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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: 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 → - 論文ウェアラブル支援ロボティクス
脊椎構造に着想を得た柔軟関節リンク機構による装着型支援装置の設計
半球ブロックを柔軟な繊維で連結し張力で剛性を調整できる脊椎模倣の関節リンク機構を提案し、装着者の自由度を保ちつつ立ち座り支援や脊椎動作補助に有効であることを実験で示した。
原題: Spine-like Joint Link Mechanism to Design Wearable Assistive Devices with Comfort and Support ／ Jungyeong Kim, Jungsan Cho, Jinhyeon Kim 他
日本語で読む → - 論文オフロードナビゲーションロボティクス
幾何コストと予測コストを統合したハイブリッド模倣プランニングによるオフロード走行
学習ベースの走行可能性予測と幾何ベースの障害物コストを自己教師ありで組み合わせ、オフロード環境での計画性能を両者単独より大幅に向上させた。
原題: Hybrid Imitative Planning with Geometric and Predictive Costs in Off-road Environments ／ Nitish Dashora, Daniel Shin, Dhruv Shah 他
日本語で読む → - 論文UAV/検出ロボティクス
UAVによる捜索救助のためのCNNベースの人間検出システム
Raspberry Piとカメラを搭載したクアッドコプターで、事前学習済みCNNを用いて人を検出するシステムを構築し、振動ノイズ処理を加えて3fpsで動作することを示した。
原題: Extended Abstract Version: CNN-based Human Detection System for UAVs in Search and Rescue ／ Nikite Mesvan
日本語で読む → - 論文知覚概念学習ロボティクス
人間のクエリからのブートストラップによる知覚概念の学習
シミュレータの特権情報を使って最小限の人間入力から低次元の幾何学的概念を学び、それを自動ラベラーとして高次元センサデータの大規模データセットを合成することで、人間のラベル負担を抑えつつ実センサ入力で使える知覚概念を学習するフレームワークPCBを提案した。
原題: Learning Perceptual Concepts by Bootstrapping from Human Queries ／ Andreea Bobu, Chris Paxton, Wei Yang 他
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LiDARオドメトリロボティクス
LiODOM：適応的局所マッピングによる堅牢なLiDARオンリーオドメトリ
LiDAR点群のみを用い、重み付き点-線対応と局所マップの最小化で自己位置推定と地図構築を行う手法を提案し、公開データセットと航空機搭載実験で有効性を示した論文。
原題: LiODOM: Adaptive Local Mapping for Robust LiDAR-Only Odometry ／ Emilio Garcia-Fidalgo, Joan P. Company-Corcoles, Francisco Bonnin-Pascual 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
2次元開リンク機構のための弾道多体推定器
自由飛行する開リンク機構の重心状態と姿勢を推定するため、2つのカルマンフィルタをカスケード接続した軽量推定器を提案し、シミュレーションでEKFやUKFより高精度・高速であることを示した。
原題: Ballistic Multibody Estimator for 2D Open Kinematic Chain ／ Thanacha Choopojcharoen, Worachit Ketrungsri, Thanapong Chuangyanyong 他
日本語で読む → - 論文飛行マニピュレーションロボティクス
ラグランジュ簡約に基づく飛行マニピュレータの微分平坦性と平坦性に着想を得た制御
マルチロータと多関節マニピュレータからなる飛行マニピュレータの力学が微分平坦であることを示し、平坦出力を用いたCLF-QP制御を提案・シミュレーション検証した論文。
原題: Differential Flatness and Flatness Inspired Control of Aerial Manipulators based on Lagrangian Reduction ／ Skylar X. Wei, Peder Harderup, Joel Burdick
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
VISTA 2.0: 自動運転向けマルチモーダルセンシングと方策学習のためのオープンなデータ駆動型シミュレータ
RGBカメラ・3D LiDAR・イベントカメラを統合したオープンソースのデータ駆動型自動運転シミュレータを開発し、実車展開でsim-to-real転移と実データのみより高いロバスト性を示した。
原題: VISTA 2.0: An Open, Data-driven Simulator for Multimodal Sensing and Policy Learning for Autonomous Vehicles ／ Alexander Amini, Tsun-Hsuan Wang, Igor Gilitschenski 他
日本語で読む → - 論文社会的注意/クロスモーダルロボティクス
訓練されたヒューマノイドロボットによる人間らしいクロスモーダル社会的注意と競合解決
視線と音の位置が一致・不一致な円卓会議シーンで人間の注意応答を計測し、顕著性予測モデルをiCubに搭載して人間類似のクロスモーダル注意と競合解決を再現した研究。
原題: A trained humanoid robot can perform human-like crossmodal social attention and conflict resolution ／ Di Fu, Fares Abawi, Hugo Carneiro 他
日本語で読む → - 論文安全強化学習機械学習
モデルフリー制約付き強化学習におけるゼロ制約違反ポリシーの学習
安全指向のエネルギー関数（安全指数）でポリシー更新を制限し、危険行動を事前に特定することで、収束後に制約違反ゼロのポリシーを学習するSSACアルゴリズムを提案した論文。
原題: Learn Zero-Constraint-Violation Policy in Model-Free Constrained Reinforcement Learning ／ Haitong Ma, Changliu Liu, Shengbo Eben Li 他
日本語で読む → - 論文制御パラメータ校正制御
カルマンフィルタによる制御器パラメータの自動校正
閉ループ系の運転データからカルマンフィルタでPIDゲインやNN重みなどの制御パラメータをオンライン推定し、性能仕様に基づいて自動校正する手法を提案。CarSimやdSPACEで実用性を検証した。
原題: Automated Controller Calibration by Kalman Filtering ／ Marcel Menner, Karl Berntorp, Stefano Di Cairano
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
実機とシミュレータを往復する自己教師あり学習による平面ロボットキャスティング
ロボットアームがケーブルの一端を動かして他端を平面上の目標へ滑らせるタスクを提案し、実機軌道でシミュレータを差分進化により調整して大量の模擬データを生成し、実機と模擬を組み合わせて方策を学習するReal2Sim2Realを開発した。
原題: Planar Robot Casting with Real2Sim2Real Self-Supervised Learning ／ Vincent Lim, Huang Huang, Lawrence Yunliang Chen 他
日本語で読む → - 論文教育ロボティクスロボティクス
学習活動におけるソーシャルロボットの機能と振る舞いの特定：教師の視点
小学校・中学校の教師5名へのインタビューやロボット操作、ブレインストーミングを通じ、学習活動を支援するソーシャルロボットの機能・振る舞いと既存の活動への影響を教師の視点から整理した研究。
原題: Identifying Functions and Behaviours of Social Robots during Learning Activities: Teachers' Perspective ／ Jessy Ceha, Edith Law, Dana Kulić 他
日本語で読む → - 論文飛行ロボットロボティクス
小型飛行ロボットにおける進入速度と着陸脚設計を変えた最適な逆さま着陸
ハエの逆さま着陸行動に着想を得て、物理シミュレーションと実験検証により、進入速度の大きさ・方向や着陸脚設計が最適な逆さま着陸軌道に与える影響を体系的に解析した論文。
原題: Optimal Inverted Landing in a Small Aerial Robot with Varied Approach Velocities and Landing Gear Designs ／ Bryan Habas, Bader AlAttar, Brian Davis 他
日本語で読む → - 論文群衆解析画像認識
GROWL: リンク予測によるグループ検出
グラフニューラルネットワークで人物間のリンクを予測し、第三者視点とロボット視点の両方で相互作用グループを高精度に検出する手法を提案した論文。
原題: GROWL: Group Detection With Link Prediction ／ Viktor Schmuck, Oya Celiktutan
日本語で読む → - 論文強化学習/障害物回避ロボティクス
深層強化学習による連続行動空間での小型無人航空機の障害物回避
PPOベースの深層強化学習を用い、小型無人航空機が連続的な方位角・速度制御で障害物を回避しながら目的地へ向かう誘導手法を提案し、静的・動的障害物環境で99%以上の成功率を達成した。
原題: Obstacle Avoidance for UAS in Continuous Action Space Using Deep Reinforcement Learning ／ Jueming Hu, Xuxi Yang, Weichang Wang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
幾何認識を活用したマルチタスク学習による器用な操作の汎化
物体の点群表現とマルチタスク学習を組み合わせることで、100以上の多様な実物体を把持内で操作でき、未見の形状やサイズにも汎化する単一の汎用方策を実現した。
原題: Generalization in Dexterous Manipulation via Geometry-Aware Multi-Task Learning ／ Wenlong Huang, Igor Mordatch, Pieter Abbeel 他
日本語で読む → - 論文モデル予測制御ロボティクス
ガウス過程に基づく確率的モデル予測制御による協調適応クルーズコントロール
各車両の速度軌跡をガウス過程でモデル化し、通信途絶時でも先行車の将来挙動を予測できる協調適応クルーズコントロール向けの離散ハイブリッド確率的モデル予測制御を提案した論文。
原題: Gaussian Process based Stochastic Model Predictive Control for Cooperative Adaptive Cruise Control ／ Sahand Mosharafian, Mahdi Razzaghpour, Yaser P. Fallah 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
設計・流体力学的パラメータが魚型ロボットの最適遊泳に与える影響
魚型ロボットμBotの数理モデルとシミュレーション環境を構築し、強化学習で設計・流体パラメータが遊泳性能に与える影響を系統的に調べた。
原題: Effects of Design and Hydrodynamic Parameters on Optimized Swimming for Simulated, Fish-inspired Robots ／ Donghao Li, Hankun Deng, Yagiz E. Bayiz 他
日本語で読む → - 論文行動予測画像認識
MultiPath++: 行動予測のための効率的な情報融合と軌道集約
自動運転の行動予測において、ポリラインによる疎なシーン表現と生のエージェント状態を融合するモデルを提案し、静的アンカーを学習可能な潜在アンカーに置き換え、出力集約手法を探求することでArgoverseなどで最高性能を達成した。
原題: MultiPath++: Efficient Information Fusion and Trajectory Aggregation for Behavior Prediction ／ Balakrishnan Varadarajan, Ahmed Hefny, Avikalp Srivastava 他
日本語で読む → - 論文点群位置合わせ画像認識
TriVoC: 極端な外れ値比率に頑健な点群位置合わせのための投票ベース合意最大化
3点対応の選択を3層に分解し、各層で等長制約に基づく投票と対応ソートを行うことで、最大99%の外れ値を含む点群でも高速かつ決定論的にロバスト位置合わせを実現する手法を提案した。
原題: TriVoC: Efficient Voting-based Consensus Maximization for Robust Point Cloud Registration with Extreme Outlier Ratios ／ Lei Sun, Lu Deng
日本語で読む → - 論文LiDARセグメンテーション/ドメイン適応画像認識
ConDA: 正則化ドメイン連結によるLiDARセグメンテーションの教師なしドメイン適応
ソースとターゲットの細粒度信号を連結した中間ドメインを構築し、エイリアシング正則化とエントロピー集約で自己学習するLiDARセグメンテーションの教師なしドメイン適応手法を提案した論文。
原題: ConDA: Unsupervised Domain Adaptation for LiDAR Segmentation via Regularized Domain Concatenation ／ Lingdong Kong, Niamul Quader, Venice Erin Liong
日本語で読む → - 論文安全強化学習機械学習
局所一般化線形近似を用いた安全方策最適化
センサーから得られる局所特徴と報酬・安全性の関係を一般化線形関数で学習しつつ、安全性と最適性の理論保証付きで方策を最適化するSPO-LFを提案した論文。
原題: Safe Policy Optimization with Local Generalized Linear Function Approximations ／ Akifumi Wachi, Yunyue Wei, Yanan Sui
日本語で読む → - 論文点群セグメンテーションロボティクス
傾斜地に対応するガウス過程ベースの地面セグメンテーション
LiDAR点群からガウス過程と非定常共分散カーネルを用いて、傾斜地や不整地でも高さ・距離制約なしに連続的な地面モデルを推定するセグメンテーション手法を提案した。
原題: A Gaussian Process-Based Ground Segmentation for Sloped Terrains ／ Pouria Mehrabi, Hamid D. Taghirad
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
汎用的な手内物体再配向システム
モデルフリーの枠組みで、手を上向き・下向きの両方で2000以上の多様な物体を手内で回転させる方策を学習し、実世界観測への蒸留で実機動作の可能性を示した。
原題: A System for General In-Hand Object Re-Orientation ／ Tao Chen, Jie Xu, Pulkit Agrawal
日本語で読む → - 論文物体識別画像認識
AirObject: 時間的に進化する物体識別のためのグラフ埋め込み
ロボットが多視点から物体を観測する際に、グラフ注意機構と時間畳み込みでグローバルな3D物体埋め込みを逐次生成し、クラス非依存な物体識別を実現した研究。
原題: AirObject: A Temporally Evolving Graph Embedding for Object Identification ／ Nikhil Varma Keetha, Chen Wang, Yuheng Qiu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションAI
計画を実行する学習：ロボティクスにおける効率的な汎用計画条件付き方策の学習
近似計画の情報を活用し、計画を条件とした汎用方策を学習するL2Eを提案。ロボットマニピュレーション実験で純粋な強化学習や計画法より高性能を示した。
原題: Learning to Execute: Efficient Learning of Universal Plan-Conditioned Policies in Robotics ／ Ingmar Schubert, Danny Driess, Ozgur S. Oguz 他
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