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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: 2021/9/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集

• 論文自動運転/強化学習ロボティクス2021/9/1

  Carl-Lead: 対照的深層強化学習によるLiDARベースのエンドツーエンド自動運転

  LiDAR入力を用いたエンドツーエンド強化学習運転ポリシーを、教師なし対照表現学習を補助タスクとしてサンプル効率を高めて学習し、不規則交差点での安全性・効率・汎化性能を向上させた研究。

  原題: Carl-Lead: Lidar-based End-to-End Autonomous Driving with Contrastive Deep Reinforcement Learning ／ Peide Cai, Sukai Wang, Hengli Wang 他

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• 論文UAV着陸機械学習2021/9/1

  深層学習を用いた衝突回避を伴うビジョンベース自律UAV着陸

  複数UAVが通信なしで同時着陸する際の衝突を避けるため、深層学習による視覚ベースの自律着陸手法を実現した論文。

  原題: Autonomous Vision-based UAV Landing with Collision Avoidance using Deep Learning ／ Tianpei Liao, Amal Haridevan, Yibo Liu 他

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• 論文視覚オドメトリ画像認識2021/9/1

  MotionHint：運動制約を考慮した自己教師あり単眼視覚オドメトリ

  カメラの次フレーム姿勢と不確実性を予測するニューラルネットPPnetを導入し、運動損失を加えることで既存の自己教師あり単眼視覚オドメトリの局所解問題を緩和し、KITTIで最大28.73%のATE改善を達成した。

  原題: MotionHint: Self-Supervised Monocular Visual Odometry with Motion Constraints ／ Cong Wang, Yu-Ping Wang, Dinesh Manocha

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• 論文農業ロボティクス/SLAMロボティクス2021/9/1

  ROW-SLAM：トウモロコシ群落内のセマンティックSLAM

  トウモロコシ群落内での除草ロボット向けに、側面カメラで茎を検出し前後カメラで自己位置推定を行うマルチカメラ構成のセマンティックSLAMを提案し、生育期を通じた圃場試験で有効性を示した。

  原題: ROW-SLAM: Under-Canopy Cornfield Semantic SLAM ／ Jiacheng Yuan, Jungseok Hong, Junaed Sattar 他

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• 論文移動ロボット/物体追従ロボティクス2021/9/1

  色付き物体追従と障害物回避を備えた低コスト移動ロボットの知的動作計画

  人が持つ特定色の物体をロボットビジョンと深層学習で検出し、線形・角速度をANNで予測してPI制御で追従させつつ障害物を回避する低コスト移動ロボットシステムを提案した。

  原題: Intelligent Motion Planning for a Cost-effective Object Follower Mobile Robotic System with Obstacle Avoidance ／ Sai Nikhil Gona, Prithvi Raj Bandhakavi

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• 論文モバイルマニピュレーションロボティクス2021/9/1

  Stretch：屋内人間環境向けの小型軽量モバイルマニピュレータの設計

  小型・軽量・低コストながら多様なタスクをこなせる移動マニピュレータを設計し、人間工学と安定性モデルで妥当性を示すとともに、実家庭での遠隔操作・自律制御実験で有効性を実証した。

  原題: The Design of Stretch: A Compact, Lightweight Mobile Manipulator for Indoor Human Environments ／ Charles C. Kemp, Aaron Edsinger, Henry M. Clever 他

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• 論文マルチエージェント追従ロボティクス2021/9/1

  深層強化学習とポテンシャル場による2Dレーザスキャンを用いた社会的配慮型マルチエージェント追従

  複数ロボットが2Dレーザスキャンのみを用い、強化学習で局所的な衝突回避を、ポテンシャル場で編隊制御と目標割当を行い、歩行者環境で社会的に配慮しながら対象を追従する手法を提案した。

  原題: Socially-Aware Multi-Agent Following with 2D Laser Scans via Deep Reinforcement Learning and Potential Field ／ Yuxiang Cui, Xiaolong Huang, Yue Wang 他

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• 論文自動運転/模倣学習ロボティクス2021/9/1

  対話型自動運転のための反復的模倣方策改善

  実都市交通のデータから弱いシミュレータを構築し、A*プランナを疑似エキスパートとしてデータ集約を反復することで、自動運転の模倣学習方策を改善する手法を提案した。

  原題: Iterative Imitation Policy Improvement for Interactive Autonomous Driving ／ Zhao-Heng Yin, Chenran Li, Liting Sun 他

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• 論文移動ロボット/省エネ制御ロボティクス2021/9/1

  環境複雑度と計算負荷の実行時監視による移動ロボットの省エネ制御

  イベントカメラ搭載移動ロボットにおいて、CPUの電圧・周波数とモータ電圧を環境の複雑さに応じて協調制御し、実行時の山登り最適化で消費エネルギーを最大50%削減する手法を提案した。

  原題: Energy-Efficient Mobile Robot Control via Run-time Monitoring of Environmental Complexity and Computing Workload ／ Sherif A. S. Mohamed, Mohammad-Hashem Haghbayan, Antonio Miele 他

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• 論文追跡逃避ゲームロボティクス2021/9/1

  空中ロボットによる地上侵入者からの境界防衛：理論と実践

  半球面上を移動する空中防衛ロボットが地上侵入者を捕獲する境界防衛ゲームの理論を、実際の駆動・センシングモデルを持つロボットに適用し、一次近似の仮定を緩和した際の性能差をGazeboシミュレーションで評価した。

  原題: Defending a Perimeter from a Ground Intruder Using an Aerial Defender: Theory and Practice ／ Elijah S. Lee, Daigo Shishika, Giuseppe Loianno 他

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• 論文HRIロボティクス2021/9/1

  共同主導型監督自律による人間とロボットの協調フレームワーク

  ロボットが自己信頼度を測りながら必要な時だけ人間に助けを求め、人間も状況認識に基づいて介入できる共同主導のHRIフレームワークを提案し、SLAMとパズル再構築で有効性を示した論文。

  原題: Human-Robot Interaction via a Joint-Initiative Supervised Autonomy (JISA) Framework ／ Abbas Sidaoui, Naseem Daher, Daniel Asmar

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• 論文制御/MPCロボティクス2021/9/1

  事前マップ軌道上の自律レーシングカーのための大域最適化経路を用いた局所NMPC

  車両の動的モデルとトラック境界を考慮して最適なレーシングラインを計算し、それを参照として、レースラインに沿った進行、対戦車両との衝突回避、ドラフティングによる進行向上などの複数の局所目的を考慮した局所非線形モデル予測制御器（NMPC）を提案した。

  原題: Local NMPC on Global Optimised Path for Autonomous Racing ／ Dvij Kalaria, Parv Maheshwari, Animesh Jha 他

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• 論文SLAMロボティクス2021/9/1

  R3LIVE: 堅牢・リアルタイム・RGBカラー対応のLiDAR-慣性-視覚密結合状態推定・地図構築パッケージ

  LiDAR・慣性・視覚センサを密結合し、LIOで幾何構造を、VIOで色情報を構築することで、堅牢かつ高精度な状態推定とRGBカラー3D地図生成を実現したSLAMシステム。

  原題: R3LIVE: A Robust, Real-time, RGB-colored, LiDAR-Inertial-Visual tightly-coupled state Estimation and mapping package ／ Jiarong Lin, Fu Zhang

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• 論文強化学習/FPGAロボティクス2021/9/1

  二値化Pネットワーク：FPGA上の生画像からのロボット制御を深層強化学習で実現

  FPGA上で動く画像入力ロボット制御のため、二値化畳み込みニューラルネットと保守的価値反復を組み合わせた強化学習アルゴリズムBPNを提案し、視覚追従タスクで有効性を示した。

  原題: Binarized P-Network: Deep Reinforcement Learning of Robot Control from Raw Images on FPGA ／ Yuki Kadokawa, Yoshihisa Tsurumine, Takamitsu Matsubara

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• 論文物理シミュレーションロボティクス2021/9/1

  変分積分器を用いた最大座標系における線形時間の接触・摩擦ダイナミクス

  最大座標系で接触を伴う剛体ダイナミクスを内点法で数値的に安定に解き、変分積分器で制約ドリフトを防ぐ手法を提案。接触点数と物体数に対して線形時間計算量を理論・実装で示した。

  原題: Linear-Time Contact and Friction Dynamics in Maximal Coordinates using Variational Integrators ／ Jan Brüdigam, Jana Janeva, Stefan Sosnowski 他

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• 論文自己位置推定ロボティクス2021/9/1

  ROSを用いた移動ロボット向け自己位置推定システムの研究と設計

  エンコーダ・デジタルコンパス・レーザスキャナのデータを拡張カルマンフィルタで融合し、屋内環境で高精度かつ安定な位置・姿勢推定を実現するROSベースのシステムを開発した。

  原題: A study and design of localization system for mobile robot based on ROS ／ Anh-Tu Nguyen, Cong-Thanh Vu

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• 論文点群予測ロボティクス2021/9/1

  対話的シナリオにおける逐次点群予測のサーベイ

  自動運転向けに点群系列を予測する研究を整理したサーベイ。時空間特徴抽出やシーンフロー推定・位置予測の手法と課題を概観する。

  原題: Sequential Point Cloud Prediction in Interactive Scenarios: A Survey ／ Haowen Wang, Zirui Li, Jianwei Gong

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• 論文経路計画ロボティクス2021/9/1

  RRTを用いた自律型水中ロボットマニピュレータの経路計画

  水中ロボットマニピュレータの経路計画のため、RRTと運動学モデルを統合したRRTAUVMSアルゴリズムを提案し、従来のRRTより効率を改善した。

  原題: Autonomous Underwater Vehicle-Manipulator Systems Path Planning with RRTAUVMS Algorithm ／ Xiaoxu Cao, Linyi Gu, JunChen Mu 他

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• 論文視覚的タスク計画ロボティクス2021/9/1

  視覚的タスク計画における再構成ベースと対照学習ベースのモデル比較

  画像からの状態表現学習において、再構成損失と対照損失を比較し、タスク事前知識を活用する対照学習モデルが視覚的タスク計画で優れることを示した研究。

  原題: Comparing Reconstruction- and Contrastive-based Models for Visual Task Planning ／ Constantinos Chamzas, Martina Lippi, Michael C. Welle 他

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• 論文自己教師あり学習ロボティクス2021/9/1

  果実異常の信頼性高いロボット監視のための自己教師あり表現学習

  色の不規則性に着目した新しいデータ拡張「チャネルランダム化」を提案し、果実の異常を高精度に検出する自己教師あり学習手法を開発した。

  原題: Self-supervised Representation Learning for Reliable Robotic Monitoring of Fruit Anomalies ／ Taeyeong Choi, Owen Would, Adrian Salazar-Gomez 他

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• 論文群制御ロボティクス2021/9/1

  会合・統合・任務：通信制限下の大規模マルチロボット探索フレームワーク

  通信帯域と距離が制限された環境で、軽量な環境表現と任務ベースの情報共有により複数ロボットの協調探索を効率化するフレームワークを提案し、UGV・UAVで実証した。

  原題: Meeting-Merging-Mission: A Multi-robot Coordinate Framework for Large-Scale Communication-Limited Exploration ／ Yuman Gao, Yingjian Wang, Xingguang Zhong 他

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• 論文制約推定ロボティクス2021/9/1

  連続力学系を離散化する最尤制約推定

  連続的なダイナミクスを表形式の状態行動空間に離散化し、与えられた目的関数の下で観測された実演から未モデル化の制約を最尤推定できるようにした手法を提案する。

  原題: Discretizing Dynamics for Maximum Likelihood Constraint Inference ／ Kaylene C. Stocking, David L. McPherson, Robert P. Matthew 他

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• 論文軌道予測ロボティクス2021/9/1

  時空間畳み込みネットワークを用いた操縦意図ベースの自動運転車軌道予測

  高速道路での車両間の過去の相互作用から将来の操縦意図を推定し、時空間畳み込みネットワークで5秒先までの軌道を予測するデータ駆動手法を提案した。

  原題: Maneuver-based Trajectory Prediction for Self-driving Cars Using Spatio-temporal Convolutional Networks ／ Benedikt Mersch, Thomas Höllen, Kun Zhao 他

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• 論文把持・操作ロボティクス2021/9/1

  視触覚融合をカーネル化シナジーに統合した非剛体物体のロバスト把持と巧みな操作

  視覚と触覚の情報をカーネル化シナジーフレームワークに組み込み、未知の非剛体物体を安定に把持し巧みに操作できるロボットハンドシステムを実現した。

  原題: Fusing Visuo-Tactile Perception into Kernelized Synergies for Robust Grasping and Fine Manipulation of Non-rigid Objects ／ Sunny Katyara, Nikhil Deshpande, Fanny Ficuciello 他

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• 論文経路計画ロボティクス2021/9/1

  VORRT-COLREGs: 速度障害物とRRTを組み合わせた海上衝突予防規則準拠の自律航行船経路計画手法

  速度障害物法とRRTを統合し、海上衝突予防規則(COLREGs)を守りながら自律航行船の安全な経路を生成するハイブリッドプランナを提案し、様々な衝突シナリオで有効性を示した。

  原題: VORRT-COLREGs: A Hybrid Velocity Obstacles and RRT Based COLREGs-Compliant Path Planner for Autonomous Surface Vessels ／ Rahul Dubey, Sushil J Louis

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• 論文マルチエージェント強化学習機械学習2021/9/1

  マルチエージェント協調リカレント方策最適化

  エージェント間の情報共有を改善するため、批評家ネットワークにリカレント層を導入しメタ軌跡で学習する新手法と、他エージェントの報酬・価値関数を取り入れた新たなアドバンテージ関数を提案したマルチエージェント強化学習の論文。

  原題: MACRPO: Multi-Agent Cooperative Recurrent Policy Optimization ／ Eshagh Kargar, Ville Kyrki

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• 論文模倣学習ロボティクス2021/9/1

  暗黙的モデルによる行動クローニング

  エネルギー-basedモデルを用いた暗黙的行動クローニングが、明示的モデルより優れることを示し、D4RLや実機の接触タスクで有効性を実証した論文。

  原題: Implicit Behavioral Cloning ／ Pete Florence, Corey Lynch, Andy Zeng 他

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• 論文オフラインRL機械学習2021/9/1

  マルチタスクオフライン強化学習のための保守的データ共有

  複数タスクのオフラインデータを混ぜると分布シフトが悪化する問題に対し、タスク毎の改善度に基づいてデータを振り分ける保守的データ共有(CDS)を提案し、移動・ナビゲーション・視覚マニピュレーションで有効性を示した論文。

  原題: Conservative Data Sharing for Multi-Task Offline Reinforcement Learning ／ Tianhe Yu, Aviral Kumar, Yevgen Chebotar 他

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• 論文画像復元ロボティクス2021/9/1

  ロボット支援低侵襲手術のための術野復元

  低侵襲手術の映像に含まれるノイズ・ブレ・未補正の色情報を、単一の前処理段階でクリーンで鮮明な標準RGB画像へ復元する手法を提案した論文。

  原題: Surgery Scene Restoration for Robot Assisted Minimally Invasive Surgery ／ Shahnewaz Ali, Yaqub Jonmohamadi, Ross Crawford 他

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• 論文軌道生成math.OC2021/9/1

  微分動的計画法に基づく多項式軌道生成フレームワークDIRECT

  多項式軌道生成を状態空間表現で有限ホライズン最適制御問題に変換し、内点法DDPで制約付き軌道を効率的に生成するフレームワークを提案した。

  原題: DIRECT: A Differential Dynamic Programming Based Framework for Trajectory Generation ／ Kun Cao, Muqing Cao, Shenghai Yuan 他

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