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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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
粒子間相互作用の学習による粒状材料の操作
粒状材料とそれを操作する剛体の相互作用をグラフ表現とGNNでモデル化し、ワッサー距離を最小化する軌道計画で目標配置への注ぎ込みを実現した。
原題: Manipulation of Granular Materials by Learning Particle Interactions ／ Neea Tuomainen, David Blanco-Mulero, Ville Kyrki
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
適応カリキュラムとダイナミクスランダム化による強化学習を用いた故障許容型四足ロボット制御
アクチュエータ故障を想定したランダム化と適応カリキュラムを組み合わせた強化学習で、故障検知やポリシー切替なしに頑健に歩行できる単一ポリシーを四足ロボット向けに学習した論文。
原題: Reinforcement Learning with Adaptive Curriculum Dynamics Randomization for Fault-Tolerant Robot Control ／ Wataru Okamoto, Hiroshi Kera, Kazuhiko Kawamoto
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
構造化自由飛行における協調マルチコプタの実用的分散制御
構造化空域で複数のマルチコプタを目的地ラインへ収束させつつ機体間衝突を避ける分散制御則を提案し、リアプノフ関数による解析とシミュレーション・実験で有効性を示した。
原題: Practical Distributed Control for Cooperative Multicopters in Structured Free Flight Concepts ／ Rao Fu, Quan Quan, Mengxin Li 他
日本語で読む → - 論文ソフトアクチュエータロボティクス
折り紙に着想を得たソフトねじりアクチュエータ
シリコーン製の折り紙構造を用いた空圧式ソフトアクチュエータを開発し、435度を超える回転を実現するとともに、解析モデルと最適化を行い、把持・ロボットアーム・ヘビ型ロボットへの応用を示した。
原題: Origami-inspired soft twisting actuator ／ Diancheng Li, Dongliang Fan, Renjie Zhu 他
日本語で読む → - 論文装具・リハビリ制御ロボティクス
テノデーシス把持エミュレータ：手首駆動型装具制御の運動学的評価
健常者に装着可能な手首駆動型装具エミュレータを開発し、手首拘束による代償動作を定量化するとともに、モータ補助とのハイブリッド制御の可能性を検討した研究。
原題: Tenodesis Grasp Emulator: Kinematic Assessment of Wrist-Driven Orthotic Control ／ Erin Y. Chang, Raghid Mardini, Andrew I. W. McPherson 他
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 → - 論文ネットワークスケジューリングロボティクス
産業用ロボットのネットワークトラフィックを平準化するミニマックス利用アルゴリズム
産業用ロボットの反復作業の擬似決定性を利用し、ネットワーク最大集約トラフィックを最小化するILPモデルと二次時間のランダム探索法を提案。ピークデータレートを最大53.4%削減できることを示した。
原題: A Minmax Utilization Algorithm for Network Traffic Scheduling of Industrial Robots ／ Yantong Wang, Vasilis Friderikos, Sebastian Andraos
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
モデル誤差予測による複雑地形ナビゲーション
地形の走行しやすさを、標準的なダイナミクスモデルとの誤差として学習し予測することで、草地や森林などの複雑地形を効率的にナビゲーションする手法を提案した論文。
原題: Complex Terrain Navigation via Model Error Prediction ／ Adam Polevoy, Craig Knuth, Katie M. Popek 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
学習された行動空間における疎な報酬の発見と活用
行動空間をオンザフライで学習しつつ探索と報酬最適化を交互に行うSTAXを提案し、疎報酬環境で既存手法と同等の性能を少ない事前情報で達成した。
原題: Discovering and Exploiting Sparse Rewards in a Learned Behavior Space ／ Giuseppe Paolo, Miranda Coninx, Alban Laflaquière 他
日本語で読む → - 論文ロボット学習/汎化保証ロボティクス
生成モデルと実世界データを組み合わせたロボット学習のより強力な汎化保証
生成モデルをポリシーの事前分布として用い、実世界データセットでPAC-Bayes理論に基づき更新することで、未見環境への汎化を保証する枠組みを提案し、ドローン航行と把持タスクで有効性を示した論文。
原題: Stronger Generalization Guarantees for Robot Learning by Combining Generative Models and Real-World Data ／ Abhinav Agarwal, Sushant Veer, Allen Z. Ren 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LiDAR場所認識画像認識
大規模場所認識のための深層スキャンコンテキスト記述子
LiDAR点群を自己中心的にセグメント化し、グラフニューラルネットでセグメント間関係を集約する新たなグローバル記述子DSCを提案し、KITTIで既存手法を上回る場所認識性能を示した。
原題: DSC: Deep Scan Context Descriptor for Large-Scale Place Recognition ／ Jiafeng Cui, Tengfei Huang, Yingfeng Cai 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
SEIHAI: サンプル効率の高い階層型AIによるMineRL競技への挑戦
MineRLのObtainDiamondタスクを、人間のデモンストレーションを活用してタスクを逐次的なサブタスクに分割し、強化学習と模倣学習で各エージェントを訓練、スケジューラで自動選択する階層型AIを提案し、NeurIPS-2020 MineRL競技で優勝した。
原題: SEIHAI: A Sample-efficient Hierarchical AI for the MineRL Competition ／ Hangyu Mao, Chao Wang, Xiaotian Hao 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 → - 論文自律探索ロボティクス
実時間連続占有マップ上の多目的自律探索
モンテカルロ木探索の多目的版を用いて、未知領域を最も広く明らかにするフロンティアへとロボットを導く非近視眼的なパレート最適行動列を計画し、ベイズヒルベルトマップを実時間向けに改良した探索手法を提案した。
原題: Multi-Objective Autonomous Exploration on Real-Time Continuous Occupancy Maps ／ Zheng Chen, Weizhe Chen, Shi Bai 他
日本語で読む → - 論文協調輸送ロボティクス
複数単一ローターロボットによる協調輸送と未知ペイロードのための分散制御
単一ローターのロボットを剛結合して未知のペイロードを協調輸送するシステムを開発し、厳密正実系に対する分散制御器を提案した。8台のロボットで2.7kg・1.6mの未知ペイロードを輸送し、ロボット故障時にも動作することを実証した。
原題: Cooperative Transportation using Multiple Single-Rotor Robots and Decentralized Control for Unknown Payloads ／ Koshi Oishi, Yasushi Amano, Tomohiko Jimbo
日本語で読む → - 論文単眼深度推定ロボティクス
MobileXNet: 単眼深度推定のための効率的な畳み込みニューラルネットワーク
浅いエンコーダ・デコーダ型サブネットワークを2段階で連結し、精度と速度のバランスを取った単眼深度推定CNNを提案。NYU depth v2やKITTIなどで有効性を検証した。
原題: MobileXNet: An Efficient Convolutional Neural Network for Monocular Depth Estimation ／ Xingshuai Dong, Matthew A. Garratt, Sreenatha G. Anavatti 他
日本語で読む → - 論文歩行HCI
音声対話機能を備えた四足歩行ロボット盲導犬
四足歩行ロボットが音声インターフェースを通じて人とコミュニケーションしながら目的地まで誘導するシステムを開発した。
原題: Quadrupedal Robotic Guide Dog with Vocal Human-Robot Interaction ／ Kavan Mehrizi
日本語で読む → - 論文Visual SLAMロボティクス
深層深度予測とVisual SLAMのオンライン相互適応
Visual SLAMのキーフレームを用いて深度予測CNNをオンラインで微調整し、適応した深度で地図品質を改善する相互適応フレームワークを提案。未知環境でもSLAM精度が向上することを実機とベンチマークで示した。
原題: Online Mutual Adaptation of Deep Depth Prediction and Visual SLAM ／ Shing Yan Loo, Moein Shakeri, Sai Hong Tang 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
模倣学習を現実へ引き戻す：ロボット学習の評価指標再考
ロボット学習の評価が機械学習由来のデータ効率偏重になっていると指摘し、人間の実コストを反映する時間効率を指標にすべきと提言する論文。
原題: Back to Reality for Imitation Learning ／ Edward Johns
日本語で読む → - 論文自律ナビゲーションロボティクス
亜寒帯森林におけるキロメートル規模の自律ナビゲーション：課題と教訓
積雪や降雨が変動する亜寒帯森林で、点群レジストレーションによる教示・再現型の自律走行を18.8km以上にわたり実験し、積雪が局所化精度に与える影響やGNSSの限界を明らかにした。
原題: Kilometer-scale autonomous navigation in subarctic forests: challenges and lessons learned ／ Dominic Baril, Simon-Pierre Deschênes, Olivier Gamache 他
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
ADMMによるロバストなマルチロボット軌道最適化
ADMMで拘束付き軌道最適化を小さな部分問題に分割し、衝突回避とホモトピー保存を保証しつつ従来のP-IPMより桁違いに高速化した手法を提案。
原題: Robust Multi-Robot Trajectory Optimization Using Alternating Direction Method of Multiplier ／ Ruiqi Ni, Zherong Pan, Xifeng Gao
日本語で読む → - 論文3D物体検出画像認識
ステレオ画像からの3D物体検出と暗黙的表面再構成の統合フレームワーク
ステレオRGB画像から物体の3D姿勢を推定しつつ、点ベース表現で暗黙的な剛体形状を再構成する学習フレームワークS-3D-RCNNを提案した論文。
原題: Joint stereo 3D object detection and implicit surface reconstruction ／ Shichao Li, Xijie Huang, Zechun Liu 他
日本語で読む → - 論文音響知覚cs.SD
静寂から構造を学ぶ：環境音によるシーン構造の学習
静かな屋内環境で収録した音声とRGB-Dのペアデータセットを構築し、音声のみから壁までの距離を推定するモデルを訓練。さらに音と画像を対応付ける自己教師あり学習でマルチモーダル表現を獲得できることを示した。
原題: Structure from Silence: Learning Scene Structure from Ambient Sound ／ Ziyang Chen, Xixi Hu, Andrew Owens
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
局所3D深層記述子によるループ閉じ込み検出
点群パッチの局所3D深層記述子(L3D)を用い、相互最近傍記述子間の誤差で重なりを評価するループ閉じ込み検出法を提案し、LiDARやSLAMシステムで高精度な6自由度姿勢推定を実現した。
原題: Loop closure detection using local 3D deep descriptors ／ Youjie Zhou, Yiming Wang, Fabio Poiesi 他
日本語で読む → - 論文説明可能計画AI
スキルに沿った説明可能なロボット計画のためのJEDAIシステム
非専門家向けに、タスク・動作統合計画と説明可能AIを組み合わせ、ロボットが実行可能な計画作成とエラー説明を提供する教育・普及システムを提案した。
原題: JEDAI: A System for Skill-Aligned Explainable Robot Planning ／ Naman Shah, Pulkit Verma, Trevor Angle 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
任意の凸形状障害物環境におけるハイブリッドフィードバックによる自律ナビゲーション
凸形状の障害物が散らばる2次元環境で、目標への移動モードと障害物回避モードを切り替えるハイブリッド制御により、障害物を避けつつ目標へ大域的に収束する自律ナビゲーション手法を提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Hybrid Feedback for Autonomous Navigation in Environments with Arbitrary Convex Obstacles ／ Mayur Sawant, Soulaimane Berkane, Ilia Polusin 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定画像認識
2D姿勢推定のための軽量リアルタイムエッジ向け逆畳み込み再考
逆畳み込み層のチャネル削減を最適化し、DarkPoseや蒸留・量子化を組み合わせることで、HRNetの94.5%の精度をわずか3.8%の計算コストで実現した軽量ポーズ推定モデルを提案した。
原題: Rethinking Deconvolution for 2D Human Pose Estimation Light yet Accurate Model for Real-time Edge Computing ／ Masayuki Yamazaki, Eigo Mori
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