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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 → - 論文群制御cs.MA
群れによる高速複数ターゲット追跡：社会的相互作用とエージェント記憶の相互作用
群れロボットが自分より速く逃げる複数ターゲットを追跡するための分散探索・追跡戦略を提案し、探索と活用の最適バランスやエージェント記憶の重要性をシミュレーションと6台のロボット実験で示した。
原題: Tracking Multiple Fast Targets With Swarms: Interplay Between Social Interaction and Agent Memory ／ Hian Lee Kwa, Jabez Leong Kit, Roland Bouffanais
日本語で読む → - 論文宇宙ロボティクスロボティクス
深層学習による宇宙機相対航法手法のサーベイ
宇宙機のランデブーや小天体・月着陸などにおける深層学習ベースの自律相対航法手法を体系的に調査し、課題と展望をまとめたサーベイ論文。
原題: Deep Learning-based Spacecraft Relative Navigation Methods: A Survey ／ Jianing Song, Duarte Rondao, Nabil Aouf
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
UAVのための適応的経路計画によるマルチ解像度セマンティックセグメンテーション
UAVが撮影画像から細部が必要な領域を検出し、その場所だけ低高度で高解像度撮影するよう経路をオンラインで適応させる手法を提案。深層学習セグメンテーション精度と飛行高度の関係モデルを導入し、農地の作物/雑草分類で実データ評価した。
原題: Adaptive Path Planning for UAV-based Multi-Resolution Semantic Segmentation ／ Felix Stache, Jonas Westheider, Federico Magistri 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 → - 論文群制御ロボティクス
複数ドローン協調による野外での3D人物モーションキャプチャ
複数の空撮カメラを協調制御し、障害物を避けながら最適な撮影配置を維持することで、マーカーなしで野外の人物動作をリアルタイムに3D再構成するシステムを開発した。
原題: 3D Human Reconstruction in the Wild with Collaborative Aerial Cameras ／ Cherie Ho, Andrew Jong, Harry Freeman 他
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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
公差誘導方策学習による適応的で転移可能な繊細な産業用挿入作業
挿入公差をタスク埋め込みとして用い、RS-GAILで多様なワークピースに対応できる方策を学習し、確率的推論で欠陥にも頑健な挿入姿勢を推定する手法を提案した。
原題: Tolerance-Guided Policy Learning for Adaptable and Transferrable Delicate Industrial Insertion ／ Boshen Niu, Chenxi Wang, Changliu Liu
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
把持動作のための力学系学習：位置と姿勢を同期させる微分同相写像アプローチ
微分同相写像に基づき位置と姿勢を結合した力学系を学習し、軌道全体で両者を同期させる把持動作フレームワークを提案。オンライン把持実験で有効性と適応性を示した。
原題: Learning Dynamical System for Grasping Motion ／ Xiao Gao, Miao Li, Xiaohui Xiao
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
日本語で読む → - 論文移動マニピュレーションロボティクス
移動マニピュレーションのための運動学モデル統合による協調動作生成
移動台車・アーム・対象物体の運動学を仮想キネマティックチェーンとして統合し、軌道最適化で協調的な移動マニピュレーション計画を実現した研究。
原題: Consolidating Kinematic Models to Promote Coordinated Mobile Manipulations ／ Ziyuan Jiao, Zeyu Zhang, Xin Jiang 他
日本語で読む → - 論文社会的相互作用/グループ検出AI
f-formationを用いた社会的相互作用グループ検出：分類・手法・データセット・応用・課題・今後の研究方向に関するサーベイ
ロボットが人間の集団に自然に加わるために必要なf-formation理論に基づく社会的グループ検出手法を、分類・カメラ視点・データセット・応用・課題の観点から体系的に整理したサーベイ論文。
原題: Detecting socially interacting groups using f-formation: A survey of taxonomy, methods, datasets, applications, challenges, and future research directions ／ Hrishav Bakul Barua, Theint Haythi Mg, Pradip Pramanick 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
汎用ロボットアームによる髪梳きシステムの設計と評価
市販の汎用ロボットアームで髪を自動的に梳くモジュール式システムを提案し、毛髪位置のセグメンテーション・経路計画・軌道生成を組み合わせて、48名による定量評価と30名による定性評価で様々な髪型に有効であることを示した。
原題: Design and Evaluation of a Hair Combing System Using a General-Purpose Robotic Arm ／ Nathaniel Dennler, Eura Shin, Maja Matarić 他
日本語で読む → - 論文自動運転/運動計画ロボティクス
階層型自動車線変更運動計画：自己最適から局所最適へ
車線変更が周囲交通に与える影響を最小化するため、戦術層で局所最適軌道を生成し操作層でMPC追従制御する階層型自動車線変更アルゴリズムを提案し、HighDデータで有効性を検証した。
原題: Hierarchical automatic lane-changing motion planning: from self-optimum to local-optimum ／ Yang Li, Linbo Li, Daiheng Ni 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 → - 論文触覚ロボティクス
身体的ヒューマンロボットインタラクションにおける触覚情報データセットTacActの構築と理解
介護ロボットの腕に人が触れた際のリアルタイム圧力分布を50名・計24,000動作分収集したデータセットTacActを構築し、LeNet-5による接触動作分類で有効性を検証した。
原題: Organization and Understanding of a Tactile Information Dataset TacAct During Physical Human-Robot Interactions ／ Peng Wang, Jixiao Liu, Funing Hou 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 → - 論文軌道計画ロボティクス
クアッドロータのウェイポイント飛行における時間最適計画
軌道に沿った進行度を導入することで時間配分と軌道を同時最適化し、アクチュエータ限界を活かした真に時間最適なクアッドロータ軌道を生成する手法を提案した。実機のドローンレースで人間のエキスパートパイロットを上回った。
原題: Time-Optimal Planning for Quadrotor Waypoint Flight ／ Philipp Foehn, Angel Romero, Davide Scaramuzza
日本語で読む → - 論文sim2realcs.DC
Webots.HPC：高性能計算で自動運転車の並列ロボティクスシミュレーションを実現するパイプライン
WebotsシミュレーションをHPC上でヘッドレス/GUI両モードで並列実行し、大量のシミュレーションデータを生成できるパイプラインを開発した。
原題: Webots.HPC: A Parallel Robotics Simulation Pipeline for Autonomous Vehicles on High Performance Computing ／ Matt Franchi
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
LiDAR強度画像の記述力を活用した3D SLAMのセグメントベースループ閉じ込め
合成LiDAR強度画像からセグメントの視覚的文脈を学習する深層ニューラルネットワークを提案し、単一のマルチビームLiDARで高記述的な位置署名を生成してSLAMのループ閉じ込め検出を改善した。
原題: On the descriptive power of LiDAR intensity images for segment-based loop closing in 3-D SLAM ／ Jan Wietrzykowski, Piotr Skrzypczyński
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 → - 論文変形物体モデリングロボティクス
多変量動的スプラインによる変形可能な線状物体モデルのシンプレクティック積分
ロープやケーブルなどの変形可能な線状物体を多変量動的スプラインでモデル化し、シンプレクティック積分で形状を効率的に予測する手法を提案した論文。
原題: Symplectic Integration for Multivariate Dynamic Spline-Based Model of Deformable Linear Objects ／ Alaa Khalifa, Gianluca Palli
日本語で読む → - 論文視覚強化学習AI
視覚連続制御を極める：改良データ拡張強化学習
データ拡張を用いたモデルフリー強化学習DrQを改良し、ピクセル観測からヒューマノイド歩行を含む複雑な連続制御タスクを単一GPUで効率的に学習できるDrQ-v2を提案した論文。
原題: Mastering Visual Continuous Control: Improved Data-Augmented Reinforcement Learning ／ Denis Yarats, Rob Fergus, Alessandro Lazaric 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
BayesSimIG: IsaacGymを用いた適応的ドメインランダム化のためのスケーラブルなパラメータ推論
シミュレーションパラメータの尤度不要推論に基づくドメインランダム化手法BayesSimをNVIDIA IsaacGymと統合し、GPUで大規模並列シミュレーションと推論を高速化するライブラリを提案した。
原題: BayesSimIG: Scalable Parameter Inference for Adaptive Domain Randomization with IsaacGym ／ Rika Antonova, Fabio Ramos, Rafael Possas 他
日本語で読む → - 論文接触制御/MPCロボティクス
高速な接触陰的モデル予測制御
接触の生成・消滅を扱う接触陰的MPCを提案し、LCP定式化と専用の内点法ソルバで高速化、四足ロボットの実機で非周期的動作の生成・追従を実証した。
原題: Fast Contact-Implicit Model-Predictive Control ／ Simon Le Cleac'h, Taylor Howell, Shuo Yang 他
日本語で読む → - 論文状態表現学習ロボティクス
ロボティクス事前知識を用いた連続行動空間における低次元状態表現学習
高次元の生センサ観測からロボティクス事前知識を活用して低次元状態表現を学習し、その表現上で方策を学習する枠組みを提案。移動ロボットの連続状態・行動空間でのナビゲーションに適用し、視覚・深度の外乱下でも実機へ再学習なしで転移できることを示した。
原題: Low Dimensional State Representation Learning with Robotics Priors in Continuous Action Spaces ／ Nicolò Botteghi, Khaled Alaa, Mannes Poel 他
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