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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

• 論文到達可能性解析ロボティクス2021/9/1

  時相論理の副情報を用いたデータ駆動型到達可能性解析の改善

  ロボットの履歴データから到達可能集合を計算する際、信号時相論理(STL)で表した副情報を制約として加えることで保守性を抑えつつ、将来状態を正しく過大近似する保証付き手法を提案し、自動運転車両SVEAで検証した。

  原題: Enhancing Data-Driven Reachability Analysis using Temporal Logic Side Information ／ Amr Alanwar, Frank J. Jiang, Maryam Sharifi 他

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• 論文マニピュレーション画像認識2021/9/1

  関節物体のための汎用操作ポリシーネットワークUMPNet

  単一画像から任意の関節物体を操作する閉ループ行動系列を推論するポリシーを提案し、自己誘導探索とArrow-of-Time属性により人間のデモなしで学習・汎化を実現した。

  原題: UMPNet: Universal Manipulation Policy Network for Articulated Objects ／ Zhenjia Xu, Zhanpeng He, Shuran Song

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• 論文強化学習機械学習2021/9/1

  ダイナミクスモデルを活用した品質多様性によるスキルレパートリーの効率的学習

  深層ダイナミクスモデルを用いて品質多様性(QD)探索を想像空間で行い、サンプル効率を20倍改善しつつ新スキルの継続獲得や実機での損傷適応を実現した。

  原題: Dynamics-Aware Quality-Diversity for Efficient Learning of Skill Repertoires ／ Bryan Lim, Luca Grillotti, Lorenzo Bernasconi 他

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• 論文強化学習機械学習2021/9/1

  経験を保持する生涯ロボット強化学習

  ロボットがタスクを逐次的に学習する際、過去のデータと方針を活用してスキルを累積的に獲得する手法を提案し、シミュレーションと実機でサンプル効率の向上と10タスクの連続学習を実証した。

  原題: Lifelong Robotic Reinforcement Learning by Retaining Experiences ／ Annie Xie, Chelsea Finn

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• 論文自動運転テスト/ファジングcs.SE2021/9/1

  自動運転車の交通違反を発見するニューラルネットワーク誘導型進化的ファジング

  自動運転シミュレータのAPI文法を利用して意味的・時間的に妥当な複雑交通シナリオを生成し、制約付きニューラルネット進化探索で交通違反を誘発するシナリオを効率的に発見するAutoFuzzを提案。

  原題: Neural Network Guided Evolutionary Fuzzing for Finding Traffic Violations of Autonomous Vehicles ／ Ziyuan Zhong, Gail Kaiser, Baishakhi Ray

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• 論文マニピュレーションロボティクス2021/9/1

  クラウド上のロボット競技会：Real Robot Challenge

  遠隔操作可能な3本指ロボットプラットフォームを構築し、世界中のチームが参加できる器用な物体操作の競技会を開催した。競技で収集した数百時間分のデータセットも公開している。

  原題: Real Robot Challenge: A Robotics Competition in the Cloud ／ Stefan Bauer, Felix Widmaier, Manuel Wüthrich 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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• 論文全身制御ロボティクス2021/9/1

  並列脚ロボットのための運動/力伝達性を考慮した全身制御

  並列脚ロボットの運動/力伝達性(MFT)指標を全身制御に組み込み、オフラインで構築したMFT好適空間を加速度レベルの多面体ソフト制約として用いることで、高速・高加速度動作を実現した研究。

  原題: Whole-Body Control with Motion/Force Transmissibility for Parallel-Legged Robot ／ Jiajun Wang, Gang Han, Xiaozhu Ju 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

  ADMMによる実時間マルチコンタクトモデル予測制御

  接触の発生・解除を伴う系に対し、ADMMに基づくコンセンサス相補性制御で接触スケジューリングを並列化し、実時間で動作するモデル予測制御を実現した。

  原題: Real-Time Multi-Contact Model Predictive Control via ADMM ／ Alp Aydinoglu, Michael Posa

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• 論文経路計画/強化学習ロボティクス2021/9/1

  深層強化学習を用いたUAVアクティブセンシングのための適応的情報経路計画

  深層強化学習と木探索を組み合わせ、未知環境を探索するUAVの情報価値を最大化する経路計画手法を提案し、計算量を8〜10倍削減しつつ既存手法と同等の性能を実現した。

  原題: Adaptive Informative Path Planning Using Deep Reinforcement Learning for UAV-based Active Sensing ／ Julius Rückin, Liren Jin, Marija Popović

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• 論文マルチエージェント強化学習ロボティクス2021/9/1

  センシング・通信・自己位置推定制約下での持続的監視のためのマルチエージェント深層強化学習

  位置推定精度の異なる2種のロボット群が、限られたセンシング・通信・自己位置推定制約の中で環境不確実性を最小化するよう持続的に監視するため、グラフ畳み込みを用いたMARL手法GALOPPを提案した論文。

  原題: Multi-Agent Deep Reinforcement Learning For Persistent Monitoring With Sensing, Communication, and Localization Constraints ／ Manav Mishra, Prithvi Poddar, Rajat Agarwal 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

  相補性制約付き軌道最適化による非把持平面マニピュレーション

  物体の固着と滑りを切り替える平面操作を、相補性制約付き数理計画として軌道最適化し、計画とMPCの両方に適用してKUKA LWRで実機検証した論文。

  原題: Non-prehensile Planar Manipulation via Trajectory Optimization with Complementarity Constraints ／ João Moura, Theodoros Stouraitis, Sethu Vijayakumar

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• 論文接触計画ロボティクス2021/9/1

  ランダム化平滑化による接触を介したバンドル勾配

  接触を含む非平滑な力学系において、ランダム化平滑化を用いて勾配のサンプリング近似（勾配バンドル）を定式化し、iLQRと組み合わせることでマニピュレーションの接触計画問題の収束を改善した論文。

  原題: Bundled Gradients through Contact via Randomized Smoothing ／ H. J. Terry Suh, Tao Pang, Russ Tedrake

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• 論文力制御ロボティクス2021/9/1

  リアルタイム剛性検出に基づくロボットマニピュレーションの学習型適応力制御

  力フィードバックとリアルタイムの剛性検出から制御パラメータを生成する適応モジュールを提案し、価値反復で最適方策を学習して腕の異なる部位に安定かつ高速に目標力を加えられることを示した。

  原題: Learning Based Adaptive Force Control of Robotic Manipulation Based on Real-Time Object Stiffness Detection ／ Zhaoxing Deng, Xutian Deng, Miao Li

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• 論文形状・姿勢推定ロボティクス2021/9/1

  連続観測を用いた車両の形状・姿勢推定とアモーダルセグメンテーション自動ラベリングへの応用

  連続するLiDAR信号をRNNで統合し、遮蔽や遠方の車両でも形状と姿勢を高精度に推定する手法を提案。さらに画像のアモーダルセグメンテーション用ラベルを自動生成するパイプラインを構築した。

  原題: Sequential Joint Shape and Pose Estimation of Vehicles with Application to Automatic Amodal Segmentation Labeling ／ Josephine Monica, Wei-Lun Chao, Mark Campbell

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• 論文ナビゲーションロボティクス2021/9/1

  不整地屋外環境における深層強化学習を用いた信頼性の高い経路計画

  地形の高低差マップとロボット姿勢から注意マスクを生成し、安定性の低い領域を避けるコストマップと動的に実行可能な軌道を算出するナビゲーション手法を提案した。実機実験で成功率35%向上、標高勾配26%低減を達成した。

  原題: TERP: Reliable Planning in Uneven Outdoor Environments using Deep Reinforcement Learning ／ Kasun Weerakoon, Adarsh Jagan Sathyamoorthy, Utsav Patel 他

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• 論文触覚ロボティクス2021/9/1

  Taxim: GelSight触覚センサのための例ベースシミュレーションモデル

  GelSight触覚センサの光学応答とマーカー移動を例ベースのルックアップテーブルと弾性変形理論で高速にシミュレーションするモデルを提案し、実センサの少数データで校正可能にした。

  原題: Taxim: An Example-based Simulation Model for GelSight Tactile Sensors ／ Zilin Si, Wenzhen Yuan

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• 論文記号グラウンディングロボティクス2021/9/1

  行動の前後条件を利用した述語の自動グラウンディング

  行動ラベルという弱い教師信号と既知の事前・事後条件を活用し、大規模動画データから物体間の記号的述語状態を自動ラベリングして述語分類器を学習する手法を提案した。

  原題: Grounding Predicates through Actions ／ Toki Migimatsu, Jeannette Bohg

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• 論文制御理論ロボティクス2021/9/1

  幾何学的ファブリック：古典力学を一般化し行動の物理を捉える

  古典力学をフィンスラー幾何学へ拡張し、安定性を保ちながら挙動を設計できる新たな制御理論「幾何学的ファブリック」を提案し、RMPを上回る性能をロボット実験で示した。

  原題: Geometric Fabrics: Generalizing Classical Mechanics to Capture the Physics of Behavior ／ Karl Van Wyk, Mandy Xie, Anqi Li 他

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• 論文歩行ロボティクス2021/9/1

  筋骨格モデルとハイブリッドゼロダイナミクスによる支援ロボットの自然な多点接触歩行

  筋骨格モデルを歩行生成に組み込み、HZD法で安定な多点接触歩行を生成。義足AMPRO3で実験し、筋モデル制約が自然な歩容をもたらすことを示した。

  原題: Natural Multicontact Walking for Robotic Assistive Devices via Musculoskeletal Models and Hybrid Zero Dynamics ／ Kejun Li, Maegan Tucker, Rachel Gehlhar 他

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• 論文SLAMロボティクス2021/9/1

  CT-ICP: ループ閉じ込みを備えたリアルタイム弾性LiDARオドメトリ

  スキャンマッチングに連続性と不連続性を組み合わせた弾性歪み補正で高精度・高ロバストなLiDARオドメトリを実現し、標高画像マッチングによるループ検出で完全なSLAMを構築した論文。

  原題: CT-ICP: Real-time Elastic LiDAR Odometry with Loop Closure ／ Pierre Dellenbach, Jean-Emmanuel Deschaud, Bastien Jacquet 他

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• 論文軌道最適化/MPCロボティクス2021/9/1

  バッチ非ホロノミック軌道最適化によるマルチモーダルモデル予測制御：高速道路運転への応用

  複数の目標指向軌道最適化を並列実行しメタコストで評価することで、人間の運転のようなマルチモーダルな経路計画をリアルタイムで行うMPCを提案した論文。

  原題: Multi-Modal Model Predictive Control through Batch Non-Holonomic Trajectory Optimization: Application to Highway Driving ／ Vivek K. Adajania, Aditya Sharma, Anish Gupta 他

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• 論文交通予測ロボティクス2021/9/1

  PredictionNet：計画・制御・シミュレーションのためのリアルタイム統合確率的交通予測

  周囲の交通エージェントと自車の将来運動を単一パスで確率的に予測するDNNを提案し、実車制御や交通シミュレーションに応用した研究。

  原題: PredictionNet: Real-Time Joint Probabilistic Traffic Prediction for Planning, Control, and Simulation ／ Alexey Kamenev, Lirui Wang, Ollin Boer Bohan 他

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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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• 論文群制御ロボティクス2021/9/1

  ロバスト性を超えて：レジリエントなマルチロボットシステムへのアプローチ分類

  マルチロボットシステムにおけるレジリエンス（予期せぬ障害からの回復力）の定義・測定・維持方法を、知覚・制御・計画・学習の各領域にわたり整理し、アプローチの形式的分類を提案したサーベイ論文。

  原題: Beyond Robustness: A Taxonomy of Approaches towards Resilient Multi-Robot Systems ／ Amanda Prorok, Matthew Malencia, Luca Carlone 他

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• 論文視覚オドメトリロボティクス2021/9/1

  火星探査飛行ロボットのための堅牢な単眼視覚オドメトリ

  火星のような反復テクスチャ環境でも動作する単眼視覚オドメトリを提案。効率的なオプティカルフロー追跡と改良キーフレーム選択で回転のみの運動にも対応し、スケールドリフトのリスクを主成分分析で推定する。

  原題: Towards Robust Monocular Visual Odometry for Flying Robots on Planetary Missions ／ Martin Wudenka, Marcus G. Müller, Nikolaus Demmel 他

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• 論文運動学制御ロボティクス2021/9/1

  部分・完全なタスク空間計測を用いた適応的制約付き運動学制御

  二次計画法に基づく制約付き運動学制御に、部分または完全なタスク空間計測を組み合わせてキャリブレーション誤差をオンライン補償する適応制御手法を提案し、実験で精度と安全性の向上を示した。

  原題: Adaptive Constrained Kinematic Control using Partial or Complete Task-Space Measurements ／ Murilo Marques Marinho, Bruno Vilhena Adorno

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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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• 論文安全制御制御2021/9/1

  動的な空間リスク下におけるリスク知覚を考慮した制御設計

  累積プロスペクト理論で人間のリスク知覚をモデル化し、制御バリア関数と組み合わせて安全な制御を生成する手法を提案した論文。

  原題: Risk-perception-aware control design under dynamic spatial risks ／ Aamodh Suresh, Sonia Martinez

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• 論文ニューロモルフィック制御ロボティクス2021/9/1

  ニューロモルフィックプロセッサによるMAV機上高度制御のための簡素なニューロモルフィックPIDの設計と実装

  Intel Loihi上で93個の疎結合ニューロンからなる簡素なニューロモルフィックPIDを設計し、クアッドロータの機上自律高度制御を実現した。

  原題: Design and implementation of a parsimonious neuromorphic PID for onboard altitude control for MAVs using neuromorphic processors ／ Stein Stroobants, Julien Dupeyroux, Guido de Croon

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