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 →- 論文歩行ロボティクス
例示なしでリアルな脚式移動を学習する適応的アプローチ
バネ付き倒立振子モデルを参照に強化学習を導くことで、モーションキャプチャや形態制約なしに二足・四足ロボットの自然で省エネな歩容を学習する汎用手法を提案。
原題: An Adaptable Approach to Learn Realistic Legged Locomotion without Examples ／ Daniel Ordonez-Apraez, Antonio Agudo, Francesc Moreno-Noguer 他
日本語で読む → - 論文点群位置合わせ画像認識
DANIEL: 高い外れ値率に対応する高速でロバストな点群位置合わせのためのコンセンサス最大化手法
剛性制約と階層的な要素単位の整合性検査を組み合わせた二層サンプリングにより、外れ値が多い点群位置合わせを高速かつロバストに行うRANSAC型手法を提案した。
原題: DANIEL: A Fast and Robust Consensus Maximization Method for Point Cloud Registration with High Outlier Ratios ／ Lei Sun
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
過大評価バイアス制御の自動化による強化学習の効率化
強化学習における過大評価バイアス制御のハイパーパラメータをデータ駆動で自動選択する手法を提案し、3つのアルゴリズムで有効性を示した。
原題: Automating Control of Overestimation Bias for Reinforcement Learning ／ Arsenii Kuznetsov, Alexander Grishin, Artem Tsypin 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
屋外環境における高精度でロバストな3D二次曲面ランドマーク構築を用いた物体指向SLAM
ステレオ視SLAMにおいて、二次曲面パラメータの分離に基づく初期化と十分なデータ関連付け・最適化により、観測ノイズに強く屋外でも高精度な物体姿勢推定を実現した。
原題: Accurate and Robust Object-oriented SLAM with 3D Quadric Landmark Construction in Outdoor Environment ／ Rui Tian, Yunzhou Zhang, Yonghui Feng 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
3Dプリント空気圧駆動バイステーブルバルブの設計と特性評価
軟質材料の3Dプリントで作る双安定空気圧バルブを提案し、材料剛性の変更で動作臨界圧力を調整できることを理論と実験で示した。
原題: Design and Characterization of a 3D-printed Pneumatically-driven Bistable Valve with Tunable Characteristics ／ Sihan Wang, Liang He, Perla Maiolino
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
少ない教師データで把持を学習する最尤把持サンプリング損失
画像あたりの把持ラベルが少ないデータでも学習できるよう、把持分布からの確率的サンプリングを仮定した最尤損失を提案し、従来の8倍少ないラベルで90.7%の把持成功率を達成した。
原題: Learn to Grasp with Less Supervision: A Data-Efficient Maximum Likelihood Grasp Sampling Loss ／ Xinghao Zhu, Yefan Zhou, Yongxiang Fan 他
日本語で読む → - 論文物体永続性ロボティクス
エージェントの行動と推論による物体永続性の向上
ロボットが実行した操作行動の知識を利用して、見えなくなった物体の隠れた位置を推論し、物体永続性の性能を改善する手法を提案した論文。
原題: Improving Object Permanence using Agent Actions and Reasoning ／ Ying Siu Liang, Chen Zhang, Dongkyu Choi 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
Stanford Pupper：研究ベンチマークと教育のための低コスト敏捷四足歩行ロボット
2000ドル以下・8時間以内で自作できるオープンソース四足歩行ロボットを開発し、高速走行と不整地対応の2つのベンチマークとリーダーボードを提案した論文。
原題: Stanford Pupper: A Low-Cost Agile Quadruped Robot for Benchmarking and Education ／ Nathan Kau
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
パラメータ化行動プリミティブによるロボット強化学習の加速
ロボットの行動をパラメータ付きプリミティブのライブラリとして手動設計し、RLポリシーがその引数を学習することで、連続行動空間での探索を効率化し学習効率と性能を向上させた研究。
原題: Accelerating Robotic Reinforcement Learning via Parameterized Action Primitives ／ Murtaza Dalal, Deepak Pathak, Ruslan Salakhutdinov
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
生涯SLAMのための幾何学的基準に基づくグラフ枝刈り
長期運用SLAMで肥大化するグラフを、頂点の幾何学的配置に基づいて効率的に枝刈りし、誤ループ閉じ込みに頑健な周辺化手法と組み合わせて高速・高精度を両立させた。
原題: Geometry-based Graph Pruning for Lifelong SLAM ／ Gerhard Kurz, Matthias Holoch, Peter Biber
日本語で読む → - 論文経路計画/強化学習ロボティクス
移動ロボットとUAVのための機械学習を用いた経路計画・ナビゲーション・制御アルゴリズム
強化学習とリアクティブナビゲーションを組み合わせ、未知の静的・動的環境で移動ロボットやUAVが衝突を避けつつ最適経路を計画・制御する手法を提案し、シミュレーションで検証した。
原題: AI based Algorithms of Path Planning, Navigation and Control for Mobile Ground Robots and UAVs ／ Jian Zhang
日本語で読む → - 論文変形物体操作ロボティクス
キーポイント検出と階層型行動計画による環境制約下での双腕ロボットによる変形可能線状物体の形状操作
キーポイント検出ネットワークで変形可能線状物体を運動学的マルチボディ系としてモデル化し、双腕ロボットが階層型行動計画で目標形状へと操作する手法を提案した。
原題: Keypoint-Based Bimanual Shaping of Deformable Linear Objects under Environmental Constraints using Hierarchical Action Planning ／ Shengzeng Huo, Anqing Duan, Chengxi Li 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
符号付き距離場の汎関数としてモデルを学習する操作計画
物体を符号付き距離場(SDF)で表現し、その汎関数として運動学・動学モデルを学習することで、フックへのマグカップ掛けや物体押し動作を統一的な最適化ベース計画で実現した研究。
原題: Learning Models as Functionals of Signed-Distance Fields for Manipulation Planning ／ Danny Driess, Jung-Su Ha, Marc Toussaint 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
Dex-NeRF：透明物体を把持するためのニューラル放射場の活用
NeRFを用いて透明物体の形状を推定し、Dex-Net把持計画と組み合わせることで、透明物体のロバストな把持を実現した研究。
原題: Dex-NeRF: Using a Neural Radiance Field to Grasp Transparent Objects ／ Jeffrey Ichnowski, Yahav Avigal, Justin Kerr 他
日本語で読む → - 論文自動運転テストロボティクス
自動運転システムのテストのための組み合わせ生成と最適化ツールComOpT
自動運転の計画・制御を対象に、k-way組み合わせ網羅と制約を考慮した抽象シナリオ生成から具体シナリオ化・KPI評価・局所変異までを行うオープンソーステストツールを開発し、Apollo 6で多様な問題を発見した。
原題: ComOpT: Combination and Optimization for Testing Autonomous Driving Systems ／ Changwen Li, Chih-Hong Cheng, Tiantian Sun 他
日本語で読む → - 論文最適化・計画ロボティクス
ReDUCE: 教師なしクラスタリングデータを用いた混合整数計画の再定式化による効率的戦略学習
小中規模データの構造を活用し混合整数計画問題を再定式化するReDUCEを提案し、ロボットアームの本棚整理問題で数秒での求解を実現した。
原題: ReDUCE: Reformulation of Mixed Integer Programs using Data from Unsupervised Clusters for Learning Efficient Strategies ／ Xuan Lin, Gabriel I. Fernandez, Dennis W. Hong
日本語で読む → - 論文自動運転/模倣学習ロボティクス
運転しないための学習：実演から運転制約を学ぶ
人間の運転軌跡から、既存の自動運転システムに追加できる形で運動計画の制約を学習する手法を提案。計画問題を制約付きMDPとして定式化し、専門家軌跡の分布学習により制約を獲得する。
原題: How To Not Drive: Learning Driving Constraints from Demonstration ／ Kasra Rezaee, Peyman Yadmellat
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
自律探査開発環境と計画アルゴリズム
自律ナビゲーションシステム開発のためのオープンソース環境と、探査用TARE・経路計画用FARの2つの高レベルプランナを公開し、DARPA地下チャレンジでの統合事例を紹介した論文。
原題: Autonomous Exploration Development Environment and the Planning Algorithms ／ Chao Cao, Hongbiao Zhu, Fan Yang 他
日本語で読む → - 論文軌跡予測ロボティクス
自動運転における深層学習ベースの車両軌跡予測に関するサーベイ
深層学習を用いた周辺車両の軌跡予測手法を表現・モデリング・学習の観点から分類・整理し、TNT軌跡予測の実装を公開したサーベイ論文。
原題: A Survey on Deep-Learning Approaches for Vehicle Trajectory Prediction in Autonomous Driving ／ Jianbang Liu, Xinyu Mao, Yuqi Fang 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
重要度が不均一な領域を最適にカバーする経路計画
火山地域のような重要度が場所ごとに異なる領域をUAVで効率的に観測するため、総カバー面積と重要度スコアを最大化しつつ再訪を抑える経路を逐次二次計画法で最適化した研究。
原題: Path Planning for Optimal Coverage of Areas with Nonuniform Importance ／ Gregory Snyder, Sachin Shriwastav, Dylan Morrison-Fogel 他
日本語で読む → - 論文物体検出ロボティクス
UAV救助のためのCNNによる人検出
DIYクアッドコプターにRaspberry Piとカメラを搭載し、SSDモデルで上空から被災者を検出する手法を提案・実験した。
原題: CNN-based Human Detection for UAVs in Search and Rescue ／ Nikite Mesvan
日本語で読む → - 論文リハビリ外骨格ロボティクス
脳卒中片麻痺者の回外を支援するスパイラルケーブル式前腕外骨格の設計
脳卒中片麻痺者の回外動作を支援するため、前腕に装着するケーブル駆動の受動型外骨格を開発し、健常者5名と慢性期脳卒中者1名で予備評価を行った。
原題: Design of Spiral-Cable Forearm Exoskeleton to Assist Supination for Hemiparetic Stroke Subjects ／ Ava Chen, Lauren Winterbottom, Katherine O'Reilly 他
日本語で読む → - 論文VLA機械学習
ProTo: プログラム誘導型タスクのためのプログラム誘導トランスフォーマー
プログラムの意味的・構造的情報をクロスアテンションとマスク付き自己アテンションで統合し、知覚・推論・意思決定を統一的に学習するトランスフォーマーProToを提案。視覚推論と2D Minecraftのポリシー学習で従来手法を大幅に上回り、未見の複雑なプログラムへの汎化も示した。
原題: ProTo: Program-Guided Transformer for Program-Guided Tasks ／ Zelin Zhao, Karan Samel, Binghong Chen 他
日本語で読む → - 論文マルチオブジェクト追跡画像認識
深層学習アンサンブルによる無人航空機向けマルチオブジェクト追跡
移動カメラやズーム変化に強いDeepEKFとSiamese CNN外観スコアをMHTで統合し、UAS映像の物体追跡精度を向上させた研究。
原題: Multi-Object Tracking with Deep Learning Ensemble for Unmanned Aerial System Applications ／ Wanlin Xie, Jaime Ide, Daniel Izadi 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
確率的ロボットナビゲーションにおけるエンドツーエンドリスクの上下界
不確実性下の線形ガウス系ロボットの経路衝突確率を、確率論の不等式を用いて上下界で推定する高速手法を提案し、モンテカルロ法より速くBooleの上界より保守性が低いことを示した。
原題: Upper and Lower Bounds for End-to-End Risks in Stochastic Robot Navigation ／ Apurva Patil, Takashi Tanaka
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
深層学習ナビゲーション向け2Dグリッドマップ生成
ランダムな部屋と通路からなるダンジョン風2Dマップを生成するアルゴリズムを提案し、経路の存在や最適経路などの情報付きで1万枚のデータセットを公開した。
原題: 2D Grid Map Generation for Deep-Learning-based Navigation Approaches ／ Gabriel O. Flores-Aquino, Jheison Duvier Díaz Ortega, Ricardo Yahir Almazan Arvizu 他
日本語で読む → - 論文ロバスト制御ロボティクス
連続時間フィッティング価値反復によるロバスト方策の学習
非線形制御アフィン系の性質を利用して最適方策と最適外乱を解析的に導出し、状態・行動の離散化なしに価値反復で最適価値関数を解くcFVIとrFVIを提案。振り子と台車系で最適方策を得て、実機sim2real実験でロバスト性を実証した。
原題: Continuous-Time Fitted Value Iteration for Robust Policies ／ Michael Lutter, Boris Belousov, Shie Mannor 他
日本語で読む → - 論文ニューロシンボリックRLAI
一階論理によるニューロシンボリック強化学習
テキスト観測とConceptNetから一階論理の事実を抽出し、論理ニューラルネットワークで解釈可能な方策を学習する強化学習手法を提案。TextWorldで収束が大幅に高速化。
原題: Neuro-Symbolic Reinforcement Learning with First-Order Logic ／ Daiki Kimura, Masaki Ono, Subhajit Chaudhury 他
日本語で読む → - 論文VR遠隔操作ロボティクス
WareVR：倉庫棚卸し向け自律ロボット監視のVRインターフェース
倉庫の棚卸しを自律ロボット（UGVとUAV）で行うため、デジタルツインとUAV映像を組み合わせたVR監視・遠隔操作インターフェースを開発し、ユーザー研究で有効性を評価した。
原題: WareVR: Virtual Reality Interface for Supervision of Autonomous Robotic System Aimed at Warehouse Stocktaking ／ Ivan Kalinov, Daria Trinitatova, Dzmitry Tsetserukou
日本語で読む → - 論文連続体ロボットロボティクス
伸縮しない2セグメント連続体ロボットの逆運動学と器用作業空間の定式化
伸縮しないセグメントを持つ2セグメント連続体ロボットの逆運動学を、1変数の非線形方程式を解くだけで解ける効率的な手法を提案し、さらに姿勢限界や特異点による器用作業空間の境界を初めて定式化した。
原題: Inverse Kinematics and Dexterous Workspace Formulation for 2-Segment Continuum Robots with Inextensible Segments ／ Yifan Wang, Zhonghao Wu, Longfei Wang 他
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