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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 →- 論文地図予測ロボティクス
低ランク行列補完による効率的な地図予測
低ランク行列補完を用いて、欠損やノイズを含む低品質な地図の補間・外挿をリアルタイムで行う手法を提案し、ベイズヒルベルトマッピングより高精度・高速であることと、被覆計画の収束速度向上を示した。
原題: Efficient Map Prediction via Low-Rank Matrix Completion ／ Zheng Chen, Shi Bai, Lantao Liu
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
日本語で読む → - 論文微分可能物理画像認識
SDFを用いた微分可能剛体力学シミュレータ
物体形状を符号付き距離場(SDF)で陰的に表現し、摩擦接触を含む微分可能な剛体物理シミュレーションを実現。形状・摩擦係数・質量などを軌跡や深度画像から推定できることを示した。
原題: DiffSDFSim: Differentiable Rigid-Body Dynamics With Implicit Shapes ／ Michael Strecke, Joerg Stueckler
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 → - 論文義肢制御ロボティクス
歩行モードを分類せずに足首関節運動を予測する電動義肢向け共有モデルの学習
股関節と膝関節の角度から足首の角度とモーメントを連続予測するフィードフォワードニューラルネットワークの共有モデルを提案し、平地歩行や階段・斜面の昇降を明示的に分類せずに予測できることを示した。
原題: Learning a Shared Model for Motorized Prosthetic Joints to Predict Ankle-Joint Motion ／ Sharmita Dey, Sabri Boughorbel, Arndt F. Schilling
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
自動駐車のためのニューラル動作計画
CVAEで駐車環境の計画空間を学習し、Hybrid A*の探索を誘導するニューラルHybrid A*を提案。非一様な展開戦略で経路計画の効率を改善した。
原題: Neural Motion Planning for Autonomous Parking ／ Dongchan Kim, Kunsoo Huh
日本語で読む → - 論文UAV迎撃ロボティクス
深度カメラ搭載UAVによる物体迎撃のための軌道予測と経路計画
深度カメラとオンボード処理だけで飛来する物体を迎撃するUAVの制御・ソフトウェア構成を提案し、軌道予測と経路計画をGazeboでシミュレーション評価した。
原題: Trajectory Prediction & Path Planning for an Object Intercepting UAV with a Mounted Depth Camera ／ Jasper Tan, Arijit Dasgupta, Arjun Agrawal 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 → - 論文群制御ロボティクス
脚式・飛行ロボットによる地下環境の自律協調探査
脚式ロボットと飛行ロボットが協調し、通信が困難な地下環境を自律的に探査する戦略を提案し、スイスの地下鉱山での実証実験で有効性を示した。
原題: Autonomous Teamed Exploration of Subterranean Environments using Legged and Aerial Robots ／ Mihir Kulkarni, Mihir Dharmadhikari, Marco Tranzatto 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
長期モニタリングのためのマルチロボットチームの間欠配置とセンシング戦略
時空間ガウス過程で環境をモデル化し、マトロイド制約と予算下でサブモジュラー最適化を用いて、異種ロボットチームの間欠配置時期とセンシング位置を決定する貪欲アルゴリズムを提案した。
原題: Monitoring Over the Long Term: Intermittent Deployment and Sensing Strategies for Multi-Robot Teams ／ Jun Liu, Ryan K. Williams
日本語で読む → - 論文知覚監視ロボティクス
自動運転のための軽量な知覚フォールトトレランス監視手法
LiDAR情報のセンサチェックと物体の運動履歴の妥当性チェックを組み合わせ、計算負荷を抑えつつ知覚システムの距離・速度誤りを検出する軽量モニタを提案した論文。
原題: Fault-Tolerant Perception for Automated Driving A Lightweight Monitoring Approach ／ Cornelius Buerkle, Florian Geissler, Michael Paulitsch 他
日本語で読む → - 論文制御/強化学習制御
固定翼UAVの姿勢制御に向けたデータ効率の良い深層強化学習：実機飛行実験
固定翼UAVの姿勢制御を深層強化学習で学習し、わずか3分の飛行データでシミュレーション訓練後に実機へ転移、ArduPlaneのPID制御と同等の性能を実現した。
原題: Data-Efficient Deep Reinforcement Learning for Attitude Control of Fixed-Wing UAVs: Field Experiments ／ Eivind Bøhn, Erlend M. Coates, Dirk Reinhardt 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ランダム化シミュレーションからのロボット学習：レビュー
シミュレーションと現実のギャップを埋めるため、シミュレーションのパラメータをランダム化して学習するドメインランダム化を中心に、sim-to-real研究を包括的にレビューした論文。
原題: Robot Learning from Randomized Simulations: A Review ／ Fabio Muratore, Fabio Ramos, Greg Turk 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UAV/災害対応ロボティクス
大規模火災後の有害物質を含む産業施設における空中ロボットの展開報告
ベルリンの大規模火災後の有害物質を含む産業施設の偵察にUAVとカメラのみを用い、3Dモデル作成や360度画像収集、視覚SLAMによるデータ整理とインタラクティブパノラマビューアの実装を行った報告。
原題: Deployment of Aerial Robots after a major fire of an industrial hall with hazardous substances, a report ／ Hartmut Surmann, Dominik Slomma, Stefan Grobelny 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 → - 論文歩行ロボティクス
遷移モーションテンソル：物理シミュレーション環境における多様で制御可能なエージェントのためのデータ駆動型アプローチ
複数の運動スキルを持つ物理シミュレーションエージェント間の遷移をデータ駆動で生成する「遷移モーションテンソル」を提案し、四足・二足歩行で複雑な運動計画を実現した。
原題: Transition Motion Tensor: A Data-Driven Approach for Versatile and Controllable Agents in Physically Simulated Environments ／ Jonathan Hans Soeseno, Ying-Sheng Luo, Trista Pei-Chun Chen 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
能動温度制御グリッパによる材料分類
グリッパ先端の温度を能動的に制御して熱流を誘起し、把持時の温度変化をLSTMで解析することで、周囲温度に依存せず物体材料を分類するシステムを提案した。
原題: Material Classification Using Active Temperature Controllable Robotic Gripper ／ Yukiko Osawa, Kei Kase, Yukiyasu Domae 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
時間離散化に不変な安全な行動繰り返しによる方策勾配法
方策勾配法が時間刻みδに依存して不安定になる原因を解析し、確率的環境でも適応的に反応できるδ不変な行動繰り返し手法SARを提案した論文。
原題: Time Discretization-Invariant Safe Action Repetition for Policy Gradient Methods ／ Seohong Park, Jaekyeom Kim, Gunhee Kim
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 → - 論文強化学習機械学習
過小評価と過大評価のバランスを取るRealistic Actor-Critic
複数のクリティックの不確実性を利用してQ関数の信頼区間を多様に構築し、過小評価と過大評価のトレードオフを調整するRACを提案。MuJoCoでSAC比10倍のサンプル効率とHumanoidで25%の性能向上を達成した。
原題: Balancing Value Underestimation and Overestimation with Realistic Actor-Critic ／ Sicen Li, Qinyun Tang, Yiming Pang 他
日本語で読む → - 論文衝突回避ロボティクス
通信不確実性下で2機のUAVはどれだけ離れるべきか
通信の不確実性を考慮し、安全半径の設計と制御器設計を分離する原理を提案し、設計段階と飛行段階の安全領域を解析した。複数障害物への拡張とシミュレーション・実験で有効性を示した。
原題: How Far Two UAVs Should Be subject to Communication Uncertainties ／ Quan Quan, Rao Fu, Kai-Yuan
日本語で読む → - 論文運転行動認識ロボティクス
区間タイプ2ファジィ推論と複数専門家意思決定による運転スタイル認識
車両の縦横運動パラメータを入力とし、区間タイプ2ファジィ推論と複数専門家の合意形成で運転者を穏やか・中庸・攻撃的に分類する手法を提案し、クラスタリングやタイプ1ファジィと比較評価した。
原題: Driving Style Recognition Using Interval Type-2 Fuzzy Inference System and Multiple Experts Decision Making ／ Iago Pachêco Gomes, Denis Fernando Wolf
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/インピーダンス制御ロボティクス
モジュール式ソフトロボットマニピュレータのための配置空間における適応可変インピーダンス制御
モデル不確かさや外力がある状況で、モジュール式ソフトロボットマニピュレータを配置空間で可変インピーダンス制御する手法を提案し、適応バックステッピング滑りモード制御で安定性を確保した。
原題: Adaptive Variable Impedance Control for a Modular Soft Robot Manipulator in Configuration Space ／ Mahmood Mazare, Silvia Tolu, Mostafa Taghizadeh
日本語で読む → - 論文社会支援ロボットロボティクス
医療現場における社会的支援ロボットの導入：世界規模の実態調査
33カ国・52機種・279件の導入事例を文献調査で分析し、医療・介護現場での社会的支援ロボットの機能や用途、導入実態を分類・整理した。
原題: Socially assistive robots' deployment in healthcare settings: a global perspective ／ Laura Aymerich-Franch, Iliana Ferrer
日本語で読む → - 論文動力学モデリングロボティクス
モデルベース制御のための球面パラレルロボットの動力学モデル
球面パラレルロボットの陽な動力学式・線形回帰形式・Slotine-Li回帰形式を導出し、ARAS-Diamondと3-RRRで検証した論文。
原題: Dynamic Models of Spherical Parallel Robots for Model-Based Control Schemes ／ Ali Hassani, Abbas Bataleblu, S. A. Khalilpour 他
日本語で読む → - 論文ヒューマンロボットインタラクションロボティクス
行動エントロピーを用いたロボット操作者の作業負荷リアルタイム推定手法Fessonia
ロボット遠隔操作中の人間の認知作業負荷を、操作行動のエントロピー(予測不能性)からリアルタイムに推定する手法を提案し、二次課題で負荷を変動させた実験で有効性を示した。
原題: Fessonia: a Method for Real-Time Estimation of Human Operator Workload Using Behavioural Entropy ／ Paraskevas Chatzithanos, Grigoris Nikolaou, Rustam Stolkin 他
日本語で読む → - 論文3D再構成画像認識
水中環境のハイパースペクトル3Dマッピング
RGBカメラ・慣性航法・ハイパースペクトルプッシュブルームカメラのデータを融合し、SLAMとStructure-from-Motionを組み合わせて、平面仮定やデッドレコニングの限界を克服した高精度なハイパースペクトルテクスチャ付き水中3D再構成手法を提案した。
原題: Hyperspectral 3D Mapping of Underwater Environments ／ Maxime Ferrera, Aurélien Arnaubec, Klemen Istenic 他
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