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: 2021/8/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
📖 UMIデバイス・カタログ(日本語版)UMI式データ収集デバイスと主要データセットを日本語で俯瞰 →- 論文適応制御制御
確率的深層モデル参照適応制御
ベイズ深層ニューラルネットで不確かさを表現し、リアルタイム適応制御とデータ駆動学習を組み合わせた制御手法を提案した論文。
原題: Stochastic Deep Model Reference Adaptive Control ／ Girish Joshi, Girish Chowdhary
日本語で読む → - 論文探索計画ロボティクス
フロンティア探索プランナのための補助ヒューリスティクス
先見オラクルの模倣で学習したヒューリスティクスを用い、探索木を構築せずに将来の期待報酬を予測して未知環境の被覆探索を効率化する手法を提案した。
原題: Auxiliary Heuristics for Frontier Based Planners ／ Arsh Tangri, Dhruv Joshi, Ashalatha Nayak
日本語で読む → - 論文ベンチマークロボティクス
BEHAVIOR：仮想環境における日常家事タスクのベンチマーク
掃除や料理など100種類の家事タスクをシミュレーション上で再現し、多様な初期・目標条件の生成、評価指標、VRによる人間の実演データを備えた embodied AI 向けベンチマークを提案した。
原題: BEHAVIOR: Benchmark for Everyday Household Activities in Virtual, Interactive, and Ecological Environments ／ Sanjana Srivastava, Chengshu Li, Michael Lingelbach 他
日本語で読む → - 論文3D復元画像認識
非平滑凸最適化による深度データからの滑らかなメッシュ推定
深度マップと視覚オドメトリの疎なランドマークから、非平滑凸最適化を主双対法で解いて直接3Dメッシュをリアルタイム生成する手法を提案した論文。
原題: Smooth Mesh Estimation from Depth Data using Non-Smooth Convex Optimization ／ Antoni Rosinol, Luca Carlone
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
Transformerを用いた双腕ロボット操作のための深層模倣学習
自己注意機構を持つTransformerを深層模倣学習に適用し、実機の双腕操作タスクで不要な情報を抑えて重要特徴に注目することで操作性能を向上させた。
原題: Transformer-based deep imitation learning for dual-arm robot manipulation ／ Heecheol Kim, Yoshiyuki Ohmura, Yasuo Kuniyoshi
日本語で読む → - 論文群制御制御
双極座標に基づく2次元有向フォーメーション制御
双極座標を用いて非巡回三角化有向グラフ上の2次元フォーメーション制御を提案し、特異点回避と外乱ロバスト性を備えた分散制御則でほぼ大域的な形状収束を実現した。
原題: 2-D Directed Formation Control Based on Bipolar Coordinates ／ Farhad Mehdifar, Charalampos P. Bechlioulis, Julien M. Hendrickx 他
日本語で読む → - 論文宇宙ロボティクスロボティクス
ランデブー・光学航法用ロボット試験装置：マルチソース校正と機械学習への応用
宇宙機の光学航法アルゴリズムを検証できるロボット試験装置TRONを構築し、ミリメートル級の位置精度を実現する校正手法を開発。合成画像で学習したCNNとの性能差を比較検証した。
原題: Robotic Testbed for Rendezvous and Optical Navigation: Multi-Source Calibration and Machine Learning Use Cases ／ Tae Ha Park, Juergen Bosse, Simone D'Amico
日本語で読む → - 論文共同行為q-bio.NC
感情と共同行為のギャップを埋める
感情と共同行為の相互作用に関する研究の空白を指摘し、行動神経科学とデジタル科学の5つの研究課題を提案するレビュー論文。
原題: Bridging the gap between emotion and joint action ／ M. M. N. Bieńkiewicz, A. Smykovskyi, T. Olugbade 他
日本語で読む → - 論文強化学習/モデル予測制御ロボティクス
予測型強化学習2手法の実験的評価とモデル予測制御との比較
差動二輪ロボットの最適運動制御において、ロールアウトQ学習とスタックドQ学習の2つの予測型強化学習をMPCと比較し、累積コストで両手法がMPCを上回り、特にスタックドQ学習が最良であることを実験的に示した。
原題: An experimental study of two predictive reinforcement learning methods and comparison with model-predictive control ／ Dmitrii Dobriborsci, Pavel Osinenko
日本語で読む → - 論文UAV/船舶航行ロボティクス
混雑した港湾・水路におけるUAV支援による安全な船舶航行
UAVの長距離空撮画像とGPSを融合し、セマンティックセグメンテーションで船舶・水面・障害物を識別したうえで、新たなGSD推定法により船舶と障害物間の距離を推定する手法を提案した。
原題: Safe Vessel Navigation Visually Aided by Autonomous Unmanned Aerial Vehicles in Congested Harbors and Waterways ／ Jonas le Fevre Sejersen, Rui Pimentel de Figueiredo, Erdal Kayacan
日本語で読む → - 論文ビジュアルSLAM画像認識
グラフカット最適化によるマルチ平面再構成を用いたビジュアルSLAM
単眼カメラの平面セグメンテーションを活用し、ホモグラフィ推定と区分的平面再構成をグラフカット最適化で統合的に解くことで、姿勢推定とマッピングの精度を高めたセマンティック平面SLAMを提案する。
原題: Visual SLAM with Graph-Cut Optimized Multi-Plane Reconstruction ／ Fangwen Shu, Yaxu Xie, Jason Rambach 他
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
ロバスト飛行制御のための微分可能な移動ホライズン推定
移動ホライズン推定のチューニングパラメータに対する解析的勾配をカルマンフィルタから効率的に求め、正解データなしで軌道追従誤差から学習するデータ効率の良い手法を提案し、クアッドロータの飛行実験で有効性を示した。
原題: Differentiable Moving Horizon Estimation for Robust Flight Control ／ Bingheng Wang, Zhengtian Ma, Shupeng Lai 他
日本語で読む → - 論文混合主導制御ロボティクス
オペレータの認知余裕を考慮した混合主導制御
Webカメラと画像認識でオペレータの認知余裕を推定し、AIと人間のどちらからでも自律度を動的に切り替えられる遠隔ロボット制御を提案し、災害対応タスクで有効性を示した論文。
原題: Human operator cognitive availability aware Mixed-Initiative control ／ Giannis Petousakis, Manolis Chiou, Grigoris Nikolaou 他
日本語で読む → - 論文関節物体認識ロボティクス
深度画像から関節モデルの分布を推定するDUST-net
深度画像から物体の関節モデルパラメータの分布をカテゴリ事前知識なしで学習するDUST-netを提案し、不確実性を考慮した高精度な推定を実現した。
原題: Distributional Depth-Based Estimation of Object Articulation Models ／ Ajinkya Jain, Stephen Giguere, Rudolf Lioutikov 他
日本語で読む → - 論文群制御HCI
SwarmPlay: 強化学習で動くナノUAV群との対戦型○×ゲーム
強化学習で制御したナノUAV群が人間と○×ゲームで対戦するインタラクティブなシステムを構築し、ゲーム理論ベースの挙動と比較してユーザー評価を調査した。
原題: SwarmPlay: Interactive Tic-tac-toe Board Game with Swarm of Nano-UAVs driven by Reinforcement Learning ／ Ekaterina Karmanova, Valerii Serpiva, Stepan Perminov 他
日本語で読む → - 論文屋内測位ロボティクス
磁場センシングによる歩行者とロボットの屋内測位
屋内の磁気異常を画像化して深層学習で位置を推定する手法を提案し、ロボット自身の電磁場による磁気データの乱れを補正するアライメント処理も加えて、歩行者・ロボット両方の屋内測位精度を向上させた。
原題: Magnetic Field Sensing for Pedestrian and Robot Indoor Positioning ／ Leonid Antsfeld, Boris Chidlovskii
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
ロボットステガノグラフィー：機会と課題
ロボットが危険を密かに警告する「ロボットステガノグラフィー」の概念を提案し、自動運転車や社会的支援ヒューマノイドでの応用可能性と課題を検討した。
原題: "Robot Steganography"?: Opportunities and Challenges ／ Martin Cooney, Eric Järpe, Alexey Vinel
日本語で読む → - 論文自動駐車/経路計画ロボティクス
想像力によるモデルベース意思決定を用いた自動駐車
駐車結果を事前に予測する想像モデルと改良RRT、経路平滑化を組み合わせ、実車両モデルに基づく高速な自動駐車計画手法を提案した。
原題: Model-based Decision Making with Imagination for Autonomous Parking ／ Ziyue Feng, Yu Chen, Shitao Chen 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚-視覚知覚に向けた弾性触覚シミュレーション
触覚センサを粒子群としてモデル化し弾性変形を再現するEIPシミュレーションを提案し、触覚と視覚を統合する知覚ネットワークで3D形状復元の性能を向上させた。
原題: Elastic Tactile Simulation Towards Tactile-Visual Perception ／ Yikai Wang, Wenbing Huang, Bin Fang 他
日本語で読む → - 論文移動ロボット制御ロボティクス
大きな不確かさを持つ自律走行車両のための階層型制御器の設計と実験評価
MPCによる経路計画・追従制御と拡張状態オブザーバに基づく外乱補償を組み合わせた階層型制御を提案し、積載量の異なるAGVで有効性を実験検証した。
原題: Design and Experimental Evaluation of a Hierarchical Controller for an Autonomous Ground Vehicle with Large Uncertainties ／ Juncheng Li, Maopeng Ran, Lihua Xie
日本語で読む → - 論文深度推定画像認識
学習型マルチスコピック融合による堅牢な深度推定
低コスト単眼カメラを水平・垂直に移動させて視差の揃った画像列を撮影し、複数のコストボリュームを学習ベースで融合して高精度な深度推定を実現した研究。
原題: MFuseNet: Robust Depth Estimation with Learned Multiscopic Fusion ／ Weihao Yuan, Rui Fan, Michael Yu Wang 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
ロボットアーキテクチャの透明化によるHRIの改善
ロボットの意思決定プロセスを可視化する透明なアーキテクチャFAMILIARを用い、動的可視化とビジュアルプログラミングで非専門家の理解を深める効果をオンライン実験で検証した。
原題: Improving HRI through robot architecture transparency ／ Lukas Hindemith, Anna-Lisa Vollmer, Christiane B. Wiebel-Herboth 他
日本語で読む → - 論文セマンティックセグメンテーション画像認識
メモリモジュールによる非舗装・非構造自然環境のセマンティックセグメンテーション
照明変化に強いメモリモジュールをセグメンテーションネットワークに組み込み、オフロードの非構造環境での精度を向上させた研究。
原題: Memory-based Semantic Segmentation for Off-road Unstructured Natural Environments ／ Youngsaeng Jin, David K. Han, Hanseok Ko
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
多目的Sim-to-Real学習における単一型とハイブリッド型コントローラの比較
障害物を避けながら目標に到達する多目的タスクで、単一のモノリシック強化学習コントローラと、単目的コントローラを切り替えるハイブリッド型を比較し、ハイブリッド型の方が学習が容易で成功・失敗のトレードオフが良いことを実機で示した。
原題: Monolithic vs. hybrid controller for multi-objective Sim-to-Real learning ／ Atakan Dag, Alexandre Angleraud, Wenyan Yang 他
日本語で読む → - 論文耐故障制御ロボティクス
クアッドコーンロータ：重大故障に耐える新型チルトクアッドロータ
推力方向を円錐状に配置できる新型チルトクアッドロータを提案し、全推力喪失という重大故障時でも耐故障制御が可能であることをシミュレーションで示した。
原題: Quad-cone-rotor: A Novel Tilt Quadrotor with Severe-fault-tolerant Ability ／ Zhe Shen, Yudong Ma, Takeshi Tsuchiya
日本語で読む → - 論文支援ロボティクスロボティクス
積層造形とサイバーフィジカルなモジュール性を活用した支援ロボティクスの協調設計による信頼性向上
積層造形とモジュール設計を取り入れ、高齢者ケアの現場で利用者と介護者が開発段階から参加できる支援ロボットの協調設計手法を提案した論文。
原題: Co-Design of Assistive Robotics with Additive Manufacturing and Cyber-Physical Modularity to Improve Trust ／ Alexandre Colle, Ronnie Smith, Scott Macleod 他
日本語で読む → - 論文ハイブリッド系math.DS
ハイブリッド系に対するポアンカレ・ホップの定理
滑らかでないガード集合や次元の異なるモード、多価写像のリセットを含むハイブリッド力学系に適用できるポアンカレ・ホップ指数定理の一般化を導出した。
原題: Poincar\'{e}-Hopf theorem for hybrid systems ／ Matthew D. Kvalheim
日本語で読む → - 論文探索/ナビゲーションロボティクス
不整備環境における3Dリアクティブ制御とフロンティア探索
地図と深度センサ情報を併用する2層計画で、フロンティア探索と人工ポテンシャル法により障害物の多い倉庫内をドローンが自律航行する手法を提案・実証した。
原題: 3D Reactive Control and Frontier-Based Exploration for Unstructured Environments ／ Shakeeb Ahmad, Andrew B. Mills, Eugene R. Rush 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
リスク回避型ベイズ報酬学習による人間デモンストレーションからの自律ナビゲーション
少数の人間デモから線形報酬関数の重みの不確実性をベイズ的に定量化し、リスク回避的な重みでコストマップを生成することで、未知の危険地形を避けるナビゲーションを実現した。
原題: Risk Averse Bayesian Reward Learning for Autonomous Navigation from Human Demonstration ／ Christian Ellis, Maggie Wigness, John G. Rogers 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
カテナリーロボットによる直方体の非把持マニピュレーション
2台のドローンをケーブルでつないだカテナリーロボットで、箱を把持せずに転がしたり引きずったりして平面上を搬送する手法を提案し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: Non-Prehensile Manipulation of Cuboid Objects Using a Catenary Robot ／ Gustavo A. Cardona, Diego S. D'Antonio, Cristian-Ioan Vasile 他
日本語で読む →