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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 →- 論文モデルベースRLロボティクス
不確実性を考慮したモデルベースオフライン強化学習とプランニングの統合
マルチエージェント系の偶発的不確実性を考慮したモデルベースオフライン強化学習手法UMBRELLAを提案し、自動運転の予測・計画・制御を解釈可能に統合して実データとシミュレーションで有効性を示した。
原題: UMBRELLA: Uncertainty-Aware Model-Based Offline Reinforcement Learning Leveraging Planning ／ Christopher Diehl, Timo Sievernich, Martin Krüger 他
日本語で読む → - 論文UAV設計ロボティクス
UAVのためのルーフラインモデル：自律ドローンの計算システム設計のためのボトルネック分析ツール
自律UAVのセンサ・計算・機体ダイナミクスの関係を可視化し、最適な計算システム設計を支援するボトルネック分析ツールを提案した。
原題: Roofline Model for UAVs:A Bottleneck Analysis Tool for Designing Compute Systems for Autonomous Drones ／ Srivatsan Krishnan, Zishen Wan, Kshitij Bhardwaj 他
日本語で読む → - 論文探査ローバーロボティクス
次世代火星探査ローバー「Mongol Tori」
大学ロボット競技URC向けに、自律・手動操作と土壌分析機能を備えた火星探査ローバーを設計・開発した。
原題: BRACU Mongol Tori: Next Generation Mars Exploration Rover ／ Niaz Sharif Shourov, Masnur Rahman, Mohammad Zahirul Islam 他
日本語で読む → - 論文ロバスト強化学習ロボティクス
四輪ドローンのロバスト深層強化学習制御
ロバストMDPを用いてドローン制御方策を学習し、未知の環境パラメータでも標準手法より高い汎化性能を示した。
原題: Robust Deep Reinforcement Learning for Quadcopter Control ／ Aditya M. Deshpande, Ali A. Minai, Manish Kumar
日本語で読む → - 論文トポロジー最適化cs.CE
フレクシャ設計のための簡便で汎用的なトポロジー最適化定式化
所定変位下のひずみエネルギー指標のみに基づく自己随伴型のトポロジー最適化を提案し、従来のコンプライアンス最小化に近い実装容易性と計算効率で短ストロークフレクシャを設計できることを示した。
原題: A simple and versatile topology optimization formulation for flexure synthesis ／ Stijn Koppen, Matthijs Langelaar, Fred van Keulen
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 → - 論文自動運転/sim2realロボティクス
データ駆動シミュレーションによるインタラクティブ運転ポリシーの学習
インペイントした他車両を用いるシミュレーション手法を提案し、マルチエージェント相互作用を含む運転ポリシーを学習、実車へ直接転移できることを示した。
原題: Learning Interactive Driving Policies via Data-driven Simulation ／ Tsun-Hsuan Wang, Alexander Amini, Wilko Schwarting 他
日本語で読む → - 論文ナノロボティクスロボティクス
ナノロボット隊列による協調的がん治療の理想モデル
ナノロボット隊列が互いに通信し、画像処理で標的を検出しながら協調してがんを治療する理想的な治療モデルを提案した論文。
原題: Nanorobot queue: Cooperative treatment of cancer based on team member communication and image processing ／ Xinyu Zhou
日本語で読む → - 論文水上ロボットロボティクス
水辺ケア：水面清掃ロボットと水域監視システム
水面のゴミをコンピュータビジョンで検出して回収する太陽光駆動の清掃ボットと、不法投棄を監視して当局に通報する仕組みを開発した論文。
原題: Water Care: Water Surface Cleaning Bot and Water Body Surveillance System ／ Harsh Sankar Naicker, Yash Srivastava, Akshara Pramod 他
日本語で読む → - 論文布操作ロボティクス
FabricFlowNet：フローベース方策による両腕布操作
オプティカルフローを入力と行動表現の両方に用いて、目標画像に向けた布の両腕・片腕操作を切り替えながら行う方策を提案し、実機へのsim2real転移や他形状の布への汎化も示した。
原題: FabricFlowNet: Bimanual Cloth Manipulation with a Flow-based Policy ／ Thomas Weng, Sujay Bajracharya, Yufei Wang 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚画像から表面法線を学習するパッチグラフによる把持中物体追跡
触覚画像から局所表面法線を推定し、その法線をファクターグラフで統合することで、事前形状情報なしに把持中の物体の3D姿勢を追跡する手法を提案した。
原題: PatchGraph: In-hand tactile tracking with learned surface normals ／ Paloma Sodhi, Michael Kaess, Mustafa Mukadam 他
日本語で読む → - 論文自動運転/表現学習ロボティクス
制約付き潜在表現から汎化可能な運転ポリシーを学習する
情報ボトルネックで運転シナリオ間の距離を最小化する潜在表現を抽出し、それをQ学習の入力として未知環境にも汎化する自動運転ポリシーを学習した。クラッシュ数を約半分に削減。
原題: Towards Learning Generalizable Driving Policies from Restricted Latent Representations ／ Behrad Toghi, Rodolfo Valiente, Ramtin Pedarsani 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
シュタイン変分確率的ロードマップ
粒子ベースの変分推論を用いて、不確実な環境下でも効率的に確率的ロードマップを生成する手法SV-PRMを提案した論文。
原題: Stein Variational Probabilistic Roadmaps ／ Alexander Lambert, Brian Hou, Rosario Scalise 他
日本語で読む → - 論文新規視点合成画像認識
シーン表現トランスフォーマー：集合潜在表現による幾何学不要の新規視点合成
複数画像からシーン全体の潜在表現を一度の順伝播で推論し、幾何学モデルなしで新規視点画像を高速に合成するTransformer手法を提案した論文。
原題: Scene Representation Transformer: Geometry-Free Novel View Synthesis Through Set-Latent Scene Representations ／ Mehdi S. M. Sajjadi, Henning Meyer, Etienne Pot 他
日本語で読む → - 論文ドローン配送cs.DC
ドローン配送サービスのための制約考慮型軌道計画
スカイウェイ網でのドローン配送を想定し、Crazyflieで風やバッテリー消費のデータを収集して直線・矩形・三角形の飛行パターンを実験した実証研究。
原題: Constraint-Aware Trajectory for Drone Delivery Services ／ Jermaine Janszen, Babar Shahzaad, Balsam Alkouz 他
日本語で読む → - 論文情報獲得計画ロボティクス
外れ値を考慮した情報獲得型プランニング
センシング外れ値がモデルを歪める問題に対し、外れ値付近を再訪して検出器を更新する新目的関数をPareto MCTSに組み込み、情報獲得計画の精度を高めた研究。
原題: Informative Planning in the Presence of Outliers ／ Weizhe Chen, Lantao Liu
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習ロボティクス
認知階層理論と強化学習による省エネ自動運転
人間ドライバーの認知的行動モデルと強化学習を組み合わせ、人間運転車と混在する道路でエネルギー効率の良い自動運転方策を学習する枠組みを提案した。
原題: Energy-Efficient Autonomous Driving Using Cognitive Driver Behavioral Models and Reinforcement Learning ／ Huayi Li, Nan Li, Ilya Kolmanovsky 他
日本語で読む → - 論文把持/sim2realロボティクス
IPC-GraspSim：柔軟指先の変形を考慮した把持シミュレータ
柔軟な指先の変形と動力学をIPCモデルで再現し、平行グリッパ把持のSim2Realギャップを低減するシミュレータを提案。実機2000回の把持でF1=0.85と既存手法を上回る精度を示した。
原題: IPC-GraspSim: Reducing the Sim2Real Gap for Parallel-Jaw Grasping with the Incremental Potential Contact Model ／ Chung Min Kim, Michael Danielczuk, Isabella Huang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
効率的な把持集合を学習する探索的把持アルゴリズムLEGS
把持が難しい物体に対して、有望な把持候補の小さな集合を維持しながら数千の把持を効率的に探索し、高い信頼度で探索を終了できる手法LEGSを提案した論文。
原題: LEGS: Learning Efficient Grasp Sets for Exploratory Grasping ／ Letian Fu, Michael Danielczuk, Ashwin Balakrishna 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
分散型GNNポリシーを実機マルチロボットで動かすフレームワーク
ROS2ベースのフレームワークを構築し、GNNで学習したマルチエージェント方策をアドホック通信による完全分散型の実機ロボット群で初めて実行した。
原題: A Framework for Real-World Multi-Robot Systems Running Decentralized GNN-Based Policies ／ Jan Blumenkamp, Steven Morad, Jennifer Gielis 他
日本語で読む → - 論文ゲーム理論cs.MA
順序ゲーム：優先度付き指標を持つゲームにおける均衡の効率性・存在性・精緻化
各プレイヤーが半順序集合で表された指標に基づいて選好を表現する「順序ゲーム」を提案し、純ナッシュ均衡の存在条件を示すとともに、選好構造への形式的操作によって均衡集合を系統的に絞り込めることを示した。自動運転車の軌道選択ゲームで実証している。
原題: Posetal Games: Efficiency, Existence, and Refinement of Equilibria in Games with Prioritized Metrics ／ Alessandro Zanardi, Gioele Zardini, Sirish Srinivasan 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットによる食事支援における効率と快適さの両立
食事支援ロボットが食べ物を口元へ運ぶ際、効率とユーザーの快適さを両立させるヒューリスティックを組み込んだ経路計画手法(h-BiRRT)を提案し、実機実験で有効性を示した。
原題: Balancing Efficiency and Comfort in Robot-Assisted Bite Transfer ／ Suneel Belkhale, Ethan K. Gordon, Yuxiao Chen 他
日本語で読む → - 論文人間選好学習ロボティクス
標準タスクから実組立タスクへの人間選好の転移
代表的な標準組立タスクでの実演からユーザの選好を学習し、実タスクでの実演なしにロボットがユーザの行動を予測できる手法を提案した。模型飛行機の組立実験で選好の転移が有効であることを示した。
原題: Towards Transferring Human Preferences from Canonical to Actual Assembly Tasks ／ Heramb Nemlekar, Runyu Guan, Guanyang Luo 他
日本語で読む → - 論文強化学習制御ロボティクス
自己平衡型伸縮ホイール式倒立振子系におけるモデルフリー強化学習制御の比較分析
伸縮可能な自己平衡ホイール式倒立振子(E-WIP)に対し、DDPGとPPOによる強化学習制御を実装し、MPCと性能比較した論文。
原題: Analysis of Model-Free Reinforcement Learning Control Schemes on self-balancing Wheeled Extendible System ／ Kanishk ., Rushil Kumar, Vikas Rastogi 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
目的関数が事前に計算不能なマルチロボット応用のための分散型プラグアンドプレイアルゴリズム
目的関数の解析形が未知のマルチロボット問題に対し、各ロボットのサブコスト関数を設計しCAOアルゴリズムで分散最適化する手法を提案した論文。
原題: A distributed, plug-n-play algorithm for multi-robot applications with a priori non-computable objective functions ／ Athanasios Ch. Kapoutsis, Savvas A. Chatzichristofis, Elias B. Kosmatopoulos
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
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
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