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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

• 論文安全保証ロボティクス2021/9/1

  Conformal Predictionによるサンプル効率の良い安全保証

  Conformal Predictionとロボット・環境ダイナミクスのシミュレータを組み合わせ、1/ε程度の少ないデータで偽陰性率εを理論的に保証する警告システムを構築し、運転警告やロボット把持に適用した。

  原題: Sample-Efficient Safety Assurances using Conformal Prediction ／ Rachel Luo, Shengjia Zhao, Jonathan Kuck 他

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• 論文ダイナミクス/GPU最適化ロボティクス2021/9/1

  GRiD: 解析的勾配付きGPU加速剛体ダイナミクス

  剛体ダイナミクスとその解析的勾配をGPUで並列計算するライブラリGRiDを開発し、CPU実装比で最大7.2倍の高速化を実現した。

  原題: GRiD: GPU-Accelerated Rigid Body Dynamics with Analytical Gradients ／ Brian Plancher, Sabrina M. Neuman, Radhika Ghosal 他

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• 論文6D姿勢推定画像認識2021/9/1

  キーポイント距離場を用いた6D物体姿勢推定

  各画素からキーポイントまでの距離を回帰するKDF表現を提案し、円交差とRANSACによる距離ベース投票で遮蔽に頑健な6D姿勢推定を実現した。

  原題: KDFNet: Learning Keypoint Distance Field for 6D Object Pose Estimation ／ Xingyu Liu, Shun Iwase, Kris M. Kitani

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• 論文制御理論制御2021/9/1

  通信遅延に頑健なサイバーフィジカルシステム：微分ゲームによるアプローチ

  結合したロボットエージェントの非線形時間遅延系に対し、通信遅延を暗黙の制御入力とみなし、安定化制御器と敵対的遅延のゼロサム微分ゲームとして定式化することで、時変通信遅延に頑健な制御器を提案した論文。

  原題: Towards cyber-physical systems robust to communication delays: A differential game approach ／ Shankar A. Deka, Donggun Lee, Claire J. Tomlin

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• 論文歩行ロボティクス2021/9/1

  高さ制約環境における劣駆動二足歩行ロボットの自律ナビゲーション

  3層プランナと可変歩行高さ制御を組み合わせ、二足歩行ロボットがしゃがみながら障害物を避けて高さ制約環境を自律移動できるフレームワークを提案し、Cassieで実証した。

  原題: Autonomous Navigation of Underactuated Bipedal Robots in Height-Constrained Environments ／ Zhongyu Li, Jun Zeng, Shuxiao Chen 他

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• 論文触覚ロボティクス2021/9/1

  接触形状と滑りせん断を分離する触覚画像変換

  柔らかい光学触覚センサの画像から、滑りによるせん断変形と接触形状の情報を潜在空間で分離する畳み込みニューラルネットを提案し、せん断除去画像の復元や接触姿勢推定、物体形状の再構成を実現した。

  原題: Tactile Image-to-Image Disentanglement of Contact Geometry from Motion-Induced Shear ／ Anupam K. Gupta, Laurence Aitchison, Nathan F. Lepora

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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VPRロボティクス2021/9/1

  Deep SIMBAD：ランキングベースのシーン記述子を用いた能動的ランドマーク自己位置推定

  ランドマークベースの視覚的位置認識をSIMBADとして定式化し深層学習で拡張、強化学習による次最良視点計画へ知識転移して能動的自己位置推定を実現した研究。

  原題: Deep SIMBAD: Active Landmark-based Self-localization Using Ranking -based Scene Descriptor ／ Tanaka Kanji

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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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• 論文手術ロボティクスロボティクス2021/9/1

  不確実性推定を備えたマーカーレス縫合針6D姿勢追跡による低侵襲手術の自律化

  マーカーなしの不安定な検出結果から縫合針の6D姿勢を確率的に統合して頑健に追跡する手法を提案し、自律的な針の把持替え実験で有効性を示した。

  原題: Markerless Suture Needle 6D Pose Tracking with Robust Uncertainty Estimation for Autonomous Minimally Invasive Robotic Surgery ／ Zih-Yun Chiu, Albert Z Liao, Florian Richter 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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• 論文状態推定ロボティクス2021/9/1

  動的剛体面上の二足歩行のための姿勢計測モデルを用いた不変フィルタリング

  エレベーターや船など動く剛体面(DRS)上の二足歩行に対応するため、DRS移動とハイブリッド歩行を明示的に扱う不変拡張カルマンフィルタを提案し、誤差収束とヨー角の可観測性を保証した。

  原題: Invariant Filtering for Bipedal Walking on Dynamic Rigid Surfaces with Orientation-based Measurement Model ／ Yuan Gao, Yan Gu

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• 論文制御ロボティクス2021/9/1

  攻撃的軌道追従のための四重項翼の大域的吸引対数幾何制御

  SO(3)の対数写像を用いて回転誤差を表現し、ハイブリッド切替なしで大域的に吸引な四重項翼の幾何制御則を提案し、シミュレーションと実機で攻撃的軌道追従性能を示した。

  原題: Globally-Attractive Logarithmic Geometric Control of a Quadrotor for Aggressive Trajectory Tracking ／ Jacob Johnson, Randal Beard

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• 論文自己位置推定ロボティクス2021/9/1

  予測処理によるLiDARを用いたロボットの自己位置推定とナビゲーション

  オドメトリなしでLiDARの生成モデルを自己教師学習し、変分自由エネルギーの勾配降下によりオンライン状態推定とナビゲーションを実現した概念実証研究。

  原題: Robot Localization and Navigation through Predictive Processing using LiDAR ／ Daniel Burghardt, Pablo Lanillos

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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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• 論文学習ベースマニピュレーションロボティクス2021/9/1

  多様な人間の実演から力強い操作スキルを学習する手法

  人間の実演からロボットの力強い操作スキルを学習する枠組みを提案し、姿勢・力・トルクの多様な実演データとアトラクタ・インピーダンス制御を組み合わせて、E-bikeモータ組立工程で検証した。

  原題: Learning Forceful Manipulation Skills from Multi-modal Human Demonstrations ／ An T. Le, Meng Guo, Niels van Duijkeren 他

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• 論文制御/MPCロボティクス2021/9/1

  遅延を考慮した安全な自動運転のためのロバスト制御

  計算遅延・アクチュエータ遅延を統合的にモデル化し、ロバストチューブMPCと適応カルマンフィルタを組み合わせて、保守性を抑えつつ安全な自動運転制御を実現するフレームワークを提案した。

  原題: Delay-aware Robust Control for Safe Autonomous Driving ／ Dvij Kalaria, Qin Lin, John M. Dolan

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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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• 論文ナビゲーションロボティクス2021/9/1

  障害物を考慮したウェイポイント生成による深層強化学習ナビゲーションの長距離誘導

  移動障害物を考慮しDelaunay三角分割と拡張ハイブリッドA*で時間状態空間を探索する階層的ウェイポイント生成器を提案し、DRL局所プランナに安全で頑健な長距離誘導を与えた。

  原題: Obstacle-aware Waypoint Generation for Long-range Guidance of Deep-Reinforcement-Learning-based Navigation Approaches ／ Linh Kästner, Xinlin Zhao, Zhengcheng Shen 他

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• 論文群制御ロボティクス2021/9/1

  障害物環境下での画像ベース複数UAV協調追跡システム

  複数のUAVがカメラ画像を用いて動く目標を協調追跡する制御器を開発し、遮蔽回避・衝突回避・機体間接続維持を制御バリア関数と二次計画法で実現した。

  原題: Image-Based Multi-UAV Tracking System in a Cluttered Environment ／ Hsin-Ai Hung, Hao-Huan Hsu, Teng-Hu Cheng

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• 論文GNSS/INS統合ロボティクス2021/9/1

  地球自転を考慮したIMUプリインテグレーションの精度検証

  地球自転を組み込んだ精密なIMUプリインテグレーションモデルを構築し、GNSS/INS統合で従来の粗いモデルより大幅に高精度であることを定量的に示した論文。

  原題: Exploring the Accuracy Potential of IMU Preintegration in Factor Graph Optimization ／ Hailiang Tang, Xiaoji Niu, Tisheng Zhang 他

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• 論文触覚ロボティクス2021/9/1

  触覚センシングによる手と物体の相互作用の動的モデリング

  高解像度触覚グローブで物体操作時の触覚データを取得し、視覚パイプラインで生成したラベルを教師として、触覚のみから手と物体の3D位置を予測するクロスモーダル学習モデルを構築した研究。

  原題: Dynamic Modeling of Hand-Object Interactions via Tactile Sensing ／ Qiang Zhang, Yunzhu Li, Yiyue Luo 他

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• 論文安全性検証ロボティクス2021/9/1

  見えない相手を考慮した戦略プランナの動的遮蔽リスク検証フレームワーク

  ハイパーゲーム理論に基づく動的遮蔽リスク指標を提案し、自動運転の戦略プランナを効率的に安全性検証する手法を開発した。自然走行データ比で4000%高速化し、多様な遮蔽事故を自動生成できる。

  原題: I Know You Can't See Me: Dynamic Occlusion-Aware Safety Validation of Strategic Planners for Autonomous Vehicles Using Hypergames ／ Maximilian Kahn, Atrisha Sarkar, Krzysztof Czarnecki

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• 論文HRIロボティクス2021/9/1

  社会的ロボットへの信頼を問い直す

  社会的ロボットへの信頼を「いかに高めるか」ではなく「どこまで何のために信頼すべきか」という観点から、技術的ニーズと心理的含意を踏まえた学際的アプローチの必要性を論じた論文。

  原題: Rethinking Trust in Social Robotics ／ Rachele Carli, Amro Najjar

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• 論文群制御ロボティクス2021/9/1

  可変取り付け機構を備えた複数飛行ロボットによる自律協調輸送システム

  重心をベイズ推定しながらロボットの取り付け位置を最適化し、未知の形状・重心の荷物を複数機で自律協調輸送するシステムを提案・実機検証した。

  原題: Autonomous Cooperative Transportation System involving Multi-Aerial Robots with Variable Attachment Mechanism ／ Koshi Oishi, Tomohiko Jimbo

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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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• 論文意味SLAMロボティクス2021/9/1

  密林樹冠下でのリアルタイム意味SLAMによる大規模自律飛行

  LiDARから樹木の幹と地面を検出・モデル化する意味SLAMを構築し、GPSの使えない密林環境でUAVが大規模に自律飛行しながらリアルタイムに意味地図を生成できるようにした。

  原題: Large-scale Autonomous Flight with Real-time Semantic SLAM under Dense Forest Canopy ／ Xu Liu, Guilherme V. Nardari, Fernando Cladera Ojeda 他

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• 論文sim2realロボティクス2021/9/1

  新興モビリティシステムのためのデジタルスマートシティ

  UnityとAirSimを用いて、実機テストベッドと並行して制御アルゴリズムを検証できる仮想シミュレーション環境を構築し、実機との比較実験でその有効性を示した。

  原題: A Digital Smart City for Emerging Mobility Systems ／ Raymond M. Zayas, Logan E. Beaver, Behdad Chalaki 他

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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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• 論文触覚画像認識2021/9/1

  爪画像と深層学習によるリアルタイム触覚把持力推定

  単眼カメラで爪の色変化を捉え、深層学習により指先の3次元触覚力をリアルタイム(30fps)で推定する手法を提案した。

  原題: Real-Time Tactile Grasp Force Sensing Using Fingernail Imaging via Deep Neural Networks ／ Navid Fallahinia, Stephen Mascaro

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