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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 →- 論文視覚サーボロボティクス
動的運動プリミティブと画像ベース視覚サーボ制御の接続
DMPによる運動生成とIBVS制御を切り替える統合制御スキームを提案し、共通状態空間表現と安定性解析を示した上でBaxterロボットで実証した。
原題: Stitching Dynamic Movement Primitives and Image-based Visual Servo Control ／ Ghananeel Rotithor, Iman Salehi, Edward Tunstel 他
日本語で読む → - 論文検証/知覚ロボティクス
CNN知覚を伴う制御器の検証：理解可能で安全かつ精密な抽象化の提案
CNN知覚モデルの下流モジュール解析と安全要件から理解可能な抽象化を生成し、CBMCで制御系全体を検証する手法を提案。自動運転の車線維持と農業ロボットの2事例で有効性を示した。
原題: Verifying Controllers with Convolutional Neural Network-based Perception: A Case for Intelligible, Safe, and Precise Abstractions ／ Chiao Hsieh, Keyur Joshi, Sasa Misailovic 他
日本語で読む → - 論文タスク・動作計画ロボティクス
ストリームを用いたタスク・動作計画における探索の学習
PDDLStreamの楽観的計画において、探索対象の拡張順序をグラフニューラルネットワークで学習し、最良優先探索で効率化する手法を提案。難易度の高いブロック積み上げタスクで有効性を示した。
原題: Learning to Search in Task and Motion Planning with Streams ／ Mohamed Khodeir, Ben Agro, Florian Shkurti
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
低レイノルズ数下で軟らかい螺旋フィラメントの束化により推進する細菌模倣ロボット
細菌の鞭毛束化を模したセンチスケールの軟体ロボットと、離散弾性棒と正則化ストークスレット法を組み合わせた流体構造連成シミュレーションを構築し、実験と比較して物理を再現できることを示した。
原題: Bacteria-inspired robotic propulsion from bundling of soft helical filaments at low Reynolds number ／ Sangmin Lim, Achyuta Yadunandan, Mohammad Khalid Jawed
日本語で読む → - 論文制御ロボティクス
低コストライントレーサロボットのためのPID制御最適化
低コスト部品で差動二輪ロボットを製作し、古典的PID制御の改良と開ループ制御の開発により安定性とロバスト性を向上させた。
原題: PID Controller Optimization for Low-cost Line Follower Robots ／ Samet Oguten, Bilal Kabas
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
カーネル拡散近似MDPによる非構造地形での自律ナビゲーションと制御
状態遷移モデルを完全には仮定せず、価値関数のカーネル表現と拡散近似でベルマン方程式を偏微分方程式化し、非構造地形でのナビゲーションと制御を実現する手法を提案・実機検証した。
原題: Kernel-based diffusion approximated Markov decision processes for autonomous navigation and control on unstructured terrains ／ Junhong Xu, Kai Yin, Zheng Chen 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
適応的ヒューリスティックを用いた関連領域サンプリングによる漸近最適経路計画
RRT#の関連領域を最適コストと適応的コスト推定で精緻化し、有望領域へバッチサンプリングすることで経路計画の計算時間を短縮する手法を提案した。
原題: Relevant Region Sampling Strategy with Adaptive Heuristic for Asymptotically Optimal Path Planning ／ Chenming Li, Fei Meng, Han Ma 他
日本語で読む → - 論文逆運動学ロボティクス
IKFlow：多様な逆運動学解を生成する手法
深層ニューラルネットワークを用いて、6自由度以上のロボットアームの逆運動学解を多様に生成する手法を提案。高速かつ高精度で、古典的手法による微調整も可能。
原題: IKFlow: Generating Diverse Inverse Kinematics Solutions ／ Barrett Ames, Jeremy Morgan, George Konidaris
日本語で読む → - 論文物体サーボ/移動ロボットロボティクス
差動二輪ロボットの物体サーボ制御
移動可能な物体の特徴点から相対姿勢を推定し、差動二輪ロボットが目標の相対姿勢に漸近的に駐車できるサーボ制御手法を提案した。
原題: Object Servoing of Differential-Drive Robots ／ Weibin Jia, Wenjie Zhao, Zhihuan Song 他
日本語で読む → - 論文3D多物体追跡画像認識
SimpleTrack：3D多物体追跡の再考と簡素化
既存の3D多物体追跡手法を4要素に分解して失敗要因を分析し、シンプルな改良で最先端性能を達成するSimpleTrackを提案。ベンチマークの妥当性も検証した。
原題: SimpleTrack: Understanding and Rethinking 3D Multi-object Tracking ／ Ziqi Pang, Zhichao Li, Naiyan Wang
日本語で読む → - 論文階層強化学習機械学習
価値関数空間：スキル中心の状態抽象化による長期的推論
各低レベルスキルの価値関数を用いて状態を抽象化する表現を提案し、迷路探索やロボット操作の長期的タスクで性能とゼロショット汎化を向上させた。
原題: Value Function Spaces: Skill-Centric State Abstractions for Long-Horizon Reasoning ／ Dhruv Shah, Peng Xu, Yao Lu 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 → - 論文キャリブレーションロボティクス
単一画像からアイ・イン・ハンドカメラのキャリブレーションを学習する
合成データのみで学習したモデルを用い、1枚のRGB画像からアイ・イン・ハンドカメラの外部パラメータをオンライン推定する3手法（直接回帰・疎対応・密対応）を比較し、直接回帰が古典手法を含め最も優れることを示した。
原題: Learning Eye-in-Hand Camera Calibration from a Single Image ／ Eugene Valassakis, Kamil Dreczkowski, Edward Johns
日本語で読む → - 論文UAVcs.NI
小型UAVによる屋内3次元電波環境マップの自律生成
複数の小型屋内UAVでWi-Fi信号品質を3Dサンプリングし、機械学習で未知地点の信号強度を予測する自律的な電波環境マップ生成システムを提案した。
原題: Small UAVs-supported Autonomous Generation of Fine-grained 3D Indoor Radio Environmental Maps ／ Ken Mendes, Filip Lemic, Jeroen Famaey
日本語で読む → - 論文イベントカメラ/動きセグメンテーション画像認識
カスケード二段階マルチモデルフィッティングによるイベントカメラの動きセグメンテーション
単眼イベントカメラで独立に動く物体を識別するため、イベント特徴の追跡と時空間グラフカットを組み合わせた二段階のマルチモデルフィッティング手法を提案した論文。
原題: Event-based Motion Segmentation by Cascaded Two-Level Multi-Model Fitting ／ Xiuyuan Lu, Yi Zhou, Shaojie Shen
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 → - 論文点群処理画像認識
TLS点群のリアルタイム地面フィルタリングアルゴリズム
地上レーザスキャナで取得した点群から地面と非地面を分離する2種類のフィルタリング手法を提案し、実行時間・有効性・効率の観点で比較した。
原題: Real-time ground filtering algorithm of cloud points acquired using Terrestrial Laser Scanner (TLS) ／ Nelson Diaz, Omar Gallo, Jhon Caceres 他
日本語で読む → - 論文データセット画像認識
CAR：自動運転車向け多カテゴリ属性認識データセット
Cityscapesに物体属性の注釈層を追加した3.2万インスタンス超のデータセットCARを構築し、利用用APIも公開した。
原題: CAR -- Cityscapes Attributes Recognition A Multi-category Attributes Dataset for Autonomous Vehicles ／ Kareem Metwaly, Aerin Kim, Elliot Branson 他
日本語で読む → - 論文把持検出画像認識
深度を考慮した物体セグメンテーションと把持検出によるロボットピッキング
深度情報を活用したCoordConvで物体インスタンスセグメンテーションの精度を高め、把持検出と統合してロボットピッキングを実現する手法を提案した論文。
原題: Depth-aware Object Segmentation and Grasp Detection for Robotic Picking Tasks ／ Stefan Ainetter, Christoph Böhm, Rohit Dhakate 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
模倣学習と強化学習を統合した自動運転の効率的な学習手法
人間の運転データによる模倣学習を強化学習に組み込み、小型ロボットカーで純粋な強化学習より80%短い学習時間で自律走行を実現した。
原題: Integrating Imitation Learning with Human Driving Data into Reinforcement Learning to Improve Training Efficiency for Autonomous Driving ／ Heidi Lu
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
AIT*とEIT*：非対称双方向サンプリングベース経路計画
双方向探索が互いに情報を交換しながら問題固有のヒューリスティックを同時に学習・活用する、ほぼ確実に漸近最適な2つのサンプリングベース経路計画アルゴリズムを提案し、ロボット・生体医療など12問題で有効性を示した。
原題: AIT* and EIT*: Asymmetric bidirectional sampling-based path planning ／ Marlin P. Strub, Jonathan D. Gammell
日本語で読む → - 論文SLAM/CT再構成画像認識
TomoSLAM：マイクロトモグラフィにおける回転角補正のための因子グラフ最適化
X線投影画像からSURF特徴量を抽出しRANSACで対応点を選別、投影間の角度を因子グラフで最適化することで、マイクロCTの回転軌道誤差をSLAM問題として補正する手法を提案した。
原題: TomoSLAM: factor graph optimization for rotation angle refinement in microtomography ／ Mark Griguletskii, Mikhail Chekanov, Oleg Shipitko
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
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
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