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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: 2021/10/1 ／ 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 →- 論文軌道最適化math.OC
逐次凸計画法を用いた誘導方策探索による軌道最適化の初期値生成
逐次凸計画法(SCP)の1ステップとフィードバック制御で軌道候補を生成し、ニューラルネット方策を学習させて軌道最適化の良質な初期値を得る手法を提案し、6自由度の再使用ロケット着陸誘導で検証した。
原題: Guided Policy Search using Sequential Convex Programming for Initialization of Trajectory Optimization Algorithms ／ Taewan Kim, Purnanand Elango, Danylo Malyuta 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
楽観的探索と分布補正を組み合わせたオフポリシー強化学習
不確実性に対する楽観性に基づく探索ポリシーとDICEによる分布補正を組み合わせ、オフポリシー強化学習のサンプル効率を改善した研究。
原題: Off-policy Reinforcement Learning with Optimistic Exploration and Distribution Correction ／ Jiachen Li, Shuo Cheng, Zhenyu Liao 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
操縦可能な針のための解像度最適動作計画
体内で湾曲しながら進む医療用操縦針の自動誘導に向け、完備性と大域最適性を有限時間で保証する初の解像度最適動作計画法を提案し、肺生検シミュレーションで従来法より高速かつ高品質な計画を実現した。
原題: Resolution-Optimal Motion Planning for Steerable Needles ／ Mengyu Fu, Kiril Solovey, Oren Salzman 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
運動・センシング不確かさを考慮したマルチロボットの分散型接続維持
ロボットの運動・センシング誤差を考慮した重み付きグラフを定義し、分散型勾配制御でマルチロボット間の通信接続を維持する手法を提案・検証した論文。
原題: Decentralized Connectivity Maintenance for Multi-robot Systems Under Motion and Sensing Uncertainties ／ Akshay Shetty, Timmy Hussain, Grace Gao
日本語で読む → - 論文水中ナビゲーションロボティクス
AquaVis: 水中ロボットのための視認性を考慮した自律ナビゲーションフレームワーク
複数の視覚対象を追跡しながら障害物を回避し、視認性を最大化するリアルタイム3D経路計画をAUV向けに実現した。
原題: AquaVis: A Perception-Aware Autonomous Navigation Framework for Underwater Vehicles ／ Marios Xanthidis, Michail Kalaitzakis, Nare Karapetyan 他
日本語で読む → - 論文ヒューマンアシスト/ナビゲーション機械学習
人間から文脈的に有用な情報を要求する学習フレームワーク
エージェントが人間アシスタントに文脈に応じた豊富な情報を要求・解釈できる対話型フレームワークを提案し、未知環境でのナビゲーション成功率を最大7倍改善した。
原題: A Framework for Learning to Request Rich and Contextually Useful Information from Humans ／ Khanh Nguyen, Yonatan Bisk, Hal Daumé
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
未知の動的環境におけるソフト制約付き時間論理を用いたオンライン動作計画
時間制約付きタスクをMITLで記述し、安全制約をハード・タスクをソフトとして緩和した時間付き積オートマトンを構築、リセッディングホライズン制御で未知動的環境でのオンライン動作計画を実現した。
原題: Online Motion Planning with Soft Metric Interval Temporal Logic in Unknown Dynamic Environment ／ Zhiliang Li, Mingyu Cai, Shaoping Xiao 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント経路計画ロボティクス
ドローンとトラックの道路網上における協調マルチエージェント経路計画
ドローンがトラックを一時的な移動手段として利用する協調経路計画を、トラックとドローンの2段階に分けて解くフレームワークを提案し、マンハッタン道路網の大規模シミュレーションで移動距離を50%以上削減した。
原題: Coordinated Multi-Agent Pathfinding for Drones and Trucks over Road Networks ／ Shushman Choudhury, Kiril Solovey, Mykel Kochenderfer 他
日本語で読む → - 論文ネットワーク評価ロボティクス
屋内環境における移動ロボットの双方向Wi-Fi通信性能の実証分析
ROSを用いた移動ロボットのWi-Fi通信性能を計測する枠組みを提案し、屋内で映像・LiDARデータ送信と操作指令受信の双方向性能を2.4GHz/5GHz帯で実験評価した。
原題: Empirical Analysis of Bi-directional Wi-Fi Network Performance on Mobile Robots in Indoor Environments ／ Pranav Pandey, Ramviyas Parasuraman
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TAMPロボティクス
後退ホライズンとヒューリスティクスを組み合わせた論理幾何プログラミングによるタスク・モーション計画
幾何ヒューリスティクスと後退ホライズン形式を組み合わせたTAMPアルゴリズムRHH-LGPを提案し、多数物体との長期的操作タスクの計画時間を桁単位で短縮した。
原題: RHH-LGP: Receding Horizon And Heuristics-Based Logic-Geometric Programming For Task And Motion Planning ／ Cornelius V. Braun, Joaquim Ortiz-Haro, Marc Toussaint 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
能動グラフSLAMにおける最適性基準と連結性指標の一般的関係
SE(n)上の能動グラフSLAMにおいて、フィッシャー情報行列とポーズグラフのラプラシアン行列の関係を導き、グラフ連結性指標を最適性保証付きの効用関数として使えることを示した論文。
原題: A General Relationship between Optimality Criteria and Connectivity Indices for Active Graph-SLAM ／ Julio A. Placed, José A. Castellanos
日本語で読む → - 論文運動予測ロボティクス
マルチステップ四 rotor 運動予測のための時間畳み込み
時間畳み込みネットワーク(TCN)をseq2seq的に用い、将来の制御入力を統合して四 rotor の多段階運動予測を1回の順伝播で行うEnd2End-TCNを提案し、屋内飛行データで誤差を55%削減した。
原題: Temporal Convolutions for Multi-Step Quadrotor Motion Prediction ／ Samuel Looper, Steven L. Waslander
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
Sim2Air：UAV監視向け合成航空画像データセット
Blenderでテクスチャをランダム化した合成航空画像データセットを生成し、実画像でのUAV検出精度を向上させた研究。
原題: Sim2Air - Synthetic aerial dataset for UAV monitoring ／ Antonella Barisic, Frano Petric, Stjepan Bogdan
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
確率的グラフィカルモデルによるStructure-and-Motion問題の解法
カメラ姿勢と3D特徴点をガウス確率変数としてモデル化し、シグマ点パラメータ化とルーピーベリーフプロパゲーションでStructure-and-Motion問題を解く手法を提案した論文。
原題: A Probabilistic Graphical Model Approach to the Structure-and-Motion Problem ／ Simon Streicher, Willie Brink, Johan du Preez
日本語で読む → - 論文異常検知ロボティクス
異常を危険候補として検知する：データセットとベンチマーク
移動ロボットの視覚データから過去経験と異なる異常パターンを検出し危険回避に繋げるため、20万フレーム超の3つの新規画像データセットを構築し、マルチスケールのオートエンコーダによる異常検知性能を評価した。
原題: Sensing Anomalies as Potential Hazards: Datasets and Benchmarks ／ Dario Mantegazza, Carlos Redondo, Fran Espada 他
日本語で読む → - 論文手術ロボットロボティクス
ロボット手術のための中耳・副鼻腔の幾何学的アトラス
内視鏡ロボット手術の設計・最適化のため、複数患者のスキャンから中耳と副鼻腔の作業空間の平均サイズを幾何学的に定義した。
原題: Geometric Atlas of the Middle Ear and Paranasal Sinuses for Robotic Applications ／ Guillaume Michel, Durgesh Salunkhe, Philippe Bordure 他
日本語で読む → - 論文自動運転計画ロボティクス
モデル検査を用いた近リアルタイム追い越し計画のシミュレーション
Spinモデル検査器とUnity上の3Dシミュレーションのセンサ情報を組み合わせ、直線田舎道での連続追い越し計画を近リアルタイムで生成する手法を提案した論文。
原題: Simulation and Model Checking for Close to Realtime Overtaking Planning ／ Daumantas Pagojus, Alice Miller, Bernd Porr 他
日本語で読む → - 論文アフォーダンスロボティクス
操作関係グラフ構築による関係指向アフォーダンス学習
シーン内の物体間の操作関係を表すManipulation Relationship Graphを提案し、それを画像から構築するAR-Netを開発した。関係認識と操作タスクでベースラインを上回る性能を示した。
原題: Relationship Oriented Affordance Learning through Manipulation Graph Construction ／ Chao Tang, Jingwen Yu, Weinan Chen 他
日本語で読む → - 論文外骨格ロボティクス
単関節・二関節外骨格の歩行時における多基準シミュレーション比較
筋骨格モデルとパレート最適化を用い、荷重あり・なしの歩行で単関節・二関節外骨格の消費エネルギーと代謝コストを多基準比較した研究。
原題: Simulation-based multi-criteria comparison of mono-articular and bi-articular exoskeletons during walking with and without load ／ Ali KhalilianMotamed Bonab, Volkan Patoglu
日本語で読む → - 論文人間ロボット協調ロボティクス
信頼を活用した人間とロボットの異種チームにおけるタスク割り当て
人間とロボットのチームで双方向の信頼モデルを用い、予測信頼と期待報酬に基づいてタスクを割り当てる手法を論じたレビュー・提案論文。
原題: Using Trust for Heterogeneous Human-Robot Team Task Allocation ／ Arsha Ali, Hebert Azevedo-Sa, Dawn M. Tilbury 他
日本語で読む → - 論文安全ナビゲーションロボティクス
時変外乱下での安全なリアルタイム再計画のための適応的安全マージン推定
オフラインのモンテカルロ計算で外乱レベル別の安全マージンライブラリを構築し、実行時に現在の外乱レベルを推定して最適なマージンを選択することで、安全性を保ちつつ最悪ケースの静的マージンより最大1.5倍速く飛行できる適応的手法を提案した。
原題: Adaptive Safety Margin Estimation for Safe Real-Time Replanning under Time-Varying Disturbance ／ Cherie Ho, Jay Patrikar, Rogerio Bonatti 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
熱駆動ソフト平面ロボットアームの軌道最適化
形状記憶合金ワイヤで駆動するソフトロボットアームの力学モデルを構築し、実験データで校正した上で直接配点法による軌道最適化を実現した論文。
原題: Trajectory Optimization for Thermally-Actuated Soft Planar Robot Limbs ／ Anthony Wertz, Andrew P. Sabelhaus, Carmel Majidi
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習ロボティクス
階層型計画と強化学習によるマルチレーン自動走行
行動決定・経路計画・制御の階層に状態行動空間の抽象化を組み込み、強化学習で複数車線の自動走行を実現し、シミュレーション間のモデル転移も示した論文。
原題: Multi-lane Cruising Using Hierarchical Planning and Reinforcement Learning ／ Kasra Rezaee, Peyman Yadmellat, Masoud S. Nosrati 他
日本語で読む → - 論文制御理論機械学習
学習ベース制御のための神経収縮計量の理論的概観：安定性保証付き
学習ベース制御の安定性を保証するため、最適収縮計量をニューラルネットでモデル化するNCMの理論を概説し、外乱下でも目標軌道との誤差が指数的に減少することを示した。
原題: A Theoretical Overview of Neural Contraction Metrics for Learning-based Control with Guaranteed Stability ／ Hiroyasu Tsukamoto, Soon-Jo Chung, Jean-Jacques Slotine 他
日本語で読む → - 論文報酬学習ロボティクス
スケールフィードバックによる報酬関数の学習
ユーザーがスライダーで好みの度合いを伝える「スケールフィードバック」を提案し、その確率モデルに基づくロボットの報酬学習手法を開発した。シミュレーションと2件のユーザー研究で有効性を示した。
原題: Learning Reward Functions from Scale Feedback ／ Nils Wilde, Erdem Bıyık, Dorsa Sadigh 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
物体動態下の自己位置推定のための意味理解ネットワークSeanNet
視覚と意味情報を組み合わせたSeanNetで物体配置が変化する屋内環境でも頑健に自己位置推定でき、ナビゲーション成功率も向上した。
原題: SeanNet: Semantic Understanding Network for Localization Under Object Dynamics ／ Xiao Li, Yidong Du, Zhen Zeng 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
SLAMのための部分階層ポーズグラフ最適化
ポーズグラフの階層を高速に構築する増分手法を提案し、部分的な階層最適化により品質を保ちつつ約10倍の高速化を実現した。
原題: Partial Hierarchical Pose Graph Optimization for SLAM ／ Alexander Korovko, Dmitry Robustov
日本語で読む → - 論文言語接地画像認識
TEACh: 対話しながら家事タスクを遂行する身体性エージェントのデータセット
家庭内タスクを人間同士の対話で協力して遂行する3000以上の対話データセットTEAChを構築し、対話理解・言語接地・タスク実行のベンチマークを提案した論文。
原題: TEACh: Task-driven Embodied Agents that Chat ／ Aishwarya Padmakumar, Jesse Thomason, Ayush Shrivastava 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
把持最適化による高速慣性搬送のための動作計画
エンドエフェクタの加速度制約を組み込んだ時間最適化動作計画により、開いた容器の中身をこぼさずに高速搬送を実現した。
原題: GOMP-FIT: Grasp-Optimized Motion Planning for Fast Inertial Transport ／ Jeffrey Ichnowski, Yahav Avigal, Yi Liu 他
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