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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: 2021/7/1 ／ 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 →- 論文ソフトロボティクスロボティクス
感覚運動グラフ：柔軟ロボットハンドのダイナミクスを学習する行動条件付きグラフニューラルネットワーク
柔軟ロボットハンドの運動を、部品間の接続構造を観測から学習するグラフニューラルネットワークでモデル化し、構造を考慮しない手法より高精度かつ頑健にダイナミクスを予測できることを示した論文。
原題: SENSORIMOTOR GRAPH: Action-Conditioned Graph Neural Network for Learning Robotic Soft Hand Dynamics ／ João Damião Almeida, Paul Schydlo, Atabak Dehban 他
日本語で読む → - 論文逆強化学習機械学習
部分制御環境における逆強化学習のための階層ベイズモデル
実世界で逆強化学習を行う際に生じる、専門家以外の物体やエージェントによる妨害観測を明示的にモデル化する階層ベイズ手法を提案し、シミュレーションの仕分けタスクで有効性を示した。
原題: A Hierarchical Bayesian model for Inverse RL in Partially-Controlled Environments ／ Kenneth Bogert, Prashant Doshi
日本語で読む → - 論文パラレルマニピュレーションロボティクス
再構成可能なモジュラーハイブリッド・パラレルマニピュレータのトポロジ設計と位置解析
2自由度モジュールを直列・並列に組み替えることでハイブリッド型やパラレル型のマニピュレータを構成し、そのトポロジ設計と順・逆位置解析を行った論文。
原題: Topology Design and Position Analysis of a Reconfigurable Modular Hybrid-Parallel Manipulator ／ Rajashekhar Vachiravelu Saminathan
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
脚式ロボットのための視覚・慣性・LiDAR・脚オドメトリ統合ナビゲーション
視覚・慣性・LiDAR・脚オドメトリの4センサをファクタグラフで密結合し、脚オドメトリの速度バイアスをオンライン推定することで、不整地や暗所でも高精度に自己位置推定できるシステムを開発した。
原題: VILENS: Visual, Inertial, Lidar, and Leg Odometry for All-Terrain Legged Robots ／ David Wisth, Marco Camurri, Maurice Fallon
日本語で読む → - 論文プランニングロボティクス
大規模並列化された遅延プランニング
グラフ探索と辺評価を完全に非同期並列化した遅延探索アルゴリズムMPLPを提案し、3Dヒューマノイドナビゲーションとロボット組立のタスク・モーションプランニングで既存手法を上回る性能を示した。
原題: MPLP: Massively Parallelized Lazy Planning ／ Shohin Mukherjee, Sandip Aine, Maxim Likhachev
日本語で読む → - 論文AI政策cs.CY
持続可能な開発目標達成に向けた人工知能の役割
AIがSDGs達成を加速する応用例と、妨げになりうる懸念点を示し、有益なAI利用のための標準ガイドラインと規制の重要性を論じた展望論文。
原題: Artificial Intelligence in Achieving Sustainable Development Goals ／ Hoe-Han Goh
日本語で読む → - 論文VSLAMロボティクス
現代の汎用ビジュアルSLAM手法の比較
ORB-SLAM3・OpenVSLAM・RTABMapという3つの代表的VSLAM手法を複数ドメインのデータセットで比較し、サービスロボット向け汎用VSLAMの選択肢を検討した論文。
原題: A Comparison of Modern General-Purpose Visual SLAM Approaches ／ Alexey Merzlyakov, Steve Macenski
日本語で読む → - 論文UAV/適応制御ロボティクス
UAVのミッション適応を保証するアーキテクチャ
設計時に想定しなかった状況にも対応できるよう、MORPH適応ソフトウェアアーキテクチャをUAVに適用し、制御器合成と実行時再構成でミッション変更の正しさを保証する手法を提案・検証した論文。
原題: Assured Mission Adaptation of UAVs ／ Sebastián Zudaire, Leandro Nahabedian, Sebastián Uchitel
日本語で読む → - 論文指示理解ロボティクス
説明可能性を活用した実世界での指示表現の理解
物体カテゴリの制約なしに、説明可能性手法でシーンの注目領域を特定し、曖昧な指示表現の対象物体を解決する手法を提案した論文。
原題: Leveraging Explainability for Comprehending Referring Expressions in the Real World ／ Fethiye Irmak Dogan, Gaspar I. Melsion, Iolanda Leite
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚フィードバックと反射制御で視覚なしでも安定した義手操作を実現
布製触覚センサと振動フィードバック、把持反射制御を組み合わせた筋電義手システムを開発し、直接視認できない状況での物体把持・移動の一貫性が向上することを示した。
原題: Sensorimotor-inspired Tactile Feedback and Control Improve Consistency of Prosthesis Manipulation in the Absence of Direct Vision ／ Neha Thomas, Farimah Fazlollahi, Jeremy D. Brown 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
散乱した剛体物体のための掘削学習
散乱した不規則な剛体物体を掘削するため、CNNによる成功予測とサンプリング最適化による軌道計画を組み合わせた学習ベース手法を提案し、実機・シミュレーションでベースラインを大きく上回る性能を示した。
原題: Excavation Learning for Rigid Objects in Clutter ／ Qingkai Lu, Liangjun Zhang
日本語で読む → - 論文モデリングツールロボティクス
剛体と軟体のハイブリッドロボットのための幾何学的可変ひずみ法に基づくMATLABツールボックス
Cosseratロッドの幾何学的可変ひずみモデルを統合し、軟体・剛体・ハイブリッドロボットの静的・動的解析を可能にする使いやすいMATLABツールボックスSoRoSimを開発し、文献結果との比較で検証した。
原題: A MATLAB Toolbox for Hybrid Rigid Soft Robots Based on the Geometric Variable Strain Approach ／ Anup Teejo Mathew, Ikhlas Ben Hmida, Costanza Armanini 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーション画像認識
空間推論を補助タスクで教えるマルチオブジェクトナビゲーション
視覚ナビゲーションエージェントに空間関係を推定する補助タスクを追加学習させ、マルチオブジェクトナビゲーションの性能を大幅に向上させた研究。
原題: Teaching Agents how to Map: Spatial Reasoning for Multi-Object Navigation ／ Pierre Marza, Laetitia Matignon, Olivier Simonin 他
日本語で読む → - 論文協調制御ロボティクス
無信号交差点における接続自動運転車の競合なし協調手法：グラフベースモデリングと最適性解析
無信号交差点での車両通過順序をグラフ理論でモデル化し、局所最適解と大域最適解を求める2つのアルゴリズムを提案して、分散制御で競合のない協調走行を実現した。
原題: Conflict-free Cooperation Method for Connected and Automated Vehicles at Unsignalized Intersections: Graph-based Modeling and Optimality Analysis ／ Chaoyi Chen, Qing Xu, Mengchi Cai 他
日本語で読む → - 論文3D点群セグメンテーション画像認識
ランダムサンプリングによる大規模3D点群の効率的なセマンティックセグメンテーション
複雑な点選択の代わりにランダムサンプリングと局所特徴集約を組み合わせ、大規模3D点群を高速かつ高精度にセマンティックセグメンテーションするRandLA-Netを提案した論文。
原題: Learning Semantic Segmentation of Large-Scale Point Clouds with Random Sampling ／ Qingyong Hu, Bo Yang, Linhai Xie 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーション機械学習
ManiSkill: 大規模デモンストレーション付き汎用マニピュレーション技能ベンチマーク
多様な3D形状の物体を扱う操作技能を評価する物理シミュレータベンチマークを提案し、約3.6万軌道のデモと3D深層学習・模倣学習のベースラインを提供した。
原題: ManiSkill: Generalizable Manipulation Skill Benchmark with Large-Scale Demonstrations ／ Tongzhou Mu, Zhan Ling, Fanbo Xiang 他
日本語で読む → - 論文ロボット設計ロボティクス
陸上ロボット設計のための多目的グラフヒューリスティック探索
制御と形態（離散トポロジー含む）を複数目的で同時設計するため、単目的グラフヒューリスティック探索を多目的に拡張し、GNNベースの汎用多目的ヒューリスティックで効率的にパレート解を探索する手法を提案した論文。
原題: Multi-Objective Graph Heuristic Search for Terrestrial Robot Design ／ Jie Xu, Andrew Spielberg, Allan Zhao 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
行動前に見ることを学ぶ：操作のための視覚事前学習
視覚タスクで事前学習したモデルをアフォーダンス予測に転移することで、ロボット操作の汎化性能とサンプル効率が向上し、短時間の経験で新規物体の把持成功率約80%を達成した。
原題: Learning to See before Learning to Act: Visual Pre-training for Manipulation ／ Lin Yen-Chen, Andy Zeng, Shuran Song 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
7自由度ヒト腕型マニピュレータの幾何学的姿勢最適化
7自由度の腕型機構に対して、特異点に強く計算効率の良い幾何学的な姿勢最適化手法を提案し、肩・肘と手首の分離した戦略で到達性と把持方向を保証する。
原題: Geometrical Postural Optimisation of 7-DoF Limb-Like Manipulators ／ Carlo Tiseo, Sydney Rebecca Charitos, Michael Mistry
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
敵対的環境生成による分布ロバスト方策学習
環境の生成モデルを学習し、潜在空間での勾配上昇により現実的な敵対的環境を生成することで、分布シフトに対してロバストな制御方策を学習する手法DRAGENを提案した。
原題: Distributionally Robust Policy Learning via Adversarial Environment Generation ／ Allen Z. Ren, Anirudha Majumdar
日本語で読む → - 論文自動運転安全性ロボティクス
データ駆動型の自動運転安全コンセプト合成に向けて
ハミルトン・ヤコビ到達可能性を共通枠組みとして既存の自動運転安全コンセプトを比較し、データ駆動的に安全性の責任分担や文脈依存性を扱う手法を提案した論文。
原題: Towards Data-Driven Synthesis of Autonomous Vehicle Safety Concepts ／ Karen Leung, Andrea Bajcsy, Edward Schmerling 他
日本語で読む → - 論文UAV自律制御ロボティクス
カーネギーメロン大学TartanチームによるMBZIRC 2020での迅速展開可能な自律航空機のミッションレベルロバスト性
視覚と制御の一般的技術を用い、成果監視と回復戦略でミッション構造にロバスト性を組み込んだ自律UAVシステムを開発し、MBZIRC 2020で実機評価した。
原題: Mission-level Robustness with Rapidly-deployed, Autonomous Aerial Vehicles by Carnegie Mellon Team Tartan at MBZIRC 2020 ／ Anish Bhattacharya, Akshit Gandhi, Lukas Merkle 他
日本語で読む → - 論文自動運転/マルチエージェント強化学習ロボティクス
マルチエージェントA2Cによる協調型自動運転車の利他的マニューバ計画
マルチエージェント強化学習（A2C）を用い、周囲の自動運転車や人間ドライバーの効用を考慮した利他的なマニューバ計画を分散報酬設計で学習させる手法を提案した論文。
原題: Altruistic Maneuver Planning for Cooperative Autonomous Vehicles Using Multi-agent Advantage Actor-Critic ／ Behrad Toghi, Rodolfo Valiente, Dorsa Sadigh 他
日本語で読む → - 論文強化学習/制御AI
非標準環境下でのクアッドコプター姿勢制御に向けた形式性能指標付き強化学習
モーター故障や突風などの非標準条件下でクアッドコプターの姿勢制御器を強化学習で設計し、信号時相論理に基づく性能指標で評価した研究。
原題: Reinforcement Learning with Formal Performance Metrics for Quadcopter Attitude Control under Non-nominal Contexts ／ Nicola Bernini, Mikhail Bessa, Rémi Delmas 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
ヒューマノイドロボット複数体の画像からのリアルタイム姿勢推定
RoboCupヒューマノイドリーグ向けに、複数のヒューマノイドロボットの姿勢を画像からリアルタイム推定する軽量モデルを提案し、新データセットHumanoidRobotPoseを構築した。
原題: Real-time Pose Estimation from Images for Multiple Humanoid Robots ／ Arash Amini, Hafez Farazi, Sven Behnke
日本語で読む → - 論文画像生成画像認識
物理モデルで導く生成ネットワークの特徴分離フレームワーク
画像変換における物理現象（遮蔽や霧など）の絡み合いを解きほぐすため、微分可能・非微分可能な物理モデルやニューラルネットで誘導する3つの分離戦略を提案し、変換品質と制御性を大幅に向上させた。
原題: Physics-informed Guided Disentanglement in Generative Networks ／ Fabio Pizzati, Pietro Cerri, Raoul de Charette
日本語で読む → - 論文テレオペレーションロボティクス
遠隔操作ロボットの動特性が環境知覚に与える影響を調べる新テストベッド
リーダ・フォロワ間の伝達特性を再構成できるテレロボットのテストベッドを構築し、操作者が遠隔環境の動特性を知覚・学習する過程を調べる基盤を提案した。
原題: A novel testbed for investigating the impact of teleoperator dynamics on perceived environment dynamics ／ Mohit Singhala, Jeremy D. Brown
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
建設自動化のためのエンドツーエンド実時間視覚認識フレームワーク
レンガの検出・位置推定・姿勢推定を統合した視覚認識フレームワークを提案し、UR5マニピュレータ上で壁構築タスクの自律実行を実証した。
原題: End-To-End Real-Time Visual Perception Framework for Construction Automation ／ Mohit Vohra, Ashish Kumar, Ravi Prakash 他
日本語で読む → - 論文自動運転プランニングロボティクス
最適動作プリミティブを用いた時空間ラティスプランニング
ラティス上の動作プリミティブ集合を混合整数線形計画で最適化し、A*探索と振動除去を組み合わせて駐車場・高速道路の自動運転計画を検証した論文。
原題: Spatio-Temporal Lattice Planning Using Optimal Motion Primitives ／ Alexander Botros, Stephen L. Smith
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
DronePaint：ジェスチャー認識でドローン群を操る光のペイント
DNNベースの手ジェスチャー認識により、追加デバイスなしでドローン群をリアルタイムに軌道描画制御するヒューマン・スワームインタラクションシステムを提案し、99.75%の認識精度と描画誤差5.6cmを達成した。
原題: DronePaint: Swarm Light Painting with DNN-based Gesture Recognition ／ Valerii Serpiva, Ekaterina Karmanova, Aleksey Fedoseev 他
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