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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

• 論文ロボット制御ロボティクス2021/9/1

  幾何代数を用いたシリアルロボットの特異点同定と距離計算

  関節軸のツイストを幾何代数のベクトルとして表し、外積が消える特異点構成を同定するとともに、特異点集合への距離関数を定義して動作計画・制御・遠隔操作に応用する手法を提案した論文。

  原題: Singularities of serial robots: Identification and distance computation using geometric algebra ／ Isiah Zaplana, Hugo Hadfield, Joan Lasenby

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• 論文故障耐性制御ロボティクス2021/9/1

  非線形MPCによるクアッドロータの故障耐性制御

  1つのローターが完全に故障したクアッドロータを、非線形モデル予測制御で安定化・制御する手法を提案し、シミュレーションと実機実験で有効性を検証した論文。

  原題: Nonlinear MPC for Quadrotor Fault-Tolerant Control ／ Fang Nan, Sihao Sun, Philipp Foehn 他

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• 論文sim2realロボティクス2021/9/1

  ROS-X-Habitat：ROSエコシステムと身体性AIの橋渡し

  AI HabitatとROSを接続するインターフェースを提案し、HabitatのエージェントをROS系シミュレータで、またROSのロボットアルゴリズムをHabitat上で評価可能にした。

  原題: ROS-X-Habitat: Bridging the ROS Ecosystem with Embodied AI ／ Guanxiong Chen, Haoyu Yang, Ian M. Mitchell

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• 論文軌道予測ロボティクス2021/9/1

  パイロットのように予測する：非管制空港周辺における社会的状況を考慮した航空機軌道予測のデータセットと手法

  非管制空域での航空機の軌道予測のため、8ヶ月間・111日分のADS-Bと気象データを含むTrajAirデータセットを構築し、社会的相互作用を考慮した予測アルゴリズムTrajAirNetを提案した。

  原題: Predicting Like A Pilot: Dataset and Method to Predict Socially-Aware Aircraft Trajectories in Non-Towered Terminal Airspace ／ Jay Patrikar, Brady Moon, Jean Oh 他

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• 論文sim2realロボティクス2021/9/1

  動作スキルのためのビヘイビアツリーのパラメータ学習

  シミュレーション上でビヘイビアツリー方策のパラメータをブラックボックス最適化により学習し、追加学習なしで実機ロボットに転移させる手法を提案した論文。障害物回避とペグ挿入タスクで有効性を示した。

  原題: Learning of Parameters in Behavior Trees for Movement Skills ／ Matthias Mayr, Konstantinos Chatzilygeroudis, Faseeh Ahmad 他

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• 論文協働ロボットロボティクス2021/9/1

  協働ロボットのための通信と動作計画の統合

  人間との協働作業におけるロボットの動作計画と通信信号の選択を統合的に行う枠組みを提案し、デッドロックの解消と効率的な計画を実現した。

  原題: Joint Communication and Motion Planning for Cobots ／ Mehdi Dadvar, Keyvan Majd, Elena Oikonomou 他

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• 論文能動センシング機械学習2021/9/1

  情報量の多い計測列を最適化する動的計画法アルゴリズム

  計測結果のエントロピーを逐次最大化することで、ロボットが次にどこを計測すべきかの最適な系列を計画する汎用動的計画法を導出した論文。オンライン計画により貪欲法を上回る非近視眼的な計測経路を実現する。

  原題: A Dynamic Programming Algorithm for Finding an Optimal Sequence of Informative Measurements ／ Peter N. Loxley, Ka-Wai Cheung

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• 論文逆運動学ロボティクス2021/9/1

  共形幾何代数による直列ロボットの逆運動学の閉形式解

  共形幾何代数を用いて、球関節手首を持つマニピュレータの逆運動学を位置と姿勢に分解し、閉形式で解く手法を提案した論文。

  原題: Closed-form solutions for the inverse kinematics of serial robots using conformal geometric algebra ／ Isiah Zaplana, Hugo Hadfield, Joan Lasenby

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• 論文手術ロボティクス機械学習2021/9/1

  手術器具の運動学からカメラ移動のタイミングを予測するニューラルネットワーク手法

  ロボット支援手術において、手術器具の運動データを用いて内視鏡カメラの移動がいつ起こるかを人工ニューラルネットワークで事前予測する手法を提案し、0.25〜1秒前の予測で高い精度を達成した。

  原題: Predicting the Timing of Camera Movements From the Kinematics of Instruments in Robotic-Assisted Surgery Using Artificial Neural Networks ／ Hanna Kossowsky, Ilana Nisky

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• 論文安全強化学習ロボティクス2021/9/1

  時相論理仕様に基づく安全クリティカルなロボット制御の学習

  線形時相論理で複雑なタスクを表現し、ガウス過程と指数制御バリア関数を組み合わせて安全な探索を実現するモデルベース強化学習フレームワークを提案した。

  原題: Safety-Critical Learning of Robot Control with Temporal Logic Specifications ／ Mingyu Cai, Cristian-Ioan Vasile

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• 論文経路計画ロボティクス2021/9/1

  最小センシングナビゲーションのためのガウス信念空間経路計画

  ガウス信念多様体上の情報幾何学的距離を用いて、センシング負荷を抑えつつ追従可能な最短経路をRRT*で生成する手法を提案した論文。

  原題: Gaussian Belief Space Path Planning for Minimum Sensing Navigation ／ Ali Reza Pedram, Riku Funada, Takashi Tanaka

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• 論文ヒューマンロボット協調ロボティクス2021/9/1

  心の理論に基づく協調作業支援コミュニケーション

  人間の信念を推定し、状況に応じて必要な情報だけを共有するコミュニケーション支援手法を提案し、寿司作り協調タスクのユーザー研究で有効性を示した。

  原題: Theory of Mind Based Assistive Communication in Complex Human Robot Cooperation ／ Moritz C. Buehler, Jürgen Adamy, Thomas H. Weisswange

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• 論文マニピュレーションロボティクス2021/9/1

  剛性情報を活用した変形物体の把持計画

  物体の剛性情報を深度画像と併せて把持計画ネットワークに入力し、柔らかい物体ではつまみ、硬い物体では包み込むなど剛性に応じた把持を生成できるようにした。

  原題: Deformation-Aware Data-Driven Grasp Synthesis ／ Tran Nguyen Le, Jens Lundell, Fares J. Abu-Dakka 他

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• 論文ヒューマンロボット協働ロボティクス2021/9/1

  人間とロボットの協働における能動的な説明可能計画の生成

  人間の期待が動的に変化する状況をベイズ的にモデル化し、より先回りした説明可能な計画を生成する手法を提案した論文。

  原題: Generating Active Explicable Plans in Human-Robot Teaming ／ Akkamahadevi Hanni, Yu Zhang

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• 論文SLAMロボティクス2021/9/1

  LiDARセンサを用いた生物学的着想に基づくSLAMシステム

  げっ歯類の海馬モデルに着想を得て、LiDARの点群データから境界細胞・場所細胞・頭方向細胞を模倣し、認知地図構築とロボット姿勢推定を行うSLAMシステムを提案した。

  原題: A Biologically-Inspired Simultaneous Localization and Mapping System Based on LiDAR Sensor ／ Genghang Zhuang, Zhenshan Bing, Yuhong Huang 他

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• 論文適応コンピューティング/FPGAロボティクス2021/9/1

  ROS 2でFPGAを活用する適応コンピューティング入門

  ロボティスト視点でFPGAをROS 2エコシステムの一級参加者として組み込む、プラットフォーム非依存のアーキテクチャを提案したホワイトペーパー。

  原題: Adaptive Computing in Robotics, Leveraging ROS 2 to Enable Software-Defined Hardware for FPGAs ／ Víctor Mayoral-Vilches, Giulio Corradi

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• 論文マニピュレーションロボティクス2021/9/1

  多指ロボット把持のためのシミュレーションベースベイズ推論

  ロボットの確率的順シミュレーションを用いたベイズ事後推論により、多指ハンドの把持姿勢を計画する手法を提案。深層ニューラルネットによる尤度比近似とリーマン多様体最適化で高成功率を実現した。

  原題: Simulation-based Bayesian inference for multi-fingered robotic grasping ／ Norman Marlier, Olivier Brüls, Gilles Louppe

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• 論文VR訓練ロボティクス2021/9/1

  ドローン支援による橋梁点検者向けVR訓練・評価システム

  橋梁点検者を対象に、ドローンと協働する技能を養うVR訓練・評価システムを開発し、実証実験で個人の訓練ニーズの特定と技能・自信の向上効果を示した。

  原題: A Virtual Reality-based Training and Assessment System for Bridge Inspectors with an Assistant Drone ／ Yu Li, Muhammad Monjurul Karim, Ruwen Qin

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• 論文SLAM画像認識2021/9/1

  分散確率的SLAMグラフにおける漸進的抽象化

  ニューラルネットが提案する抽象シーンファクタをファクタグラフに組み込み、最適化で取捨選択しながらシーングラフを漸進的に構築する分散SLAMフレームワークを提案した。

  原題: Incremental Abstraction in Distributed Probabilistic SLAM Graphs ／ Joseph Ortiz, Talfan Evans, Edgar Sucar 他

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• 論文交通モデリング機械学習2021/9/1

  深層強化学習による車間追従モデルの定式化と検証

  報酬関数を最大化するよう深層強化学習で車間追従モデルを学習し、IDMより高い適合度と安定性を示した。

  原題: Formulation and validation of a car-following model based on deep reinforcement learning ／ Fabian Hart, Ostap Okhrin, Martin Treiber

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• 論文キャリブレーションロボティクス2021/9/1

  深層強化学習による視覚慣性センサの統合キャリブレーション向けデータ収集

  ロボットアームの動作を深層強化学習で学習し、カメラ内部パラメータとカメラ-IMU間の外部パラメータを同時に校正するための計測データを効率的に自動収集する手法を提案した。

  原題: Unified Data Collection for Visual-Inertial Calibration via Deep Reinforcement Learning ／ Yunke Ao, Le Chen, Florian Tschopp 他

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• 論文逆運動学ロボティクス2021/9/1

  距離幾何学的逆運動学のための凸反復法

  逆運動学を低ランク解を持つ凸実行可能問題として定式化し、半正定値計画の反復で解くCIDGIKを提案。従来の非線形最適化より高速かつ高精度に収束する。

  原題: Convex Iteration for Distance-Geometric Inverse Kinematics ／ Matthew Giamou, Filip Marić, David M. Rosen 他

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• 論文ボリュメトリックマッピングロボティクス2021/9/1

  パノプティック・マルチTSDF：動的環境における多解像度ボリュメトリックマッピングと長期的一貫性のための柔軟な表現

  物体レベルの意味情報を活用し、必要な箇所にのみ高解像度を割り当てる多解像度TSDF表現を提案。長期変化する環境でも意味的一貫性を保ちながらオンラインで地図構築・更新・照会できる。

  原題: Panoptic Multi-TSDFs: a Flexible Representation for Online Multi-resolution Volumetric Mapping and Long-term Dynamic Scene Consistency ／ Lukas Schmid, Jeffrey Delmerico, Johannes Schönberger 他

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• 論文群制御ロボティクス2021/9/1

  線形安全回廊を用いた実現可能性保証付きクアッドロータ群のオンライン分散軌道計画

  線形安全回廊(LSC)で実行可能制約のみの分散軌道最適化を定式化し、スラック変数なしで安全な軌道を生成するマルチエージェント軌道計画法を提案。優先度ベースのゴール計画でデッドロックを防ぎ、10機の実機飛行で有効性を検証した。

  原題: Online Distributed Trajectory Planning for Quadrotor Swarm with Feasibility Guarantee using Linear Safe Corridor ／ Jungwon Park, Dabin Kim, Gyeong Chan Kim 他

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• 論文触覚ロボティクス2021/9/1

  遠隔手術におけるニューラルネットワーク力推定のリアルタイム触覚フィードバック特性評価

  手術ロボットの遠隔操作で、視覚のみ・状態のみ・両方の入力を使うニューラルネット力推定による力覚フィードバックのリアルタイムな透明性と安定性を評価し、視覚のみのネットワークが全方向で安定であることを示した。

  原題: Characterization of Real-time Haptic Feedback from Multimodal Neural Network-based Force Estimates during Teleoperation ／ Zonghe Chua, Allison M. Okamura

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• 論文視覚慣性オドメトリロボティクス2021/9/1

  予算を均衡させる：マルチカメラ視覚慣性オドメトリのための特徴選択と追跡

  複数カメラ間で特徴を連続追跡し、全体の特徴数を固定予算に抑えることで、狭所や暗所でも高精度かつ低計算コストな視覚慣性オドメトリを実現した。

  原題: Balancing the Budget: Feature Selection and Tracking for Multi-Camera Visual-Inertial Odometry ／ Lintong Zhang, David Wisth, Marco Camurri 他

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• 論文探索計画ロボティクス2021/9/1

  都市環境における大気放出源の自律探索：情報に基づく木探索計画

  風場と地図の推定から有望なガス採取地点を生成し、障害物を回避しつつ推定発生源へ向かう木探索計画を統合した枠組みを提案し、高忠実度シミュレーションで従来のEntrotaxisより高効率かつ安定して発生源位置誤差を低減できることを示した。

  原題: Autonomous search of an airborne release in urban environments using informed tree planning ／ Callum Rhodes, Cunjia Liu, Paul Westoby 他

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• 論文群制御ロボティクス2021/9/1

  分散型アテンションによるMinMax複数巡回セールスマン問題の解法

  Transformerとマルチエージェント強化学習を用い、各エージェントが互いの将来の決定を予測しながら完全分散的に巡回経路を構築する手法DANを提案し、大規模なMinMax mTSPで計算時間を抑えつつ高品質な解を得た。

  原題: DAN: Decentralized Attention-based Neural Network for the MinMax Multiple Traveling Salesman Problem ／ Yuhong Cao, Zhanhong Sun, Guillaume Sartoretti

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• 論文VIOロボティクス2021/9/1

  連続時間スプラインによる視覚慣性オドメトリ

  姿勢を3次スプラインで連続時間表現し、その時間微分から加速度・角速度を合成してIMU計測と比較するVIO手法を提案。ローリングシャッター歪みやセンサ非同期に対応し、公開データセットで高精度・リアルタイム性を示した。

  原題: Continuous-Time Spline Visual-Inertial Odometry ／ Jiawei Mo, Junaed Sattar

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• 論文視覚的音声活動検出画像認識2021/9/1

  視覚的音声活動検出のためのVVAD-LRS3データセット

  LRS3から自動注釈で構築した44K超の大規模VVADデータセットを公開し、顔・唇画像とランドマーク特徴でベースラインを評価した。

  原題: The VVAD-LRS3 Dataset for Visual Voice Activity Detection ／ Adrian Lubitz, Matias Valdenegro-Toro, Frank Kirchner

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