャベル・鎌・ハンマーで有効性を示した。
原題: Learning to Manipulate Tools by Aligning Simulation to Video Demonstration ／ Kateryna Zorina, Justin Carpentier, Josef Sivic 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
スピードマップ：人間環境でロボットを案内する応用
人間環境における移動ロボットの速度制限「スピードマップ」を提案し、案内ロボットに適用して衝突リスク低減とナビゲーション時間短縮の両立を示した。
原題: Speed Maps: An Application to Guide Robots in Human Environments ／ Akansel Cosgun
日本語で読む → - 論文経路計画AI
AutoDrone：自律ドローンのための最短障害物回避経路計画
鳥瞰図をグリッドグラフに変換し、GPS座標系で障害物を避ける最短経路を計算するドローン経路計画手法を提案。救助や配送での省エネ飛行に有効。
原題: AutoDrone: Shortest Optimized Obstacle-Free Path Planning for Autonomous Drones ／ Prithwish Jana, Debasish Jana
日本語で読む → - 論文音視覚ナビゲーションcs.SD
音を追いかけろ：移動音源を伴う複雑な未マップ環境での音視覚ナビゲーション
移動する音源や未知の音、雑音を含む実世界3D環境でロボットが音視覚情報を統合して目的地へナビゲートする新ベンチマークと強化学習手法を提案し、既存手法を大幅に上回る性能を示した。
原題: Catch Me If You Hear Me: Audio-Visual Navigation in Complex Unmapped Environments with Moving Sounds ／ Abdelrahman Younes, Daniel Honerkamp, Tim Welschehold 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
摩擦制御で尺取り虫のように動く圧電ソフトロボット：準静的モデリングと実験検証
金属箔上の5つの圧電アクチュエータを協調駆動し、ロボット形状で地面摩擦を制御することで厚さ0.5mm未満の尺取り虫型クロール運動を実現し、重力を含む解析モデルで形状・摩擦・変位を定量化して実験で検証した。
原題: Piezoelectric Soft Robot Inchworm Motion by Tuning Ground Friction through Robot Shape: Quasi-Static Modeling and Experimental Validation ／ Zhiwu Zheng, Prakhar Kumar, Yenan Chen 他
日本語で読む → - 論文変形物体操作ロボティクス
家庭用布物体セット：変形物体操作のベンチマーク促進に向けて
布状物体の操作研究を共通ベンチマークで比較できるよう、家庭用布物体のセットと関連タスクを提案し、その課題と設計ロードマップを示した論文。
原題: Household Cloth Object Set: Fostering Benchmarking in Deformable Object Manipulation ／ Irene Garcia-Camacho, Júlia Borràs, Berk Calli 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
VUCA環境での自律ナビゲーションのための階層型マルチエキスパート学習
中枢神経系に着想を得て、上位層で地図探索と経路計画、下位層で衝突回避と直進のバランスを取る階層型マルチエキスパート学習を提案し、脚式・車輪式ロボットの実機実験で既存手法を上回る性能を示した。
原題: Learning to Navigate in a VUCA Environment: Hierarchical Multi-expert Approach ／ Wenqi Zhang, Kai Zhao, Peng Li 他
日本語で読む → - 論文安全検証ロボティクス
シミュレーションで危険な作業者行動を生成しロボットシステムの安全性を検証する
人とロボットの協働作業において、作業者の予期しない危険行動をシミュレーション上で探索・生成し、ロボットシステムの潜在的危険を効率的に発見する手法を提案した論文。
原題: Testing Robot System Safety by creating Hazardous Human Worker Behavior in Simulation ／ Tom P. Huck, Christoph Ledermann, Torsten Kröger
日本語で読む → - 論文農業ロボティクスロボティクス
AlphaGarden：混植ガーデンを自律管理する学習システム
カメラとセンサで植物分布と土壌水分を計測し、植物成長モデルに基づく方策で剪定・灌漑を行う自律混植ガーデンを構築し、60日間の4サイクルで多様性0.96・被覆率0.86を達成した。
原題: AlphaGarden: Learning to Autonomously Tend a Polyculture Garden ／ Mark Presten, Yahav Avigal, Mark Theis 他
日本語で読む → - 論文評価指標ロボティクス
無人航空システムの非文脈的自律性スコアを統合・表現する手法
既存の非文脈的自律性評価フレームワークを拡張し、重み付き積法で特徴を統合して自律性座標と距離を導入し、7機のUASに適用して絶対・相対スコアを算出した。
原題: Methods for Combining and Representing Non-Contextual Autonomy Scores for Unmanned Aerial Systems ／ Brendan Hertel, Ryan Donald, Christian Dumas 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
測地座標における長距離船舶追跡のためのアンセンテッドカルマンフィルタ
AIS情報を用いて近傍船舶の位置・速度・方位を測地座標のまま推定するUKFを提案し、局所平面座標系の再定義が不要で長距離運用に有利なことをシミュレーションと実機試験で示した論文。
原題: Unscented Kalman Filter for Long-Distance Vessel Tracking in Geodetic Coordinates ／ Blake Cole, Gabriel Schamberg
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