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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SLAM/状態推定ロボティクス
LEO: 因子グラフ最適化におけるエネルギーベースモデルの学習
微分不可能なグラフ最適化器をループ内に含めて観測モデルをend-to-endで学習するエネルギーベース手法LEOを提案し、ナビゲーションと実世界の平面押しタスクで有効性を示した。
原題: LEO: Learning Energy-based Models in Factor Graph Optimization ／ Paloma Sodhi, Eric Dexheimer, Mustafa Mukadam 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
UAVアンカーSLAMによるIoTデバイス測位システムLIDAUS
GPSが使えない屋内環境で、UAVがRSSIのみを用いた多段階3D SLAMを行い、多数のIoTデバイスを自動測位するインフラ不要のシステムを提案した。
原題: LIDAUS: Localization of IoT Device via Anchor UAV SLAM ／ Yue Sun, Deqiang Xu, Zhuoming Huang 他
日本語で読む → - 論文安全強化学習機械学習
バリア証明書の学習による訓練時違反ゼロの安全強化学習
安全だが報酬の乏しい初期方策のみから、バリア証明書・ダイナミクスモデル・方策を交互に学習し、訓練中の安全違反をゼロに保つ安全RL手法CRABSを提案した論文。
原題: Learning Barrier Certificates: Towards Safe Reinforcement Learning with Zero Training-time Violations ／ Yuping Luo, Tengyu Ma
日本語で読む → - 論文介護ロボティクスロボティクス
自律型歩行器：Agebotsプロジェクトにおけるケーススタディ
高齢者介護向けに、位置認識機能を持つ自律型歩行器の実用モデルを反復開発した事例。学際チームが利用者と協働し、デザイン思考の有効性を示した。
原題: Autonomous Rollator: A Case Study in the Agebots Project ／ Jonas Frei, Anina Havelka, Markus Wüst 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションcs.GR
DASH: 視覚と言語を備えたモジュール式ヒューマンマニピュレーションシミュレーション
自然言語指示に従い、視覚・固有感覚・触覚のみで把持・積み上げ作業を行う仮想人間DASHを構築し、視覚・言語・操作モジュールに分割して解析と機械学習を組み合わせることで多様で流動的な動作を実現した。
原題: DASH: Modularized Human Manipulation Simulation with Vision and Language for Embodied AI ／ Yifeng Jiang, Michelle Guo, Jiangshan Li 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SLAM画像認識
深層形状事前分布を用いた物体指向SLAM
物体検出とカテゴリ別の深層形状事前分布を組み合わせ、前景物体の密な3Dモデルと背景の疎なランドマークを同時に構築する物体指向SLAMシステムを提案した。
原題: DSP-SLAM: Object Oriented SLAM with Deep Shape Priors ／ Jingwen Wang, Martin Rünz, Lourdes Agapito
日本語で読む → - 論文幾何力学ロボティクス
外部駆動される平面移動システムの幾何学的構造
周囲媒体から外力を受けて移動するロボットの2例を幾何力学で解析し、ドリフトなし系では運動計画、ドリフトあり系では非ホロノミック縮約による運動戦略を導出した。
原題: The Geometric Structure of Externally Actuated Planar Locomoting Systems in Ambient Media ／ Blake Buchanan, Tony Dear, Scott Kelly 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ドメイン適応による未知物体セグメンテーション
シミュレーションで学習した物体セグメンテーションモデルを、GANベースの画像変換とセグメンテーションで実世界に転移するsim2realフレームワークを提案し、ビンピッキングで未知物体のセグメンテーションを実現した。
原題: Unknown Object Segmentation through Domain Adaptation ／ Yiting Chen, Chenguang Yang, Miao Li
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 → - 論文深度補完画像認識
Bosch産業向け深度補完データセットBIDCD
ロボットアーム搭載深度カメラで金属産業部品のRGBDデータを収集し、深度補完モデルのベンチマークと合成データからのドメイン適応を検証した。
原題: BIDCD -- Bosch Industrial Depth Completion Dataset ／ Adam Botach, Yuri Feldman, Yakov Miron 他
日本語で読む → - 論文位置合わせロボティクス
マルチビューポイントクラウド位置合わせのためのバンドル調整
複数スキャンの剛体変換を推定するマルチビュー位置合わせにおいて、計測ノイズと計算コストを考慮した目的関数と局所分布集約による特徴更新を提案し、ボクセル量子化を用いた実用的なシステムを構築した。
原題: On Bundle Adjustment for Multiview PointCloud Registration ／ Huaiyang Huang, Yuxiang Sun, Jin Wu 他
日本語で読む → - 論文最適化ロボティクス
ブロック座標降下法による重心ダイナミクスの高速凸最適化
重心ダイナミクスの非凸最適化問題を2つの凸部分問題に分解し、ブロック座標降下法で交互に解くことで、四足ロボットSolo12の動的整合な多接触動作を従来法より4倍以上高速に生成できる手法を提案した。
原題: Rapid Convex Optimization of Centroidal Dynamics using Block Coordinate Descent ／ Paarth Shah, Avadesh Meduri, Wolfgang Merkt 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 → - 論文遠隔操作ロボットロボティクス
遠隔登校するK-12生徒のための音声明瞭度フィードバックシステムの長期実地評価
遠隔操作ロボットで授業に参加する在宅生徒に対し、聞き取りやすさを推定してフィードバックするシステムを4件の長期実地運用で評価し、音量調整の実態やマルチモーダルな理解手がかりの種類と頻度を明らかにした。
原題: Long-Term, in-the-Wild Study of Feedback about Speech Intelligibility for K-12 Students Attending Class via a Telepresence Robot ／ Matthew Rueben, Mohammad Syed, Emily London 他
日本語で読む → - 論文クラウドロボティクスロボティクス
FogROS: フォグ・ロボティクスの導入を自動化する適応型フレームワーク
ROSの拡張として、ソフトウェアの一部をクラウドに最小限の手間で配備し、追加のCPUコアやGPU等を活用できるFogROSを提案し、SLAM・把持計画・多核動作計画の3例で有効性を示した。
原題: FogROS: An Adaptive Framework for Automating Fog Robotics Deployment ／ Kaiyuan, Chen, Yafei Liang 他
日本語で読む → - 論文UAV探索・マッピングロボティクス
UAVによる大規模3Dマッピングに向けた能動的ループ閉じ込みを伴う高速探索手法REAL
UAVが未知の大規模環境を高速かつ正確に探索・地図構築するため、Peacock軌道とグラフベースの大域探索、能動的ループ閉じ込みを組み合わせた手法を提案し、シミュレーションで有効性を示した論文。
原題: REAL: Rapid Exploration with Active Loop-Closing toward Large-Scale 3D Mapping using UAVs ／ Eungchang Mason Lee, Junho Choi, Hyungtae Lim 他
日本語で読む → - 論文自動運転機械学習
自動運転車の再構想：AV2.0への道
DARPAチャレンジ以降の知見を踏まえ、機械学習中心の自動運転の代替ビジョンと研究課題を提示した論文。
原題: Reimagining an autonomous vehicle ／ Jeffrey Hawke, Haibo E, Vijay Badrinarayanan 他
日本語で読む → - 論文把持ロボティクス
ビンピッキング把持学習のためのデータ生成
PyBulletでYCB物体77種を用い、照明やカメラ姿勢・センサノイズなどを変えながら把持学習用の10万サンプル（セグメンテーション・RGB・6D姿勢・点群）を生成し公開した論文。
原題: Data Generation for Learning to Grasp in a Bin-picking Scenario ／ Yiting Chen, Miao Li
日本語で読む → - 論文プランニングロボティクス
全方位移動ロボットの並列タスク実行のための姿勢考慮型プランニング
全方位移動ロボットの姿勢遷移と位置遷移を同時に実行するため、両タスクを統合したプランニング手法OATEBを提案し、シミュレーションと実機で有効性を示した論文。
原題: Orientation-Aware Planning for Parallel Task Execution of Omni-Directional Mobile Robot ／ Cheng Gong, Zirui Li, Xingyu Zhou 他
日本語で読む → - 論文クアッドロータ制御ロボティクス
時間最適なクアッドロータ飛行のためのモデル予測輪郭制御
複数ウェイポイントを通過する時間最適軌道を、軌道計画と制御を同時に解くモデル予測輪郭制御(MPCC)でリアルタイム生成し、実機で最高60km/hを達成した研究。
原題: Model Predictive Contouring Control for Time-Optimal Quadrotor Flight ／ Angel Romero, Sihao Sun, Philipp Foehn 他
日本語で読む → - 論文LiDAR自己位置推定ロボティクス
都市環境での長期LiDAR自己位置推定のためのオンライン距離画像ベースのポール抽出器
3D LiDARスキャンから生成した距離画像上で直接計算を行い、GPUなしでオンライン動作する高速なポール抽出法を提案し、様々なデータセットで自己位置推定性能を検証した論文。
原題: Online Range Image-based Pole Extractor for Long-term LiDAR Localization in Urban Environments ／ Hao Dong, Xieyuanli Chen, Cyrill Stachniss
日本語で読む → - 論文外骨格制御ロボティクス
神経筋骨格モデルに基づく両足首外骨格の適応制御：歩行条件を超えた生体関節トルクと筋電図の低減
個人固有の神経筋骨格モデルで筋電図と関節角度から生体足首トルクをリアルタイム推定し、外骨格を適応制御する手法を提案。未学習の歩行条件や遷移でも生体トルクと筋活動を低減できることを示した。
原題: Neuromechanical model-based adaptive control of bi-lateral ankle exoskeletons: biological joint torque and electromyogram reduction across walking conditions ／ Guillaume Durandau, Wolfgang Rampeltshammer, Herman van der Kooij 他
日本語で読む → - 論文ドメイン適応/パノラマセグメンテーション画像認識
DensePASS: 注意機構強化型コンテキスト交換による教師なしドメイン適応を用いた高密度パノラマ意味セグメンテーション
ピンホールカメラ画像で学習したモデルをラベルなしの360度パノラマ画像に適応させる教師なしドメイン適応タスクを定式化し、新データセットDensePASSと注意機構ベースのフレームワークを提案した論文。
原題: DensePASS: Dense Panoramic Semantic Segmentation via Unsupervised Domain Adaptation with Attention-Augmented Context Exchange ／ Chaoxiang Ma, Jiaming Zhang, Kailun Yang 他
日本語で読む → - 論文点群セグメンテーション画像認識
DRINet: 二重表現反復学習による点群セグメンテーションネットワーク
点群を点とボクセルの二表現で反復的に学習し、大規模点群でも高精度・高速にセグメンテーションできるネットワークを提案した。
原題: DRINet: A Dual-Representation Iterative Learning Network for Point Cloud Segmentation ／ Maosheng Ye, Shuangjie Xu, Tongyi Cao 他
日本語で読む → - 論文近接知覚/サーベイロボティクス
人間中心ロボティクスにおける近接知覚：センシングシステムと応用に関するサーベイ
人間中心ロボティクスにおける近接知覚技術の発展を初期から現在まで概観し、マニピュレータ外装とグリッパ内部という2つの配置シナリオに基づく分類、測定原理、応用例、今後の動向をまとめたサーベイ論文。
原題: Proximity Perception in Human-Centered Robotics: A Survey on Sensing Systems and Applications ／ Stefan Escaida Navarro, Stephan Mühlbacher-Karrer, Hosam Alagi 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
アクティブビジョンによる相対位置推定で強化したドローン群れの機敏なフォーメーション制御
鳥の群れに着想を得たグラフベース注意計画で各ドローンの視野を能動的に向け、UWBやVIOと融合して相対位置を推定し、群れのフォーメーション制御精度を向上させた研究。
原題: Agile Formation Control of Drone Flocking Enhanced with Active Vision-based Relative Localization ／ Peihan Zhang, Gang Chen, Yuzhu Li 他
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