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: 2021/9/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集

• 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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• 論文物理情報ニューラルネット/力学系モデリング機械学習2021/9/1

  物理情報を組み込んだニューラルネットワークによる力学系モデリング

  物理法則やロボット設計などの事前知識をネットワーク構造と制約に組み込み、軌道データから力学モデルを学習する枠組みを提案し、ロボット環境で大幅な精度向上を示した。

  原題: Neural Networks with Physics-Informed Architectures and Constraints for Dynamical Systems Modeling ／ Franck Djeumou, Cyrus Neary, Eric Goubault 他

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• 論文マニピュレーションロボティクス2021/9/1

  受動性ベースマニピュレータ制御における特異点回避のための制御バリア関数

  凸最適化に基づく制御則で、タスク空間PBCの特異点回避と受動性・実行可能性を同時に保証し、7自由度マニピュレータのシミュレーションで検証した。

  原題: Control Barrier Functions for Singularity Avoidance in Passivity-Based Manipulator Control ／ Vince Kurtz, Patrick M. Wensing, Hai Lin

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• 論文マニピュレーション機械学習2021/9/1

  系列条件付きトランスポータネットワークによるマルチタスク学習

  産業タスクを模した合成タスクのベンチマークMultiRavensを提案し、系列条件付けと重み付きサンプリングでGoal-Conditioned Transporter Networksを拡張して長期的マルチタスクを効率的に学習する手法を提案した。

  原題: Multi-Task Learning with Sequence-Conditioned Transporter Networks ／ Michael H. Lim, Andy Zeng, Brian Ichter 他

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• 論文自動運転予測ロボティクス2021/9/1

  自動運転のための自己教師あり行動空間予測

  加速度と操舵角の空間で将来軌道を予測するマルチモーダル手法を提案し、自己教師ありで環境文脈特徴も同時に予測するSSP-ASPを開発、実世界データで高精度を示した。

  原題: Self-Supervised Action-Space Prediction for Automated Driving ／ Faris Janjoš, Maxim Dolgov, J. Marius Zöllner

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• 論文軌道予測画像認識2021/9/1

  Grouptron: 群れを考慮した動的マルチスケールグラフ畳み込みネットワークによる密集群衆の軌道予測

  歩行者の群れを時空間クラスタリングで検出し、個人・群れ・シーン各レベルのグラフニューラルネットで動態を符号化して軌道を予測する手法を提案し、FDEを9.3%改善した。

  原題: Grouptron: Dynamic Multi-Scale Graph Convolutional Networks for Group-Aware Dense Crowd Trajectory Forecasting ／ Rui Zhou, Hongyu Zhou, Huidong Gao 他

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• 論文自動運転/運動計画ロボティクス2021/9/1

  混在交通におけるパレート最適な車線変更運動計画

  手動車と自動運転車が混在する交通で、快適性・効率・安全性を多目的最適化し、NSGA-IIでパレート最適な車線変更軌道を生成する手法を提案した論文。

  原題: Pareto-optimal lane-changing motion planning in mixed traffic ／ Yang Li, Linbo Li, Daiheng Ni

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• 論文状態推定ロボティクス2021/9/1

  自由エネルギー原理による風中飛行クアッドコプターの状態・入力推定

  脳科学の自由エネルギー原理に基づくDEMを用い、未知の風を受ける実機クアッドコプターの飛行実験で状態・入力推定の有効性を初めて実証した論文。

  原題: Free Energy Principle for State and Input Estimation of a Quadcopter Flying in Wind ／ Fred Bos, Ajith Anil Meera, Dennis Benders 他

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• 論文点群圧縮ロボティクス2021/9/1

  R-PCC: レンジ画像ベース点群圧縮のベースライン

  LiDAR点群をレンジ画像化して小領域に分割し、量子化モジュールで再構成誤差を制御しながら圧縮する手法を提案。下流タスクに影響せず30倍の圧縮率を達成。

  原題: R-PCC: A Baseline for Range Image-based Point Cloud Compression ／ Sukai Wang, Jianhao Jiao, Peide Cai 他

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• 論文カバレッジ計画ロボティクス2021/9/1

  非凸環境における旋回最小カバレッジ計画のための最適分割法

  屋内環境を軸平行な矩形帯に線形計画で最適分割し、旋回回数を最小化するカバレッジ経路を多項式時間で計画する手法を提案した。

  原題: Optimal Partitioning of Non-Convex Environments for Minimum Turn Coverage Planning ／ Megnath Ramesh, Frank Imeson, Baris Fidan 他

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• 論文バランス支援/協働ロボットロボティクス2021/9/1

  移動協働ロボットによる立ち姿勢バランス支援システム

  移動台車・ロボットアーム・アドミタンス型ハンドルを組み合わせ、高齢者や神経疾患患者の立位バランスを支援するシステムを開発し、2つのバランス回復戦略を12名の被験者実験で比較評価した。

  原題: Improving Standing Balance Performance through the Assistance of a Mobile Collaborative Robot ／ Francisco J. Ruiz-Ruiz, Alberto Giammarino, Marta Lorenzini 他

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• 論文社会的ロボティクスロボティクス2021/9/1

  機械のカメレオン：ソーシャルロボットの非言語行動が社会的影響に与える効果の評価

  ソーシャルロボットの表情・頭の動きなどの非言語行動が人の意思決定に与える影響を調べるため、対話者の顔動作にリアルタイムで反応するモジュール式システムを構築し、「静止」「自然な動き」「模倣（4秒遅延）」の3条件で比較するパイロット実験を行った。

  原題: Mechanical Chameleons: Evaluating the effects of a social robot's non-verbal behavior on social influence ／ Patrik Jonell, Anna Deichler, Ilaria Torre 他

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• 論文視覚ナビゲーションロボティクス2021/9/1

  密オプティカルフローの不確かさ推定による堅牢な視覚ナビゲーション

  密オプティカルフローの不確かさを完全に推定し、マハラノビス距離に基づく新たな8点アルゴリズムとポーズグラフ最適化を組み合わせることで、単眼SLAMのロバスト性と精度を向上させた論文。

  原題: Uncertainty Estimation of Dense Optical-Flow for Robust Visual Navigation ／ Yonhon Ng, Hongdong Li, Jonghyuk Kim

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• 論文物体ナビゲーションAI2021/9/1

  ランドマーク方針最適化による物体ナビゲーション

  物体目標ナビゲーションのため、ランドマークを活用した階層型手法を提案し、Habitatシミュレータで成功率0.75を達成、実環境でも検証した。

  原題: Landmark Policy Optimization for Object Navigation Task ／ Aleksey Staroverov, Aleksandr I. Panov

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• 論文ソフトアクチュエータHCI2021/9/1

  xBalloon：風船とプラスチックで作る動くオブジェクト

  風船とプラスチックという身近な材料だけで作れる安価で簡単な空気圧ソフトアクチュエータ「xBalloon」を提案し、曲げ動作の特性評価と様々な日用品の動的化、非専門家でも作れる使いやすさを検証した。

  原題: xBalloon: Animated Objects with Balloon Plastic Actuator ／ Haoran Xie, Takuma Torii, Aoshi Chiba 他

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• 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2021/9/1

  遠隔移動ロボットナビゲーションにおける操作者意図認識のベイズ的アプローチ

  遠隔操作ロボットのナビゲーション中に操作者が目指す目標をベイズ推定で認識する手法BOIRを提案し、複数の観測情報の融合と非同期の明示的意図伝達を組み合わせて精度と不確実性の面で既存手法を上回ることを示した。

  原題: A Bayesian-Based Approach to Human Operator Intent Recognition in Remote Mobile Robot Navigation ／ Dimitris Panagopoulos, Giannis Petousakis, Rustam Stolkin 他

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• 論文屋内ナビゲーションロボティクス2021/9/1

  スマートフォン慣性センサと地図マッチングによる屋内ナビゲーション

  スマホのIMUによる歩行者デッドレコニングに地図マッチングを組み合わせ、屋内での位置推定誤差を低減する手法を提案し実環境で検証した。

  原題: Indoor Navigation Algorithm Based on a Smartphone Inertial Measurement Unit and Map Matching ／ Taewon Kang, Younghoon Shin

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• 論文キャリブレーションロボティクス2021/9/1

  ステレオカメラ・熱カメラ・レーザセンサのターゲットレス外部キャリブレーション

  ステレオカメラ・熱カメラ・レーザセンサ間の外部パラメータを、専用ターゲットや人手なしで一度に推定するキャリブレーション手法を提案した論文。

  原題: Targetless Extrinsic Calibration of Stereo Cameras, Thermal Cameras, and Laser Sensors in the Wild ／ Taimeng Fu, Huai Yu, Wen Yang 他

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• 論文群制御ロボティクス2021/9/1

  大規模空間における時空間マルチドローン協調のためのロバスト軌道計画

  大規模空間で高速飛行する複数ドローン向けに、カプセル型安全制約と空き空間マップを用いたロバストな軌道最適化フレームワークを提案し、数百機規模の衝突回避軌道を数分で計算できることを示した。

  原題: Robust Trajectory Planning for Spatial-Temporal Multi-Drone Coordination in Large Scenes ／ Zhepei Wang, Chao Xu, Fei Gao

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• 論文遠隔操作ロボティクス2021/9/1

  遠隔操作運転のためのオープンソースソフトウェア

  自動運転車の遠隔操作(ToD)研究向けに、様々な車両システムを低コストで遠隔制御できるオープンソースのソフトウェアスタックを開発し、3つの実演で有効性を示した論文。

  原題: Open Source Software for Teleoperated Driving ／ Andreas Schimpe, Johannes Feiler, Simon Hoffmann 他

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• 論文状態推定ロボティクス2021/9/1

  制御アフィン系のデータ駆動バッチ状態推定のためのKoopman線形化

  制御アフィン系をRKHSに持ち上げて双線形化し、学習したモデル行列からテスト時に線形時変系としてバッチ状態推定を行うモデルフリー手法KoopSEを提案。移動ロボットのUWBと車輪オドメトリによる自己位置推定で、モデル未知ながら標準RTSスムーザより高精度・高整合を達成。

  原題: Koopman Linearization for Data-Driven Batch State Estimation of Control-Affine Systems ／ Zi Cong Guo, Vassili Korotkine, James R. Forbes 他

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• 論文歩行ロボティクス2021/9/1

  FastMimic：敏捷・多様・汎化可能な四足歩行のためのモデルベース動作模倣

  動物の歩容をセントロイダル動力学モデルとオンライン適応で模倣する統一的なモデルベース制御法を提案し、高価なシミュレーション学習や実機微調整なしで多様な運動を実現した。

  原題: FastMimic: Model-based Motion Imitation for Agile, Diverse and Generalizable Quadrupedal Locomotion ／ Tianyu Li, Jungdam Won, Sehoon Ha 他

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• 論文ソフトロボティクスロボティクス2021/9/1

  物理情報と視覚に基づく細長物体の全変形モード再構成手法

  複数カメラの計測からCosseratロッド理論を用いて細長柔軟体の姿勢と6つの変形モードを推定する物理情報ベースの手法を提案し、ソフトロボットアームで高精度・頑健性を実証した。

  原題: A physics-informed, vision-based method to reconstruct all deformation modes in slender bodies ／ Seung Hyun Kim, Heng-Sheng Chang, Chia-Hsien Shih 他

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• 論文マニピュレーションロボティクス2021/9/1

  置くことを学んで掴み直すことを学ぶ

  物体と周囲環境の部分点群を入力に、ピックアンドプレース操作の系列を生成して初期把持姿勢を目標把持姿勢へ変換するシステムを提案。安定配置予測器と再把持グラフ探索を組み合わせ、シミュレータと実機で有効性を示した。

  原題: Learning to Regrasp by Learning to Place ／ Shuo Cheng, Kaichun Mo, Lin Shao

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• 論文マルチモーダル予測ロボティクス2021/9/1

  身体性エージェントのためのマルチセンサリ先読みフレームワーク

  視覚・触覚・音・力覚の4モダリティを探索行動と組み合わせ、将来の感覚状態を予測する教師なしニューラルネットを提案。ヒューマノイドロボットのデータで非視覚情報が視覚予測精度を向上させることを示した。

  原題: A Framework for Multisensory Foresight for Embodied Agents ／ Xiaohui Chen, Ramtin Hosseini, Karen Panetta 他

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• 論文触覚ロボティクス2021/9/1

  触覚ひげによる複数物体の能動的探索と認識

  MEMS気圧センサを用いたひげ型触覚センサと探索計画手法を開発し、触覚のみで未知環境の物体を探索・分類できることを示した論文。

  原題: Active Multi-Object Exploration and Recognition via Tactile Whiskers ／ Chenxi Xiao, Shujia Xu, Wenzhuo Wu 他

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• 論文歩容最適化ロボティクス2021/9/1

  3リンク遊泳ロボットの歩容と最適制御の幾何学的解析

  3リンクの低レイノルズ数遊泳ロボットについて、ポントリャーギンの最大原理による最適制御と、局所接続の曲率に基づく微分幾何学的解析の2手法で歩容最適化を比較し、パラメータによる最適歩容の形状変化を明らかにした。

  原題: Geometric analysis of gaits and optimal control for three-link kinematic swimmers ／ Oren Wiezel, Suresh Ramasamy, Nathan Justus 他

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• 論文ナビゲーション画像認識2021/9/1

  補助損失と情報ボトルネックによる現実的なPointGoalナビゲーション

  理想的な自己位置推定がない現実的なPointGoalナビゲーションで、補助損失と情報ボトルネックを用いて自己位置推定を学習し、ナビゲーション性能を向上させた研究。

  原題: Realistic PointGoal Navigation via Auxiliary Losses and Information Bottleneck ／ Guillermo Grande, Dhruv Batra, Erik Wijmans

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• 論文VLAロボティクス2021/9/1

  CLIPort: ロボット操作のための「何を」と「どこで」の二経路

  CLIPの意味理解とTransporterの空間精度を組み合わせた二ストリーム模倣学習エージェントを提案し、言語指示による卓上操作を物体姿勢などの明示的表現なしで実現した。

  原題: CLIPort: What and Where Pathways for Robotic Manipulation ／ Mohit Shridhar, Lucas Manuelli, Dieter Fox

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• 論文LiDARセグメンテーション画像認識2021/9/1

  LiDARパノプティックセグメンテーションのための分割統合型点群クラスタリングアルゴリズム

  LiDAR距離画像上の経験的ヒューリスティックに依存せず、局所領域ごとにクラスタリングしてからエッジ点ペアの投票で統合する分割統合型クラスタリングを提案し、リアルタイム性と精度の両立を図った論文。

  原題: A Divide-and-Merge Point Cloud Clustering Algorithm for LiDAR Panoptic Segmentation ／ Yiming Zhao, Xiao Zhang, Xinming Huang

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