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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 →- 論文視触覚/ツール操作ロボティクス
6自由度直列弾性エンドエフェクタによる視触覚ツール操作
空間的に柔軟な要素と視触覚センシングを組み合わせ、6自由度で工具を把持・操作する枠組みSEEDを提案。視触覚からの相対姿勢推定と力・位置ハイブリッド制御で安定した力相互作用を実現した。
原題: SEED: Series Elastic End Effectors in 6D for Visuotactile Tool Use ／ H. J. Terry Suh, Naveen Kuppuswamy, Tao Pang 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
MetroLoc: LiDAR・カメラ・慣性統合による地下鉄車両の地図構築と自己位置推定
IMUを中心にLiDAR・カメラ・慣性を緩結合で統合し、線・面特徴も活用して大規模地下鉄環境での車両自己位置推定と地図構築を高精度・リアルタイムに行うフレームワークを提案した。
原題: MetroLoc: Metro Vehicle Mapping and Localization with LiDAR-Camera-Inertial Integration ／ Yusheng Wang, Weiwei Song, Yi Zhang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
タスク指向マニピュレータ構成設計の統合モジュラー解法
作業位置と障害物環境から最小自由度の非従来型最適構成を求め、それをモジュラー構成へ直接マッピングする設計手法を提案し、ROSで動作検証した。
原題: Integrated Modular Solution for Task Oriented Manipulator Configuration Design ／ Anubhav Dogra, Sakshay Mahna, Srikant Sekhar Padhee 他
日本語で読む → - 論文パラレルロボット/顔姿勢推定ロボティクス
ROSとMediapipeを用いた3自由度アジャイルアイパラレルロボットによる人間の頭部・眼球姿勢の模倣に関する実験的研究
Mediapipeと線形回帰で顔の向きを推定し、3自由度球面パラレルロボットと2自由度眼球機構で人間の頭と目の動きを模倣するシステムを構築・実験検証した。
原題: Experimental Study on the Imitation of the Human Head-and-Eye Pose Using the 3-DOF Agile Eye Parallel Robot with ROS and Mediapipe Framework ／ Amirmohammad Radmehr, Milad Asgari, Mehdi Tale Masouleh
日本語で読む → - 論文自動運転HCI
NLPパイプラインによる自動運転の解除原因と結果の関係抽出
カリフォルニアDMVの自動運転解除報告を深層転移学習で処理し、解除の原因と結果の関係や傾向を分析した研究。
原題: Disengagement Cause-and-Effect Relationships Extraction Using an NLP Pipeline ／ Yangtao Zhang, X. Jessie Yang, Feng Zhou
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
軟体ロボットアームを搭載した全方向性マイクロ航空機のモデリングと制御
全方向性ドローンに軟体連続ロボットアームを組み合わせた飛行マニピュレータの統一モデルを提案し、階層型モデルベース制御器を実装してシミュレーションで検証した。
原題: Modeling and Control of an Omnidirectional Micro Aerial Vehicle Equipped with a Soft Robotic Arm ／ Róbert Szász, Mike Allenspach, Minghao Han 他
日本語で読む → - 論文磁気ソフトロボットロボティクス
形状プログラマブルな磁気ピクセルソフトロボット
NdFeB/ガリウム複合材をシリコーンで封入した格子状フィルムに熱支援着磁で磁気パターンを書き込み、磁気符号化により折り紙構造ソフトロボットの形状と動作を繰り返し再プログラムできるようにした研究。
原題: Shape Programmable Magnetic Pixel Soft Robot ／ Ran Zhao, Hanchen Yao, Houde Dai
日本語で読む → - 論文群制御機械学習
グラフ畳み込み強化学習による複数UAVのコンフリクト解消
複数UAVの衝突回避をマルチエージェント強化学習として定式化し、グラフニューラルネットで協調通信しながら解消機動を生成する手法を提案した。
原題: Multi-UAV Conflict Resolution with Graph Convolutional Reinforcement Learning ／ Ralvi Isufaj, Marsel Omeri, Miquel Angel Piera
日本語で読む → - 論文強化学習AI
動的距離学習を用いた自動ゴール生成
動的距離関数を自己教師ありで学習し、難易度に応じたゴールのカリキュラムを自動生成することで、マルチゴール強化学習のサンプル効率を改善する手法を提案した論文。
原題: Automatic Goal Generation using Dynamical Distance Learning ／ Bharat Prakash, Nicholas Waytowich, Tinoosh Mohsenin 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
多関節物体の多腕マニピュレーションのための生成的モデリング
複数のロボットアームで関節物体を操作するため、各アームの接触点分布を変分生成モデルで学習するフレームワークV-MAOを提案し、シミュレーションで高い成功率を示した。
原題: V-MAO: Generative Modeling for Multi-Arm Manipulation of Articulated Objects ／ Xingyu Liu, Kris M. Kitani
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
ドローン遠隔操作用の携帯型パッシブ重力補償アームサポート
ドローン操縦時の腕の疲労を軽減するため、腕の重さを補償する携帯型パッシブアームサポートを開発し、肩の筋疲労を平均58%低減できることを示した。
原題: A Portable and Passive Gravity Compensation Arm Support for Drone Teleoperation ／ Carine Rognon, Loic Grossen, Stefano Mintchev 他
日本語で読む → - 論文3D検出画像認識
マルチモーダル仮想点による3D検出
RGB画像から2D検出を基に密な3D仮想点を生成し、疎なLiDAR点群を補完することで3D物体検出精度を向上させる手法を提案した論文。
原題: Multimodal Virtual Point 3D Detection ／ Tianwei Yin, Xingyi Zhou, Philipp Krähenbühl
日本語で読む → - 論文UAV通信cs.NI
電力線点検向け自律UAVの通信プロトコルに関するレビュー
電力線点検に用いる自律UAV群を支える通信技術を、無線方式・チャネルモデリング・メッシュネットワーク・ROS/ROS2ミドルウェアの各層で整理し、各候補の特徴と依存関係をまとめたレビュー。
原題: A Review on Communication Protocols for Autonomous Unmanned Aerial Vehicles for Inspection Application ／ Liping Shi, Néstor J. Hernández Marcano, Rune Hylsberg Jacobsen
日本語で読む → - 論文マニピュレーション機械学習
終端状態正則化による長期的ロボットマニピュレーションのための敵対的スキル連鎖
複数の学習済みスキルを連鎖させる際、終端状態分布を敵対的学習で正則化することで初期状態分布を過度に広げずに長期的な家具組立タスクをモデルフリー強化学習で初めて解決した論文。
原題: Adversarial Skill Chaining for Long-Horizon Robot Manipulation via Terminal State Regularization ／ Youngwoon Lee, Joseph J. Lim, Anima Anandkumar 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
意味情報に基づく物体マッチングで実現するロボットの頑健なシーン再構成
大規模視覚言語モデルを用いて物体の意味と見た目を組み合わせて照合し、目標画像とロボット前の物体が別インスタンスでも対応付けられるようにして、画像指示による物体再配置を可能にした研究。
原題: Semantically Grounded Object Matching for Robust Robotic Scene Rearrangement ／ Walter Goodwin, Sagar Vaze, Ioannis Havoutis 他
日本語で読む → - 論文UAV点検ロボティクス
建物点検のための自律UAVによる fault 検出と位置推定
建物周囲を自動飛行するUAVがカメラ画像をニューラルネットで解析してひび割れ等の異常を検出し、その位置へ移動して特定するシステムをROS/AirSim上でシミュレーションした研究。
原題: Autonomous UAV for Building Monitoring, Detection and Localisation of Faults ／ Suhas Thalanki, T Vijay Prashant, Harshith Kumar M B 他
日本語で読む → - 論文信頼/ゲーム理論HCI
相互依存へのコミットメント：ゲーム理論が人間とロボットの信頼に示唆するもの
ゲーム理論の大規模競技データと人間同士・人間と機械の信頼実験を分析し、相互依存理論に基づくコミットメントと信頼の指標が社会的な過信をよりよく説明できることを示した研究。
原題: Committing to Interdependence: Implications from Game Theory for Human-Robot Trust ／ Yosef S. Razin, Karen M. Feigh
日本語で読む → - 論文オドメトリ/状態推定ロボティクス
2.5D車両オドメトリ推定
ヨーレートと4輪速から得る平面オドメトリにサスペンションの線形モデルを加え、車両姿勢を高精度に推定する2.5Dオドメトリを提案した論文。
原題: 2.5D Vehicle Odometry Estimation ／ Ciaran Eising, Leroy-Francisco Pereira, Jonathan Horgan 他
日本語で読む → - 論文AUVロボティクス
SPARUS II AUVの近距離撮影調査プラットフォームへの改修
既存のSPARUS II AUVをホバリング型に改修し、スラスタ配分や経路追従制御を強化して、高解像度の近距離海底撮影ミッションを実海域で実証した。
原題: On the modification of the SPARUS II AUV for close range imaging survey platform ／ Yevgeni Gutnik, Aviad Avni, Tali Treibitz 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
ファネルライブラリを用いた確実にロバストな動作計画の学習
ロバスト制御と汎化理論を組み合わせ、外乱に対して確率的成功保証付きで動作プリミティブを組み合わせる計画器を学習する手法を提案し、自動運転車とドローンのシミュレーションで実証した。
原題: Learning Provably Robust Motion Planners Using Funnel Libraries ／ Ali Ekin Gurgen, Anirudha Majumdar, Sushant Veer
日本語で読む → - 論文進化ロボティクスロボティクス
形態進化するロボットシステムにおける学習の効果
形態と制御器を同時進化させるロボットに幼児期学習を導入し、学習がタスク性能向上と進化速度改善をもたらし、進化する形態自体も変化させることを大規模シミュレーションで示した。
原題: The Effects of Learning in Morphologically Evolving Robot Systems ／ Jie Luo, Aart Stuurman, Jakub M. Tomczak 他
日本語で読む → - 論文浮力制御/バイオミメティクスロボティクス
バックストローマー（ミズスマシ）に着想を得た微小気泡の核生成・放出制御による浮力自動調整機能を持つ小型ロボット
水生昆虫バックストローマーの浮力調整機構を模倣し、電極上での電気分解による微小気泡の生成と機械振動による放出を制御して、数秒で中性浮力に自動調整できるセンチメートル級ロボットを開発した。
原題: Backswimmer Inspired Miniature Robot with Buoyancy Auto-Regulation through Controlled Nucleation and Release of Microbubbles ／ Dror Kobo, Bat-El Pinchasik
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
BLUE: 3D動的歩行が可能な2足歩行ロボット
6自由度の脚機構とポイントフット、直列弾性アクチュエータを備えた3D環境で動く2足歩行ロボットを設計・試作し、起立保持を実験で確認した。
原題: BLUE: A 3D Dynamic Bipedal Robot ／ German Vargas, Margarita Berrio, Jaime Arcos-Legarda
日本語で読む → - 論文協働ロボット/スケジューリングロボティクス
手作業収穫の運搬を効率化する協働ロボットの予測スケジューリング
イチゴ収穫で収穫者を支援する協働ロボットを開発し、非収穫時間を最小化する予測確率スケジューリングで効率を約10%向上、非生産時間を60%削減した。
原題: Predictive Scheduling of Collaborative Mobile Robots for Improved Crop-transport Logistics of Manually Harvested Crops ／ Chen Peng
日本語で読む → - 論文群制御cs.NI
MECを用いたマルチロボット協調システムにおける時間制約タスクの実現
親ロボットをエッジサーバ、子ロボットをセンサとして協調させるMECシステムで、時間制約下のタスク完了を保証しつつ消費エネルギー最小化と残量バランスを図る2つの資源最適化手法を提案し、後者がシステム稼働時間を延ばすことを示した。
原題: Time-Critical Tasks Implementation in MEC based Multi-Robot Cooperation Systems ／ Rui Yin, Yineng Shen, Huawei Zhu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボット組立のための模倣と教師あり学習によるコンプライアンス制御
専門家の実演から軌道を学び、力覚センサのデータでガウス過程モデルを訓練してペグ穴挿入タスクの位置ずれを補正する学習型コンプライアンス制御を提案した論文。
原題: Imitation and Supervised Learning of Compliance for Robotic Assembly ／ Devesh K. Jha, Diego Romeres, William Yerazunis 他
日本語で読む → - 論文軌道予測機械学習
エージェントと車線情報を統合学習するマルチモーダル軌道予測
周辺エージェントの動きと車線情報を段階的に統合し、地図に適応した将来軌道を複数予測するネットワークJAL-MTPを提案した論文。
原題: Jointly Learning Agent and Lane Information for Multimodal Trajectory Prediction ／ Jie Wang, Caili Guo, Minan Guo 他
日本語で読む → - 論文教育制御
実世界のシステムエンジニアのように考える学部生を育てる：技術ベースのハイブリッド学習アプローチ
プロジェクト型学習とチーム型学習を組み合わせたハイブリッド授業を5年間実践し、学生の成績とアンケートからその有効性を検証した論文。
原題: Teaching Undergraduate Students to Think Like Real-World Systems Engineers: A Technology-Based Hybrid Learning Approach ／ Rami Ghannam, Cecilia Chan
日本語で読む → - 論文エッジ推論/TinyML機械学習
TinyMLを活用したUAV向け省エネルギーのエッジ推論
OpenMVマイコンをDJI Telloに搭載し、TinyMLによるオフライン推論でドローンの航行制御とマスク着用者検出を行う省電力エッジシステムを実現・検証した。
原題: Energy-Efficient Inference on the Edge Exploiting TinyML Capabilities for UAVs ／ Wamiq Raza, Anas Osman, Francesco Ferrini 他
日本語で読む → - 論文End-to-End制御ロボティクス
表現学習による自動運転レースカーの高速リアルタイムEnd-to-End制御
車載カメラ映像から低次元表現を学習し、最適軌道を事前生成して古典制御で追従するEnd-to-End自動レース手法を提案し、CARLAで実証した。
原題: Fast and Real-time End to End Control in Autonomous Racing Cars Through Representation Learning ／ Praveen Venkatesh, Rwik Rana, Harish PM
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