論文
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 →- 論文確率推論AI
ガウス信念伝播への視覚的入門
任意構造の因子グラフ上でメッセージをやり取りして近似推論を行うガウス信念伝播(GBP)を視覚的に解説し、局所情報のみで収束する分散推論フレームワークとしての可能性を示した入門記事。
原題: A visual introduction to Gaussian Belief Propagation ／ Joseph Ortiz, Talfan Evans, Andrew J. Davison
日本語で読む → - 論文ドメイン適応画像認識
SimROD: ロバスト物体検出のためのシンプルな適応手法
ドメインシフトと擬似ラベルノイズに対処するため、ドメイン中心の拡張・段階的自己ラベリング・教師誘導ファインチューニングを組み合わせ、モデル構造を変えずに物体検出モデルを適応させる手法を提案した。
原題: SimROD: A Simple Adaptation Method for Robust Object Detection ／ Rindra Ramamonjison, Amin Banitalebi-Dehkordi, Xinyu Kang 他
日本語で読む → - 論文計画ロボティクス
緩和仕様を用いたオートマトンに基づく最適計画法
仕様の緩和選好を重み付き有限状態編集システムで表現し、3方向積オートマトンで最小緩和ポリシーを最短経路探索により求める計画フレームワークを提案した。
原題: Automata-based Optimal Planning with Relaxed Specifications ／ Disha Kamale, Eleni Karyofylli, Cristian-Ioan Vasile
日本語で読む → - 論文変形物体把持ロボティクス
物理シミュレーションを用いた3D変形物体の把持生成
物理ベースシミュレータで生成した合成データのみで学習し、物体の剛性に応じて把持を適応させるディープラーニング手法を提案した論文。
原題: Towards synthesizing grasps for 3D deformable objects with physics-based simulation ／ Tran Nguyen Le, Jens Lundell, Fares J. Abu-Dakka 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
リッジと格子の触覚センシングのための人工SA-IおよびRA-I求心性線維
生体模倣触覚センサーを用いて、遅順応型と速順応型のI型触覚受容器の機能を模倣する2つの特徴量セットを提案し、自然触覚の3つの古典的実験でその妥当性を検証した。
原題: Artificial SA-I and RA-I Afferents for Tactile Sensing of Ridges and Gratings ／ Nicholas Pestell, Thom Griffith, Nathan F. Lepora
日本語で読む → - 論文可視化ツール画像認識
OdoViz: 3Dオドメトリ可視化・処理ツール
自動運転データセットのGPS/INS姿勢・点群・画像を3D可視化し、軌跡の比較やサブサンプリングを可能にするWebベースのオープンソースツールを開発した。
原題: OdoViz: A 3D Odometry Visualization and Processing Tool ／ Saravanabalagi Ramachandran, John McDonald
日本語で読む → - 論文強化学習/報酬整形AI
計画に基づく緩和型報酬整形による目標指向タスクの学習効率化
強化学習の探索問題に対し、従来のポテンシャルベース報酬整形の最適性保証を緩和したFinal-Volume-Preserving報酬整形を提案し、近似計画を活用してロボットマニピュレーションタスクのサンプル効率を改善した。
原題: Plan-Based Relaxed Reward Shaping for Goal-Directed Tasks ／ Ingmar Schubert, Ozgur S. Oguz, Marc Toussaint
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
GPS遮蔽環境で協調探索・目標発見を行うマルチUAVシステム
GPSが使えない障害物の多い環境で、複数のUAVが分散POMDPに基づき限られた情報を共有しながら協調して探索し目標を発見する枠組みを提案し、シミュレーションで機体数増加による探索時間・探索範囲・成功率の改善を示した。
原題: A Multi-UAV System for Exploration and Target Finding in Cluttered and GPS-Denied Environments ／ Xiaolong Zhu, Fernando Vanegas, Felipe Gonzalez 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
最短経路制約付き強化学習によるスパース報酬タスクの効率化
エージェントの軌道にk-最短経路制約を課し、冗長な探索を抑えることでスパース報酬タスクのサンプル効率を改善する手法を提案した論文。
原題: Shortest-Path Constrained Reinforcement Learning for Sparse Reward Tasks ／ Sungryull Sohn, Sungtae Lee, Jongwook Choi 他
日本語で読む → - 論文制御安定性ロボティクス
自己学習型ほぼリアプノフ批評家によるニューラル制御の安定化
モデルフリー強化学習でニューラル制御方策とリアプノフ批評家関数を同時に学習し、ほぼリアプノフ条件で吸引領域と不変性を推定して非線形システムの制御安定性を高める手法を提案した。
原題: Stabilizing Neural Control Using Self-Learned Almost Lyapunov Critics ／ Ya-Chien Chang, Sicun Gao
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
地形知覚不要の四脚ロボットによる多様地形での旋回運動：モデリング・解析・実験検証
不整地での旋回時に生じる位置ドリフトを抑えるため、足先運動学モデルとCoM計画法を改良し、LQRで追従制御する手法を提案。平地・階段・斜面で小型四脚ロボットによる実験で有効性を検証した。
原題: Terrain-perception-free Quadrupedal Spinning Locomotion on Versatile Terrains: Modeling, Analysis, and Experimental Validation ／ Hongwu Zhu, Dong Wang, Nathan Boyd 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
クラッタ量子化とQマップマスキングによる高速学習型把持・事前把持
散らかった環境で物体を把持するため、押し退けなどの事前把持動作と把持を強化学習で統合し、クラッタ変化に基づく報酬とマスク関数で実世界の学習を効率化したフレームワーク。
原題: Fast-Learning Grasping and Pre-Grasping via Clutter Quantization and Q-map Masking ／ Dafa Ren, Xiaoqiang Ren, Xiaofan Wang 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
慣性計測からの姿勢推定：動的用途におけるルンゲ効果の緩和
等間隔サンプリングの慣性計測で生じるルンゲ現象を、隣接サンプルを利用し中央区間のみ使うBAC戦略で抑え、姿勢計算の精度を大幅に改善した論文。
原題: Attitude Reconstruction from Inertial Measurement: Mitigating Runge Effect for Dynamic Applications ／ Yuanxin Wu, Maoran Zhu
日本語で読む → - 論文自動運転/軌道計画ロボティクス
自動合流計画と軌道最適化：自動運転への応用
自動運転車の合流問題を二層の自動合流計画と降下法ベースの軌道最適化に分離して解くアルゴリズムを提案し、最適な合流機会の発見や乗り心地を改善した。
原題: DL-AMP and DBTO: An Automatic Merge Planning and Trajectory Optimization and Its Application in Autonomous Driving ／ Yuncheng Jiang, Qi Lin, Jiwei Zhang 他
日本語で読む → - 論文異常検知ロボティクス
スマート製造における異常検知：ロボット仕上げシステムへの応用に焦点を当てたレビュー
スマート製造とロボット仕上げシステムにおける異常検知の構成要素・利点・課題・手法・未解決問題を概観したレビュー論文。
原題: Anomaly Detection in Smart Manufacturing with an Application Focus on Robotic Finishing Systems: A Review ／ Tareq Tayeh, Abdallah Shami
日本語で読む → - 論文群集ナビゲーションロボティクス
群集環境ナビゲーションのためのグループベース運動予測
歩行者群集内でロボットが安全に動くため、心理学のゲシュタルト理論に着想を得て群れ構造を考慮した予測とモデル予測制御を組み合わせ、実データのシミュレーションで安全性向上を示した論文。
原題: Group-based Motion Prediction for Navigation in Crowded Environments ／ Allan Wang, Christoforos Mavrogiannis, Aaron Steinfeld
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
人間ドライバーに共感する協調型自動運転
心理学の社会的価値志向を自動運転に取り入れ、競合シナリオでも経験学習のみで利他的に振る舞い安全で円滑な交通を実現するSymCoDriveを提案し、利他性の適切な調整が重要と示した。
原題: Cooperative Autonomous Vehicles that Sympathize with Human Drivers ／ Behrad Toghi, Rodolfo Valiente, Dorsa Sadigh 他
日本語で読む → - 論文ビンピッキングロボティクス
SynPick: 動的ビンピッキングシーン理解のためのデータセット
Amazon Robotics Challengeに着想を得た、ピッキング動作を含む動的なビンピッキングシーンの合成データセットを構築し、姿勢推定ベースラインを評価した論文。
原題: SynPick: A Dataset for Dynamic Bin Picking Scene Understanding ／ Arul Selvam Periyasamy, Max Schwarz, Sven Behnke
日本語で読む → - 論文球体ロボットロボティクス
SPIROS：6プロペラと噛み合いローターを備えた全方向球体ロボットの設計・モデリング・制御
6つの空気推進ローターを八面体配置した球体ロボットSPIROSを提案し、段差回避や急斜面登坂を可能にするとともに、動的モデルと純追従アルゴリズムによる経路追従制御を構築してシミュレーションで検証した論文。
原題: Design, Modelling and Control of SPIROS: The Six Propellers and Intermeshing Rotors Based Omnidirectional Spherical Robot ／ Yogesh Phalak
日本語で読む → - 論文LiDARオドメトリロボティクス
ブラックボックスLiDARオドメトリのための適応的ハイパーパラメータチューニング
内部構造を必要とせず、オフラインで誤差予測モデルを構築しオンラインで環境に応じてパラメータを適応選択することで、ブラックボックスな3D LiDARオドメトリの精度を向上させる枠組みを提案した。
原題: Adaptive Hyperparameter Tuning for Black-box LiDAR Odometry ／ Kenji Koide, Masashi Yokozuka, Shuji Oishi 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
不整地走行のためのリスク考慮型コストマップ学習
脚式ロボットの不整地ナビゲーション向けに、走行可能性コストの裾リスク（CVaR）をニューラルネットで学習し、外れ値に頑健なコストマップを生成する手法を提案した。
原題: Learning Risk-aware Costmaps for Traversability in Challenging Environments ／ David D. Fan, Sharmita Dey, Ali-akbar Agha-mohammadi 他
日本語で読む → - 論文強化学習理論機械学習
強化学習における平均報酬と割引報酬の最適性基準の再検討
強化学習の最適性基準である平均報酬と割引報酬の関係を体系的に整理し、人工的な割引因子の問題点と割引不要な平均報酬基準を直接最大化する利点を論じた論文。
原題: Examining average and discounted reward optimality criteria in reinforcement learning ／ Vektor Dewanto, Marcus Gallagher
日本語で読む → - 論文3Dセマンティックセグメンテーション画像認識
類似度を考慮した融合ネットワークによる3Dセマンティックセグメンテーション
2D画像と3D点群の幾何的・文脈的類似度を学習し、その類似度に基づいて両モダリティの融合度合いを適応的に調整するSAFNetを提案した論文。
原題: Similarity-Aware Fusion Network for 3D Semantic Segmentation ／ Linqing Zhao, Jiwen Lu, Jie Zhou
日本語で読む → - 論文マルチエージェント視覚ナビゲーション画像認識
協調視覚ナビゲーションのための大規模3Dデータセットと記憶拡張型通信フレームワーク
複数エージェントがフォトリアルな3D環境で協力して目的地へ移動する視覚ナビゲーションの大規模データセットCollaVNを構築し、過去の通信情報を外部記憶に保持する記憶拡張型通信手法を提案した。
原題: Collaborative Visual Navigation ／ Haiyang Wang, Wenguan Wang, Xizhou Zhu 他
日本語で読む → - 論文メタ強化学習機械学習
オフラインメタ強化学習におけるオンライン自己教師あり学習の活用
オフラインデータでメタ学習した方策が適応時に生じる分布シフトを、報酬ラベル不要のオンライン教師なしデータ収集で橋渡しするハイブリッド手法を提案し、ロボットの歩行・操作タスクで有効性を示した。
原題: Offline Meta-Reinforcement Learning with Online Self-Supervision ／ Vitchyr H. Pong, Ashvin Nair, Laura Smith 他
日本語で読む → - 論文視覚オドメトリ機械学習
不確実性伝播に基づく深層オドメトリのための一貫性損失
深層オドメトリにおいて各ステップの不確実性を伝播させ、増分損失と積分損失の重み付けを適応的に行う一貫性損失を提案し、視覚オドメトリの精度を向上させた論文。
原題: A Consistency-Based Loss for Deep Odometry Through Uncertainty Propagation ／ Hamed Damirchi, Rooholla Khorrambakht, Hamid D. Taghirad 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
反復グラウンディングによる視覚・動力学ドメインギャップを越えた方策転移
視覚と動力学の両方のドメインギャップを反復的に環境をグラウンディングすることで最小限の教師信号で方策を転移する手法IDAPTを提案し、歩行とマニピュレーションで有効性を示した。
原題: Policy Transfer across Visual and Dynamics Domain Gaps via Iterative Grounding ／ Grace Zhang, Linghan Zhong, Youngwoon Lee 他
日本語で読む → - 論文動作予測ロボティクス
継続学習による人間の動作予測の改善
多様なデータで頑健な動作表現を学習し、継続学習で新しい被験者ごとに微調整することで、人間の動作予測精度を向上させる手法を提案した。
原題: Improving Human Motion Prediction Through Continual Learning ／ Mohammad Samin Yasar, Tariq Iqbal
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
制御リアプノフ関数による柔軟ハイブリッドゼロダイナミクス歩行
柔軟モデルのCassieをハイブリッドシステムとして定式化し、歩容ライブラリと制御リアプノフ関数を組み合わせた最適化ベースのトルク制御で、理論保証付きの3次元動的歩行を実機で実現した。
原題: Control Lyapunov Functions for Compliant Hybrid Zero Dynamic Walking ／ Jenna Reher, Aaron D. Ames
日本語で読む → - 論文AR/ロボットプログラミングロボティクス
拡張現実ワークスペースによるオンライン・オフラインのロボットプログラミング
実ロボットのそばにいなくても、AR上で仮想ワークスペースを構築・保存し、仮想ロボットを操作してタスクのプログラミングやリアルタイム制御を可能にするインターフェースを提案し、分解作業のユーザー研究で使いやすさを評価した。
原題: Online and Offline Robot Programming via Augmented Reality Workspaces ／ Yong Joon Thoo, Jérémy Maceiras, Philip Abbet 他
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