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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: 2021/8/1 ／ 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 →- 論文物理的人間-ロボットインタラクションロボティクス
人間工学的に知的な物理的人間-ロボットインタラクション：姿勢推定・評価・最適化
ロボットの軌道のみから人間の姿勢を推定し、微分可能な人間工学評価ツールDULAを用いて協調作業や遠隔操作における姿勢を最適化する枠組みを提案した論文。
原題: Ergonomically Intelligent Physical Human-Robot Interaction: Postural Estimation, Assessment, and Optimization ／ Amir Yazdani, Roya Sabbagh Novin, Andrew Merryweather 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
強化学習による情報獲得型経路計画戦略の適応的選択
ガウス過程回帰の不確実性を利用した複数の局所経路計画器を強化学習で動的に組み合わせ、予測精度を保ちながら移動距離を短縮する手法を提案した。
原題: Adaptive Selection of Informative Path Planning Strategies via Reinforcement Learning ／ Taeyeong Choi, Grzegorz Cielniak
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
3Dシーングラフ上の階層表現と明示的記憶を用いたGNNナビゲーション方策の学習
3Dシーングラフをエージェント中心の特徴空間に埋め込むグラフニューラルネットワークを提案し、強化学習で物体探索ナビゲーション方策を学習させた研究。
原題: Hierarchical Representations and Explicit Memory: Learning Effective Navigation Policies on 3D Scene Graphs using Graph Neural Networks ／ Zachary Ravichandran, Lisa Peng, Nathan Hughes 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
半マルコフモデルにおける適応的フォワードシミュレーション時間を用いた強化学習によるロボットナビゲーション
未知環境でのロボットナビゲーションにおける局所解問題を克服するため、連続行動空間の半マルコフ決定過程として定式化し、適応的フォワードシミュレーション時間(AFST)とGAE改良型DPPOを提案した論文。
原題: Reinforcement Learning for Robot Navigation with Adaptive Forward Simulation Time (AFST) in a Semi-Markov Model ／ Yu'an Chen, Ruosong Ye, Ziyang Tao 他
日本語で読む → - 論文磁気駆動・位置推定ロボティクス
管内環境におけるWCE向け適応型磁気駆動・位置推定の同時実現
カプセル内視鏡を管内で効率よく推進し高精度に位置推定するため、センサ配列を自動選択する適応型SMALシステムを提案し、ファントムと摘出臓器で有効性を検証した論文。
原題: Adaptive Simultaneous Magnetic Actuation and Localization for WCE in a Tubular Environment ／ Yangxin Xu, Keyu Li, Ziqi Zhao 他
日本語で読む → - 論文移動ロボットロボティクス
屋内UV-C消毒のための自律移動ロボットUltraBot
有害な薬剤を使わずUV-C照射で屋内消毒を行う自律移動ロボットを開発し、自己位置推定や最適軌道、除菌性能（2.8m先で10分照射により細菌数94%減）を実験で示した。
原題: UltraBot: Autonomous Mobile Robot for Indoor UV-C Disinfection ／ Stepan Perminov, Nikita Mikhailovskiy, Alexander Sedunin 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
俊敏な地上から空中ナビゲーションへ：学習された幻覚からの学習
幻覚生成関数を手設計せず自己教師ありで学習し、地上・空中ロボット向けの高速で反応的な制約環境ナビゲーション計画器を実現した研究。
原題: From Agile Ground to Aerial Navigation: Learning from Learned Hallucination ／ Zizhao Wang, Xuesu Xiao, Alexander J Nettekoven 他
日本語で読む → - 論文スケジューリング/計画AI
グラフニューラルネットワーク誘導による時間ベース動的可制御性の木探索
不確実性を含む選言的時間ネットワーク(DTNU)に対し、より強い可制御性の概念TDCを導入し、MPNNをヒューリスティックに用いた木探索で判定する手法を提案した。従来のTGAベース手法より高性能で、難しい問題へのスケーラビリティも向上した。
原題: Time-based Dynamic Controllability of Disjunctive Temporal Networks with Uncertainty: A Tree Search Approach with Graph Neural Network Guidance ／ Kevin Osanlou, Jeremy Frank, J. Benton 他
日本語で読む → - 論文経路計画AI
制約付き多基準経路計画のための学習ベース選好予測
オフラインシミュレーションで学習したニューラルネットを用いて不確実な走行可否基準を予測し、経路計画に組み込むことで人手介入を減らす手法を提案した。
原題: Learning-based Preference Prediction for Constrained Multi-Criteria Path-Planning ／ Kevin Osanlou, Christophe Guettier, Andrei Bursuc 他
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
方向性TSDFのレンダリングとトラッキング：一貫性のある地図のための表面方位モデリング
方向性TSDFから深度・カラー画像をレンダリングする手法を提案し、既存トラッカーへの置き換えを可能にするとともに、色統合により隣接表面での色の正確性を改善した。
原題: Rendering and Tracking the Directional TSDF: Modeling Surface Orientation for Coherent Maps ／ Malte Splietker, Sven Behnke
日本語で読む → - 論文共有制御ロボティクス
動的自律性割当のための人間-ロボット情報ストリーム分析
共有制御ロボット操作中の人間被験者データを収集し、人間・人間-ロボット相互作用・環境の情報ストリームから自律性レベル切替の予測に有効な特徴を機械学習で分析した研究。
原題: An Analysis of Human-Robot Information Streams to Inform Dynamic Autonomy Allocation ／ Christopher X. Miller, Temesgen Gebrekristos, Michael Young 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
多障害物環境における直列マニピュレータの運動学的制御における冗長性解決
複数のテンセグリティセグメントからなる直列マニピュレータについて、多障害物環境での冗長性解決を、エンドエフェクタの衝突回避経路計画（動的計画法）と機体の衝突回避運動計画（二次計画法）に分解して解く手法を提案し、シミュレーションで有効性を確認した。
原題: Redundancy Resolution in Kinematic Control of Serial Manipulators in Multi-Obstacle Environment ／ Wanda Zhao, Anatol Pashkevich, Damien Chablat
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
ひげセンサの非線形振動ダイナミクスを用いた移動ロボットの地形識別
移動ロボットのひげセンサの振動をホール効果センサで計測し、非線形な周波数成分をニューラルネットで分類することで、7種類の平坦地形を85.6%の精度で識別した。
原題: A Method to use Nonlinear Dynamics in a Whisker Sensor for Terrain Identification by Mobile Robots ／ Zhenhua Yu, S. M. Hadi Sadati, Hasitha Wegiriya 他
日本語で読む → - 論文セグメンテーション画像認識
Trans4Trans：透明物体と意味的シーン分割のための効率的Transformerによる視覚障がい者ナビ支援
ガラス扉などの透明障害物を分割できるデュアルヘッドTransformerモデルTrans4Transを提案し、深度情報と組み合わせたウェアラブル支援システムで安全なナビゲーションを実現した。
原題: Trans4Trans: Efficient Transformer for Transparent Object and Semantic Scene Segmentation in Real-World Navigation Assistance ／ Jiaming Zhang, Kailun Yang, Angela Constantinescu 他
日本語で読む → - 論文経路計画AI
グラフ畳み込みニューラルネットワークを用いた制約付き最短経路探索
必須通過ノードを含む最短経路問題に対し、制約ソルバーとグラフ畳み込みニューラルネットワークを組み合わせたハイブリッド手法を提案し、探索性能を向上させた。
原題: Constrained Shortest Path Search with Graph Convolutional Neural Networks ／ Kevin Osanlou, Christophe Guettier, Andrei Bursuc 他
日本語で読む → - 論文視覚的位置認識画像認識
視覚的位置認識のための意味論的強化注意学習
意味論的事前知識とデータ駆動の微調整を組み合わせた注意機構により、都市規模の視覚的位置認識で従来手法を上回る性能を達成した論文。
原題: Semantic Reinforced Attention Learning for Visual Place Recognition ／ Guohao Peng, Yufeng Yue, Jun Zhang 他
日本語で読む → - 論文言語グラウンディングロボティクス
ジェスチャーと言語理解を組み合わせた屋内ロボットの認知共有型ナビゲーション
人間のジェスチャーと自然言語を組み合わせて空間認識を共有し、屋内ロボットが対話的に目的地へ自律移動するシステムを構築した研究。
原題: Sharing Cognition: Human Gesture and Natural Language Grounding Based Planning and Navigation for Indoor Robots ／ Gourav Kumar, Soumyadip Maity, Ruddra dev Roychoudhury 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
鋼線伝達脚ロボットの非線形アクティブコンプライアンス制御による衝撃緩和
鋼線伝達式脚ロボット向けに、非線形アクティブコンプライアンス制御とアクティブインピーダンス制御を組み合わせた脚運動制御系を構築し、受動ばねなしで高速動歩行時の衝撃緩和と脚位置追従を実現した。
原題: Impact Mitigation for Dynamic Legged Robots with Steel Wire Transmission Using Nonlinear Active Compliance Control ／ Junjie Yang, Hao sun, Hao An 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
配送ロボットの対人インターフェース：ナビゲーション意図の表現
配送ロボットに搭載するeHMI（対人インターフェース）について、152人へのオンライン調査でディスプレイ型とライト型の意図伝達の分かりやすさを比較し、場面に応じた表示内容の好みを明らかにした。
原題: External Human-Machine Interface on Delivery Robots: Expression of Navigation Intent of the Robot ／ Shyam Sundar Kannan, Ahreum Lee, Byung-Cheol Min
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
仮想制約設計と複数Lyapunov解析による3次元二足歩行のグローバル位置追従制御
足着地衝撃を考慮した仮想制約とLyapunov解析に基づき、3次元二足ロボットが目標の時間変化する位置軌道を漸近的に追従する非線形制御手法を提案し、20関節ロボットの実験で有効性を示した。
原題: Global-Position Tracking Control of 3-D Bipedal Walking via Virtual Constraint Design and Multiple Lyapunov Analysis ／ Yan Gu, Yuan Gao, Bin Yao 他
日本語で読む → - 論文把持検出ロボティクス
双点ネットワークによる対向型把持検出
アンカーフリー物体検出の枠組みを用い、指先のペアとして把持姿勢を定義する新しい深層学習手法DD-Netを提案し、未知物体への把持検出で高い精度を達成した。
原題: Double-Dot Network for Antipodal Grasp Detection ／ Yao Wang, Yangtao Zheng, Boyang Gao 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 → - 論文模倣学習ロボティクス
三人称模倣学習のための自己教師あり分離表現学習
自己運動を伴うロボットタスク向けに、三人称視点の動画から行動方策を学ぶ手法を提案し、双対オートエンコーダと表現置換損失・時間コントラスト損失で状態と視点の表現を分離する。
原題: Self-Supervised Disentangled Representation Learning for Third-Person Imitation Learning ／ Jinghuan Shang, Michael S. Ryoo
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SLAM画像認識
PoseFusion2：リアルタイムでの背景再構成と人体形状復元の同時実現
動く人間を検出して動的物体を分離し、高密度な静的背景の再構成と人体ポーズ・形状の推定をリアルタイムで同時に行うSLAMフレームワークを提案した論文。
原題: PoseFusion2: Simultaneous Background Reconstruction and Human Shape Recovery in Real-time ／ Huayan Zhang, Tianwei Zhang, Tin Lun Lam 他
日本語で読む → - 論文ソナー知覚画像認識
前方監視ソナーのパッチマッチング：最新CNN・アンサンブル・不確実性
前方監視ソナー画像のパッチ類似度判定に複数のCNNアーキテクチャ（DenseNet/VGG、Siamese/2チャネル）を比較し、アンサンブルでAUC 0.978を達成した論文。
原題: Forward-Looking Sonar Patch Matching: Modern CNNs, Ensembling, and Uncertainty ／ Arka Mallick, Paul Plöger, Matias Valdenegro-Toro
日本語で読む → - 論文海洋ゴミ/セグメンテーション/ソナー画像認識
前方探査ソナーによる海洋ゴミセマンティックセグメンテーション用データセット
前方探査ソナー(FLS)で撮影した海洋ゴミの画像1868枚を11クラス+背景で構成したデータセットを公開し、各種セグメンテーションモデルのベースライン性能を比較した。
原題: The Marine Debris Dataset for Forward-Looking Sonar Semantic Segmentation ／ Deepak Singh, Matias Valdenegro-Toro
日本語で読む → - 論文プランニングAI
自律走行車のオフロード機動計画を機械学習で学習する
オフロード環境での自律走行車の経路計画と同期機動のスケジューリングに機械学習を活用し、最適計画の高速化と近似計画の品質向上、新たなスケジューリング可制御性に基づく学習支援アルゴリズムを提案した論文。
原題: Learning off-road maneuver plans for autonomous vehicles ／ Kevin Osanlou
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