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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3Dセグメンテーション画像認識
ICM-3D：3Dインスタンスセグメンテーションのためのインスタンス化カテゴリモデリング
3D点群のインスタンスセグメンテーションを、特徴埋め込みとクラスタリングの2段階ではなく、点ごとの分類問題として1ステップで解く手法ICM-3Dを提案した論文。
原題: ICM-3D: Instantiated Category Modeling for 3D Instance Segmentation ／ Ruihang Chu, Yukang Chen, Tao Kong 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
重み不均衡な有向ネットワークに対するイベントトリガ制御
重み不均衡な有向ロボットネットワークで動的合意に達するイベントトリガ制御を提案し、対数ノルムで安定性を証明、シミュレーションと実機で検証した。
原題: Event-Triggered Control for Weight-Unbalanced Directed Networks ／ Juan D. Pabon, Gustavo A. Cardona, Nestor I. Ospina 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
SASRA: 連続環境における視覚言語ナビゲーションのための意味論的時空間推論エージェント
意味マップと言語をクロスモーダルに接地するTransformer-再帰ハイブリッドモデルで、未知環境での連続3D視覚言語ナビゲーションの汎化性能をSPLで22%以上改善した。
原題: SASRA: Semantically-aware Spatio-temporal Reasoning Agent for Vision-and-Language Navigation in Continuous Environments ／ Muhammad Zubair Irshad, Niluthpol Chowdhury Mithun, Zachary Seymour 他
日本語で読む → - 論文ベンチマーク/知覚画像認識
近接車両からの水しぶきによる知覚への影響を評価するベンチマーク
走行中の車両が巻き起こす水しぶきがカメラやLiDAR、物体検出アルゴリズムに与える影響を再現可能に評価するための、軽量で設定可能なスプレー実験系と評価手法を提案した。
原題: A Benchmark for Spray from Nearby Cutting Vehicles ／ Stefanie Walz, Mario Bijelic, Florian Kraus 他
日本語で読む → - 論文医療画像/マーカーレス追跡画像認識
遮蔽に頑健なマーカーレス骨追跡による整形外科手術支援
RGB-Dカメラと動的ROI予測を備えたセグメンテーションネットワークにより、術中の遮蔽があってもマーカーなしで骨を高精度に追跡する手法を提案し、合成データ生成で学習を効率化した。
原題: Occlusion-robust Visual Markerless Bone Tracking for Computer-Assisted Orthopaedic Surgery ／ Xue Hu, Anh Nguyen, Ferdinando Rodriguez y Baena
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
評価フィードバックからプランナパラメータを適応学習するAPPLE
ロボットの動作に対するリアルタイムのスカラー評価だけを用いて、ナビゲーションプランナのパラメータを動的に調整する手法を提案し、静的パラメータやより負担の大きい教示手法を上回る性能を示した。
原題: APPLE: Adaptive Planner Parameter Learning from Evaluative Feedback ／ Zizhao Wang, Xuesu Xiao, Garrett Warnell 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
階層型強化学習によるセンサベースナビゲーション
LiDARの局所センサ情報のみを用い、階層型強化学習で自己がウェイポイントを設定しながら目標指向のロボットナビゲーションを学習する手法を提案した。
原題: Sensor-Based Navigation Using Hierarchical Reinforcement Learning ／ Christopher Gebauer, Nils Dengler, Maren Bennewitz
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
安全区間経路計画を用いた多目的競合ベース探索
移動時間と経路リスクなど複数の目的を同時に最適化する多目的マルチエージェント経路探索(MOMAPF)に対し、低レベル探索に多目的安全区間経路計画(MO-SIPP)を組み込んだ新しいMO-CBSを提案し、探索時間とパレート最適解の発見率を改善した。
原題: Multi-objective Conflict-based Search Using Safe-interval Path Planning ／ Zhongqiang Ren, Sivakumar Rathinam, Maxim Likhachev 他
日本語で読む → - 論文触覚/位置推定ロボティクス
触覚でナビゲート：幾何情報と地形分類を融合した触覚モンテカルロ位置推定
脚式ロボットの足裏力と関節・IMU情報のみから地形クラス確率と足接地点の幾何情報を融合し、事前地図内で自己位置を推定する手法を提案。ANYmal四脚ロボットで1.2km以上走行し誤差20cm未満を達成した。
原題: Navigating by Touch: Haptic Monte Carlo Localization via Geometric Sensing and Terrain Classification ／ Russell Buchanan, Jakub Bednarek, Marco Camurri 他
日本語で読む → - 論文軌道予測機械学習
DeepTrack：高速道路の車両経路予測のための軽量深層学習
時間畳み込みネットワークとdepthwise畳み込みを用いて、組込みIoT機器でリアルタイムに車両軌道を予測する軽量モデルを提案し、精度を保ちつつモデルサイズと計算量を削減した。
原題: DeepTrack: Lightweight Deep Learning for Vehicle Path Prediction in Highways ／ Vinit Katariya, Mohammadreza Baharani, Nichole Morris 他
日本語で読む → - 論文強化学習/マニピュレーション機械学習
多様性に基づく軌跡と目標選択を用いたHindsight Experience Replay
HERの経験サンプリングを改善するため、行列式点過程(DPP)で目標状態の多様性に基づき軌跡と遷移を選択するDTGSHを提案し、ロボットマニピュレーション5タスクで学習効率と性能の向上を示した。
原題: Diversity-based Trajectory and Goal Selection with Hindsight Experience Replay ／ Tianhong Dai, Hengyan Liu, Kai Arulkumaran 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
オフライン人間デモンストレーションからのロボットマニピュレーション学習で重要なこと
6つのオフライン学習アルゴリズムを5つのシミュレーションと3つの実世界の多段階マニピュレーションタスクで比較し、人間デモデータから学ぶ際の課題と教訓を明らかにした研究。
原題: What Matters in Learning from Offline Human Demonstrations for Robot Manipulation ／ Ajay Mandlekar, Danfei Xu, Josiah Wong 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
一般化座標変換を用いた劣駆動大規模マルチロボットシステムの集中自動制御
劣駆動ロボット群を対象に、一般化座標変換とエネルギー効率を重視した最適制御手法を提案し、数値・ロボットシミュレーションで有効性を示した論文。
原題: Automatic Centralized Control of Underactuated Large-scale Multi-robot Systems using a Generalized Coordinate Transformation ／ Babak Salamat, Christopher Johannes Starck, Heiko Hamann
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
経路ベース多目的D* Lite
複数目的の経路計画を効率化するため、経路ベースの展開で劣解を枝刈りする増分探索アルゴリズムMOPBD*とその準最適版を提案し、既存手法より最大1桁高速であることを示した。
原題: Multi-Objective Path-Based D* Lite ／ Zhongqiang Ren, Sivakumar Rathinam, Maxim Likhachev 他
日本語で読む → - 論文LiDARオドメトリロボティクス
LiDAR慣性オドメトリのための区分線形デスキュー
IMUの高周波運動情報を用いてLiDAR点群の動き歪みを区分線形補間で補正し、既存のLIOアルゴリズムの性能を特に高速移動時に向上させる手法を提案した。
原題: Piecewise Linear De-skewing for LiDAR Inertial Odometry ／ John Henawy, Zhengguo Li, Wei Yun Yau 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
現代のオープンソースVisual SLAM手法の比較
複数のオープンソースVisual SLAM手法を精度・計算性能・堅牢性・耐故障性の観点で比較評価し、データセット比較と実用面の分析も行った論文。
原題: Comparison of modern open-source visual SLAM approaches ／ Dinar Sharafutdinov, Mark Griguletskii, Pavel Kopanev 他
日本語で読む → - 論文最適制御math.OC
接触を伴う剛体システムの効率的な最適制御のためのリフト化接触ダイナミクス
接触を伴う剛体システムの最適制御において、状態・加速度・接触力・制御入力を最適化変数として持ち上げ、ニュートン法の収束性を改善しつつ計算コストを従来とほぼ同等に保つ手法を提案した。四足歩行の全身最適制御実験で収束速度が2倍以上に向上することを示した。
原題: Lifted contact dynamics for efficient optimal control of rigid body systems with contacts ／ Sotaro Katayama, Toshiyuki Ohtsuka
日本語で読む → - 論文ロボット管理システムロボティクス
サーバーレス構成によるサービスロボット管理システム
クラウドのサーバーレスアーキテクチャとセルラーIoT通信を用いて、複数種のサービスロボットを効率的に連携・管理するシステムを構築し、公共施設での実証実験で性能と機能を確認した。
原題: Serverless Architecture for Service Robot Management System ／ Kenji Nishimiya, Yuta Imai
日本語で読む → - 論文テレオペレーションロボティクス
ソフト成長ロボットマニピュレータにおける共有制御テレオペレーションのパラダイム
人間とソフト成長ロボットの間でタスク制御をどう分担するかを探るため、完全遠隔操作から段階的に自動化を加えた6種類のインタラクションパラダイムを実機とシミュレーションで実装・評価した。
原題: Shared-Control Teleoperation Paradigms on a Soft Growing Robot Manipulator ／ Fabio Stroppa, Mario Selvaggio, Nathaniel Agharese 他
日本語で読む → - 論文管内移動ロボットロボティクス
多出力差動機構を備えたモジュール式パイプクライマーIIIの設計と解析
3出力オープン差動機構を新たに設計し、配管内を走行するロボットが曲がり部でも滑りや引きずりを生じずに移動できることをシミュレーションで示した論文。
原題: Design and Analysis of Modular Pipe Climber-III with a Multi-Output Differential Mechanism ／ Vishnu Kumar, Saharsh Agarwal, Rama Vadapalli 他
日本語で読む → - 論文軌道力学ロボティクス
線形化衛星相対運動問題における基本解の幾何学的視点
閉じた主軌道周りの線形化相対運動解を効率的にパラメータ化するため、異なる座標系間のLyapunov-Floquet変換の解析的関係を明らかにし、自然な近接相対運動の迅速な計算と探索を可能にした。
原題: Geometric Perspectives on Fundamental Solutions in the Linearized Satellite Relative Motion Problem ／ Ethan Burnett, Hanspeter Schaub
日本語で読む → - 論文磁気駆動カプセル内視鏡ロボティクス
管内環境での往復回転磁気駆動によるワイヤレスカプセル内視鏡の軌道追従戦略
腸管内で往復回転磁気駆動されるカプセル内視鏡が目標軌道を追従するため、PD・適応・モデル予測・ロバスト多段MPCの4手法を設計し、蠕動や摩擦の不確かさを考慮してシミュレーションと実機（プラスチックファントム・摘出豚結腸）で有効性を検証した論文。
原題: Trajectory Following Strategies for Wireless Capsule Endoscopy under Reciprocally Rotating Magnetic Actuation in a Tubular Environment ／ Yangxin Xu, Keyu Li, Ziqi Zhao 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
5G技術が自動運転にもたらす重要性
5Gの低遅延・高信頼性が自動運転車とITSの意思決定をどう改善するかを分析し、今後の応用を展望した論文。
原題: The Importance of Autonomous Driving Using 5G Technology ／ Yuanzhe Jin, Neelanshi Varia, Chixiang Wang
日本語で読む → - 論文自動運転/模倣学習画像認識
強化学習コーチの模倣による都市部エンドツーエンド自動運転
鳥瞰図画像から連続操作を出力する強化学習エキスパートを訓練し、それを教師として単眼カメラ入力のエンドツーエンド運転エージェントを模倣学習で訓練した研究。
原題: End-to-End Urban Driving by Imitating a Reinforcement Learning Coach ／ Zhejun Zhang, Alexander Liniger, Dengxin Dai 他
日本語で読む → - 論文ビジュアルサーボ/着陸ロボティクス
ソフトウェアインザループを用いたクアッドコプターの単眼視覚自律着陸システム
Gazeboベースのソフトウェアインザループ環境で、単眼カメラのみで着陸パッドを追跡しクアッドコプターを自律着陸させるシステムを開発し、Odroid XU4搭載の実機F450でも実装可能なことを示した。
原題: Monocular visual autonomous landing system for quadcopter drones using software in the loop ／ Miguel Saavedra-Ruiz, Ana Mario Pinto-Vargas, Victor Romero-Cano
日本語で読む → - 論文水中ロボットロボティクス
ミミズに着想を得た多モード水中移動ロボット：設計・モデル化・実験
ミミズの体節構造と蠕動運動、プロペラ遊泳を組み合わせ、配管内クロールと水中3次元遊泳の両方を実現する多モードロボットを設計し、モデル化と実験で有効性を示した。
原題: An Earthworm-Inspired Multi-Mode Underwater Locomotion Robot: Design, Modeling, and Experiments ／ Hongbin Fang, Zihan He, Jian Xu
日本語で読む → - 論文近接センシングロボティクス
AuraSense：漏洩表面波によるロボットアーム全表面の近接検知と衝突回避
圧電素子1対でロボットアーム表面を伝わる漏洩表面波を利用し、死角のない近接検知を実現するシステムを提案・試作した。
原題: AuraSense: Robot Collision Avoidance by Full Surface Proximity Detection ／ Xiaoran Fan, Riley Simmons-Edler, Daewon Lee 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
推定アフォーダンスとタスク・モーション計画による未知物体の長期的操作
汎用タスク・モーション計画と知覚モジュールを統合し、未知物体の性質やアフォーダンスを推定して多段階の実世界操作を事前知識なしで行うシステムを構築した。
原題: Long-Horizon Manipulation of Unknown Objects via Task and Motion Planning with Estimated Affordances ／ Aidan Curtis, Xiaolin Fang, Leslie Pack Kaelbling 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
起伏地形を歩く二足歩行ロボットのための効率的な随時CLF反応型計画システム
低頻度のRRT*経路計画と高頻度のCLFベース反応制御を組み合わせ、未知の起伏地形や混雑環境で二足歩行ロボットCassie Blueを滑らかに誘導する計画システムを提案・実機検証した。
原題: Efficient Anytime CLF Reactive Planning System for a Bipedal Robot on Undulating Terrain ／ Jiunn-Kai Huang, Jessy W. Grizzle
日本語で読む → - 論文物体追跡画像認識
HiFT: 空中追跡のための階層的特徴トランスフォーマ
多層の類似度マップをトランスフォーマで融合し、空中プラットフォーム向けに高精度かつリアルタイムな物体追跡を実現した研究。
原題: HiFT: Hierarchical Feature Transformer for Aerial Tracking ／ Ziang Cao, Changhong Fu, Junjie Ye 他
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