論文
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: 2021/10/1 ／ 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 →- 論文軌道予測ロボティクス
HYPER: 因子分解推論と適応サンプリングによる学習型ハイブリッド軌道予測
交通エージェントの意図が時間とともに変化する様子を離散-連続ハイブリッド系としてモデル化し、ニューラル提案分布で適応的にサンプリングする軌道予測手法を提案した論文。
原題: HYPER: Learned Hybrid Trajectory Prediction via Factored Inference and Adaptive Sampling ／ Xin Huang, Guy Rosman, Igor Gilitschenski 他
日本語で読む → - 論文VIOロボティクス
深度支援型ビジュアル慣性オドメトリ（DVIO）
RGBDセンサとIMUの計測を非線形最適化で統合し、深度情報を特徴量パラメータ化や時間オフセット推定に活用する高精度・高速なVIOシステムを提案した。
原題: DVIO: Depth aided visual inertial odometry for RGBD sensors ／ Abhishek Tyagi, Yangwen Liang, Shuangquan Wang 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
硬さと剛性を組み合わせた提示におけるマスキング効果：遭遇型触覚ディスプレイを用いた検討
エンドエフェクタに硬さの異なるプレートを装着する遭遇型触覚ディスプレイを提案し、硬い素材ではデバイスの剛性変化を知覚しにくくなるマスキング効果を被験者実験で示した。
原題: Masking Effects in Combined Hardness and Stiffness Rendering Using an Encountered-Type Haptic Display ／ Naghmeh Zamani, Heather Culbertson
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
高次元インターフェースを用いた複雑なロボット制御の学習：予備的知見
身体の限られた動きをモーションセンサで捉え、7自由度アシストロボットアームの制御入力として使う試み。参加者データから学習の課題やロボット知能による支援の可能性を探った。
原題: Learning to Control Complex Robots Using High-Dimensional Interfaces: Preliminary Insights ／ Jongmin M. Lee, Temesgen Gebrekristos, Dalia De Santis 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
相互情報量メタ学習による人間教師ラベルの補正
DAgger型のロボット中心LfDで劣化した人間の修正ラベルを、変分推論による相互情報量最大化で個人化埋め込みを学習し真のラベルへ写像して改善する手法を提案。
原題: Improving Robot-Centric Learning from Demonstration via Personalized Embeddings ／ Mariah L. Schrum, Erin Hedlund, Matthew C. Gombolay
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習ロボティクス
相手の戦略を安定化させる能動的影響学習
マルチエージェント環境で相手の戦略を低次元潜在表現でモデル化し、相手を単一戦略へ安定化させる影響を与えることで非定常性を抑え、タスク報酬を効率的に最大化する手法を提案した。
原題: Influencing Towards Stable Multi-Agent Interactions ／ Woodrow Z. Wang, Andy Shih, Annie Xie 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ピンチ式双安定テープを用いた軽量高伸長平面3自由度マニピュレータ
巻き取り式双安定テープをピンチして再構成可能な回転関節を形成し、軽量かつ高伸長な平面3自由度マニピュレータを実現した研究。
原題: A Lightweight, High-Extension, Planar 3-Degree-of-Freedom Manipulator Using Pinched Bistable Tapes ／ O. Godson Osele, Allison M. Okamura, Brian H. Do
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
インフラセンサを活用した遮蔽交差点における自動運転車の動作計画
インフラ設置センサの外部知覚で遮蔽を解消しつつ、集合論的・確率的手法を組み合わせたリスクモデルで低リスクかつ快適な軌道をサンプリング最適化により計画する手法を提案し、実車実験で検証した。
原題: Motion Planning for Connected Automated Vehicles at Occluded Intersections With Infrastructure Sensors ／ Johannes Müller, Jan Strohbeck, Martin Herrmann 他
日本語で読む → - 論文ヒューマノイド制御ロボティクス
複数の固定・移動片側接触におけるヒューマノイドの制御
幾何学的重心包含領域に基づくバランス手法を高速化し、全身タスク空間制御にオンライン統合。目標重心を事前計算せず接触力配分と統合することで、他のタスクへの柔軟な対応を可能にし、HRP-4で実証した。
原題: Control of Humanoid in Multiple Fixed and Moving Unilateral Contacts ／ Julien Roux, Saeid Samadi, Eisoku Kuroiwa 他
日本語で読む → - 論文点群予測画像認識
3D時空間畳み込みネットワークによる自己教師あり点群予測
過去のLiDARスキャンをレンジ画像列として3Dテンソル化し、3D畳み込みのエンコーダ・デコーダで将来の点群を自己教師あり学習で予測する手法を提案した。
原題: Self-supervised Point Cloud Prediction Using 3D Spatio-temporal Convolutional Networks ／ Benedikt Mersch, Xieyuanli Chen, Jens Behley 他
日本語で読む → - 論文筋骨格モデリング/人間ロボット協調ロボティクス
筋骨格モデルに基づく可操作レンチポリトープのオンライン評価：反復凸包法
人間の上肢筋骨格モデルから実現可能な力の集合（レンチポリトープ）をリアルタイムに推定する反復凸包アルゴリズムを提案し、協働運搬ロボット制御に応用した。
原題: On-line feasible wrench polytope evaluation based on human musculoskeletal models: an iterative convex hull method ／ Antun Skuric, Vincent Padois, Nasser Rezzoug 他
日本語で読む → - 論文UAV/ジオフェンシングロボティクス
複雑な動的ジオフェンシングのための新手法：UAV向けアルファシェイプとボロノイ図の活用
既存の幾何学的ジオフェンシングが複雑な都市環境で精度不足である問題に対し、アルファシェイプとボロノイ図に基づく新アルゴリズムを提案し、OpenStreetMapとAirSim、低コストUAVで実環境性能を実証した。
原題: A New Approach to Complex Dynamic Geofencing for Unmanned Aerial Vehicles ／ Vihangi Vagal, Konstantinos Markantonakis, Carlton Shepherd
日本語で読む → - 論文歩行制御
部分観測環境における二足歩行ロボットの安全なタスク・動作統合計画
動的障害物と不整地を含む部分観測環境で、LTLに基づく高レベル計画と足配置制御を階層統合し、二足歩行の安全なナビゲーションを実現するTAMPフレームワークを提案・検証した。
原題: Integrated Task and Motion Planning for Safe Legged Navigation in Partially Observable Environments ／ Abdulaziz Shamsah, Zhaoyuan Gu, Jonas Warnke 他
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習ロボティクス
不確実性下の自動運転のための強化学習による動作計画
知覚の不確実性（視野制限・遮蔽・センサ範囲）に対処するため、最悪ケースを最適化する分布型強化学習ベースの動作計画手法を提案し、歩行者遮蔽やカーブ路のシナリオで従来RLより優れた挙動を示した。
原題: Motion Planning for Autonomous Vehicles in the Presence of Uncertainty Using Reinforcement Learning ／ Kasra Rezaee, Peyman Yadmellat, Simon Chamorro
日本語で読む → - 論文教育/AR/強化学習ロボティクス
拡張現実で強化学習を学ぶK-12向けロボット教育プラットフォーム
学習中のロボットの内部状態をARで可視化し、人間がフィードバックを与えやすくするシステムを提案。K-12のAI教育や人間参加型強化学習への応用を展望する。
原題: An Augmented Reality Platform for Introducing Reinforcement Learning to K-12 Students with Robots ／ Ziyi Zhang, Samuel Micah Akai-Nettey, Adonai Addo 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェントゲームmath.OC
最大エントロピー多エージェント動的ゲーム：順問題と逆問題の解法
限定合理性を持つ複数エージェントの確率的ナッシュ均衡（エントロピーコスト均衡）を定義し、順問題をRiccati方程式で、逆問題をノイズを含む軌道データからコスト関数を推定するアルゴリズムで解く。
原題: Maximum-Entropy Multi-Agent Dynamic Games: Forward and Inverse Solutions ／ Negar Mehr, Mingyu Wang, Mac Schwager
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
ROS 2上のウェアラブル生体センサーエコシステムによるリアルタイム人間-ロボットインタラクション
ROS 2向けに複数のウェアラブル生体センサーを統一的に扱えるパッケージを開発し、HRIシステム構築の標準化と容易化を実現した。
原題: Toward a Wearable Biosensor Ecosystem on ROS 2 for Real-time Human-Robot Interaction Systems ／ Wonse Jo, Robert Wilson, Jaeeun Kim 他
日本語で読む → - 論文検出/データセットロボティクス
ロバストなグレア検出：レビュー・分析・データセット公開
様々なカメラで撮影された画像における太陽光や照明によるグレア（眩しさ）を検出するための初のデータセットを公開し、複数の画像表現とその組み合わせの効果を深層ネットワークで検証した。
原題: Robust Glare Detection: Review, Analysis, and Dataset Release ／ Mahdi Abolfazli Esfahani, Han Wang
日本語で読む → - 論文介護ロボティクスロボティクス
立ち上がり支援における協力度の推定と誘導
高齢者の立ち上がり支援で、内部状態としての「協力度」をカルマンフィルタで推定し、閾値判定で協力的状態を判断する枠組みを提案した論文。
原題: Monitoring the Mental State of Cooperativeness for Guiding an Elderly Person in Sit-to-Stand Assistance ／ John Bell, H. Harry Asada
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
DARPA地下探査チャレンジにおける異種ロボット群探査システム
GPSの使えない地下環境で複数のロボットが協調して物体を探索するシステムを構築し、DARPA SubTチャレンジで非DARPA資金チーム最高の3位に入った実践報告。
原題: System for multi-robotic exploration of underground environments CTU-CRAS-NORLAB in the DARPA Subterranean Challenge ／ Tomáš Rouček, Martin Pecka, Petr Čížek 他
日本語で読む → - 論文自己保守/ロボット設計ロボティクス
自己保守ロボットの概念と設計
人間の整備なしで長期間機能し続ける自己保守型ロボットの設計原理を提案し、モジュール交換による自己修復とロボットチームの信頼性理論を導入した論文。
原題: Concepts of Self-maintaining Robots and Their Design ／ Chenjie Shi, Sandor M Veres
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
粘弾性流体を用いた移動型3Dプリンティングロボットのシミュレーション
Gazebo上で粒子ベースの粘弾性流体シミュレーションと粒子-メッシュ変換を統合し、移動型3Dプリンティングロボットのリアルタイムシミュレーションを可能にした研究。
原題: Mobile 3D Printing Robot Simulation with Viscoelastic Fluids ／ Uljad Berdica, Yuewei Fu, Yuchen Liu 他
日本語で読む → - 論文建設現場安全監視画像認識
建設現場の安全監視とショベルカー活動解析システム
深層学習によるリアルタイムな建設機械・人検出とショベルカーの姿勢・動作推定を組み合わせ、現場の安全監視と活動解析を行うシステムを提案した論文。
原題: Construction Site Safety Monitoring and Excavator Activity Analysis System ／ Sibo Zhang, Liangjun Zhang
日本語で読む → - 論文リハビリテーションロボティクスロボティクス
脳卒中片麻痺者向けロボットハンド装具における母指の安定化と支援
脳卒中後の片麻痺者向けハンド装具で、2本のケーブルにより母指の対立・整復を可能にし、把持の安定性と可動域を改善する手法を提案し、慢性期患者5名での実験で有効性を示した。
原題: Thumb Stabilization and Assistance in a Robotic Hand Orthosis for Post-Stroke Hemiparesis ／ Ava Chen, Lauren Winterbottom, Sangwoo Park 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
学び続ける脚式ロボット：実世界での移動ポリシーのファインチューニング
実世界での強化学習により脚式ロボットの移動ポリシーを効率的かつ安全にファインチューニングするシステムを提案し、A1四足歩行ロボットが屋外芝生や屋内の多様な地形で複数の移動スキルを自律的に改善できることを示した。
原題: Legged Robots that Keep on Learning: Fine-Tuning Locomotion Policies in the Real World ／ Laura Smith, J. Chase Kew, Xue Bin Peng 他
日本語で読む → - 論文水上ロボティクスロボティクス
小型水上艇から深度別の水質測定を可能にする自律プロービングシステム
低コストな部品で作られた自律水上艇（ASV）向けのポータブルプロービングシステムを開発し、水中機器なしで表層付近の水柱を移動しながら水質を測定できるようにした。オープンソースのシミュレータとウインチ制御を備え、実地展開で有効性を示した。
原題: An Autonomous Probing System for Collecting Measurements at Depth from Small Surface Vehicles ／ Yuying Huang, Yiming Yao, Johanna Hansen 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
実世界の衝突でロボットシミュレータを検証する
Drake・MuJoCo・Bulletの3つのシミュレータが衝突を伴う実世界の軌道を再現できるかを、立方体の落下と二足歩行ロボットの着地で評価した研究。
原題: Validating Robotics Simulators on Real-World Impacts ／ Brian Acosta, William Yang, Michael Posa
日本語で読む → - 論文オフライン強化学習ロボティクス
安全性と探索性を高めた自動運転のためのオフライン強化学習
オフライン強化学習BCQに学習可能なパラメータノイズとリアプノフに基づく安全制約を組み込み、自動運転の高速道路・駐車シナリオで従来法より優れる制御方策を実現した。
原題: Offline Reinforcement Learning for Autonomous Driving with Safety and Exploration Enhancement ／ Tianyu Shi, Dong Chen, Kaian Chen 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
双腕ロボットによる長尺線形弾性物体の箱詰め動作計画
双腕ロボットで長尺の線形弾性物体を箱に自動で詰めるため、視覚と参照テンプレートを組み合わせた幾何モデルと参照点生成による動作計画手法を提案し、多様な物体で実験検証した。
原題: Action Planning for Packing Long Linear Elastic Objects into Compact Boxes with Bimanual Robotic Manipulation ／ Wanyu Ma, Bin Zhang, Lijun Han 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
異なるダイナミクスを持つ実演者を模倣するための実行可能性学習
実演者と模倣者のダイナミクスが異なる場合でも、実演が模倣者にとって実行可能かを評価する指標を学習し、有益な実演を優先して模倣する手法を提案した。
原題: Learning Feasibility to Imitate Demonstrators with Different Dynamics ／ Zhangjie Cao, Yilun Hao, Mengxi Li 他
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