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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 →- 論文運動計画ロボティクス
マルチモード推定によるロボット運動計画の近似トポロジカル最適化
経路最適化問題の全ての局所最適解（モード）を近似的に求めるマルチモード推定アルゴリズムを提案し、スパースロードマップと単一モード最適化を統合して漸近的収束を実現した。
原題: Approximate Topological Optimization using Multi-Mode Estimation for Robot Motion Planning ／ Andreas Orthey, Florian T. Pokorny, Marc Toussaint
日本語で読む → - 論文FPGAアクセラレーションロボティクス
ReconROSによる分散再構成可能ロボティクスシステムの設計
ROS 2とReconOSを統合し、ロボットアプリの一部をハードウェアで透過的に高速化できるフレームワークReconROSを提案し、その設計フローと実験結果を示した論文。
原題: Design of Distributed Reconfigurable Robotics Systems with ReconROS ／ Christian Lienen, Marco Platzner
日本語で読む → - 論文経路計画math.OC
都市環境における安全なUAV経路計画のための第三者リスクモデリングと評価
都市部でのUAV飛行が地上の人や車両に与えるリスクを確率・深刻度モデルで定量評価し、リスクを考慮した3D経路計画をEDAとA*を組み合わせたハイブリッド手法で解く研究。
原題: Third Party Risk Modelling and Assessment for Safe UAV Path Planning in Metropolitan Environments ／ Bizhao Pang, Xinting Hu, Wei Dai 他
日本語で読む → - 論文異常検知機械学習
自動ねじ締め作業における異常検知：データセットとユースケース
産業用ロボットによる自動ねじ締め作業の正常・異常データを収録したデータセットを公開し、時系列機械学習モデルで異常検知できることを示した論文。
原題: Detecting Faults during Automatic Screwdriving: A Dataset and Use Case of Anomaly Detection for Automatic Screwdriving ／ Błażej Leporowski, Daniella Tola, Casper Hansen 他
日本語で読む → - 論文マルチモーダル言語理解ロボティクス
対象依存UNITER：家庭用サービスロボット向けTransformerベースのマルチモーダル言語理解モデル
画像全体ではなく対象物体と関連領域に注目して指示表現と物体の関係を学習するUNITER拡張モデルを提案し、家庭用ロボットの言語指示理解精度を向上させた。
原題: Target-dependent UNITER: A Transformer-Based Multimodal Language Comprehension Model for Domestic Service Robots ／ Shintaro Ishikawa, Komei Sugiura
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
帯域制限下で障害物を越えるマルチエージェント空間ハンドシェイク
ロボット群の未位置合わせRGB画像を帯域制限と遮蔽に耐えながら圧縮・伝播し、分散的に意味セグメンテーションを行う学習可能なMASHネットワークを提案した。
原題: Overcoming Obstructions via Bandwidth-Limited Multi-Agent Spatial Handshaking ／ Nathaniel Glaser, Yen-Cheng Liu, Junjiao Tian 他
日本語で読む → - 論文モーションプランニングロボティクス
レヴィフライトを用いた確率的ロードマップ計画のための狭通路サンプリング手法
レヴィフライトに基づき狭い通路領域で重要なサンプルを生成し、PRMの完全性を向上させる手法を提案。2D・3Dのシミュレーションで有効性を示した。
原題: A Levy Flight based Narrow Passage Sampling Method for Probabilistic Roadmap Planners ／ Shubham Shukla, Lokesh Kumar, Titas Bera 他
日本語で読む → - 論文自動運転/意思決定ロボティクス
自動運転車の意思決定技術：学習ベース手法のレビューと展望
自動運転車の学習ベース意思決定手法を従来手法と比較しながらレビューし、既存車両への応用と今後の研究方向を整理したサーベイ論文。
原題: Decision-Making Technology for Autonomous Vehicles Learning-Based Methods, Applications and Future Outlook ／ Qi Liu, Xueyuan Li, Shihua Yuan 他
日本語で読む → - 論文ロボットプログラミングロボティクス
センシング品質を考慮した非専門家向けロボットプログラミング支援システム
センサの視野被覆などのセンシング品質を環境から自動計算し、非専門家がスキルパラメータを適切に選べるよう導くロボットプログラミングシステムを提案し、6自由度アームの物体把持タスクで実証した。
原題: SQRP: Sensing Quality-aware Robot Programming System for Non-expert Programmers ／ Yi-Hsuan Hsieh, Pei-Chi Huang, Aloysius K Mok
日本語で読む → - 論文行動予測画像認識
歩行者行動予測に必要なのはバウンディングボックスへの注意だけか？
バウンディングボックスのみを入力とするTransformerで歩行者の横断判断を予測し、PIEデータセットで精度91%を達成。CARLAによる大規模シミュレーションデータセットCP2Aも構築し、事前学習とファインチューニングの有効性を示した。
原題: Is attention to bounding boxes all you need for pedestrian action prediction? ／ Lina Achaji, Julien Moreau, Thibault Fouqueray 他
日本語で読む → - 論文ドローン配送cs.DC
不確実性下におけるドローン配送サービスのロバストな構成
都市部の風パターン変化や充電ステーションへの動的な到着を考慮し、不確実性下で最適なドローン配送サービスを選択・構成する確率的フォワード探索アルゴリズムを提案した論文。
原題: Robust Composition of Drone Delivery Services under Uncertainty ／ Babar Shahzaad, Athman Bouguettaya, Sajib Mistry
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
強化学習で補償する拡張カルマンフィルタによる姿勢推定
IMUの姿勢推定において、拡張カルマンフィルタのフィルタゲインを強化学習で学習・補償し、初期推定や初期ゲインの不正確さ、非ガウスノイズへの頑健性を向上させた研究。
原題: Reinforcement Learning Compensated Extended Kalman Filter for Attitude Estimation ／ Yujie Tang, Liang Hu, Qingrui Zhang 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボットロボティクス
五節リンク機構を用いたロボットトカゲの設計と解析
五節リンク機構を組み合わせてトカゲ型ロボットの脚を駆動する新しい機構を設計し、ベクトルループ法による位置解析とサーボモータ制御のプロトタイプで検証した論文。
原題: Design and Analysis of a Robotic Lizard using Five-Bar Mechanism ／ Rajashekhar V S, Dinakar Raj C K, Vishwesh S 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
軌道最適化における解多様体の学習による動作計画
軌道最適化の多様な解を潜在表現として学習し、深層生成モデルとして無限個の衝突回避軌道を生成する動作計画手法を提案した。
原題: Motion Planning by Learning the Solution Manifold in Trajectory Optimization ／ Takayuki Osa
日本語で読む → - 論文位置推定ロボティクス
グリッドセルを用いた海洋ビークルの経路積分による位置推定
脳の経路積分機構であるグリッドセルを模したモデルを用い、GPSの使えない水中で速度と方位からAUVの位置を推定する手法を提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Marine Vehicles Localization Using Grid Cells for Path Integration ／ Ignacio Carlucho, Manuel F. Bailey, Mariano De Paula 他
日本語で読む → - 論文逆強化学習ロボティクス
モデルベース逆強化学習による時間不変な報酬関数の学習
実演から時間不変なコストを学習することで、実行速度や時間的ずれに依存せず汎化する報酬関数を獲得する手法を提案し、Kukaアームでの配置・ペグ挿しタスクで有効性を示した。
原題: Learning Time-Invariant Reward Functions through Model-Based Inverse Reinforcement Learning ／ Todor Davchev, Sarah Bechtle, Subramanian Ramamoorthy 他
日本語で読む → - 論文HRIAI
ACT-Rで説得と倫理的立場を管理するストーリーテリングロボット：探索的評価
ACT-R認知アーキテクチャで制御され、COVID-19に関する対話で説得技法と倫理的立場を使い分けるストーリーテリングロボットを提案し、63名で探索的に評価した。
原題: A Storytelling Robot managing Persuasive and Ethical Stances via ACT-R: an Exploratory Study ／ Agnese Augello, Giuseppe Città, Manuel Gentile 他
日本語で読む → - 論文共感認識ロボティクス
ロボット語り手が引き出すユーザー共感のモデリング
ロボットの語りを聞く参加者の映像から、視線などの視覚行動パターンを用いて共感を自動検出する手法を初めて提案し、XGBoostで精度69%・AUC72%を達成した。
原題: Modeling User Empathy Elicited by a Robot Storyteller ／ Leena Mathur, Micol Spitale, Hao Xi 他
日本語で読む → - 論文運動学ロボティクス
3次元空間における閉運動学的鎖の配置構成について
球面関節で連結されたリンクからなる閉運動学的鎖の配置空間を調べ、対角長パラメータで単純な立方体領域として記述できる場合を見出し、運動計画や特異点解析への応用可能性を数値例で示した。
原題: On the Configurations of Closed Kinematic Chains in three-dimensional Space ／ Gerhard Zangerl, Alexander Steinicke
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
速度制約付き一輪車型ロボットの分散イベント・自己トリガ型カバレッジ制御
固定翼UAVのような一定速度の一輪車型ロボット群によるボロノイカバレッジ制御において、通信と制御の負荷を抑えるイベントトリガ型・自己トリガ型アルゴリズムを提案し、実機実験で検証した。
原題: Distributed Event- and Self-Triggered Coverage Control with Speed Constrained Unicycle Robots ／ Yuni Zhou, Lingxuan Kong, Stefan Sosnowski 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
SmartHand：義手・ロボット向け組み込み型スマートハンド
手の形をした多点触覚センサアレイから高解像度の触覚情報をリアルタイム処理する組み込みシステムを開発し、小型CNNをマイコン上に実装して低消費電力・低遅延で物体認識を実現した。
原題: SmartHand: Towards Embedded Smart Hands for Prosthetic and Robotic Applications ／ Xiaying Wang, Fabian Geiger, Vlad Niculescu 他
日本語で読む → - 論文海上ロボティクスロボティクス
テザー付きUAVと浮体ブイによる海上移動システムのサージ速度制御
ケーブルで接続したドローンが浮体ブイの前後方向速度を制御する新しい海上移動ロボットシステムを提案し、高忠実度モデルと極座標ベースの安定制御器を設計して波浪シナリオ下の数値シミュレーションで検証した。
原題: Marine Locomotion: A Tethered UAV$-$Buoy System with Surge Velocity Control ／ Ahmad Kourani, Naseem Daher
日本語で読む → - 論文運動学モデリングロボティクス
楕円型多関節構成に基づく人間の指の運動学モデリング手法
指関節の実際の動きが円軌道ではなく楕円軌道に近いことに着目し、軟組織の影響を考慮した新しい指の運動学モデルを提案し、従来の回転関節モデルより人間の指先軌道を高精度に再現できることを示した。
原題: A Novel Approach to Model the Kinematics of Human Fingers Based on an Elliptic Multi-Joint Configuration ／ Zeyu Wu, Luiza Labazanova, Peng Zhou 他
日本語で読む → - 論文ロボット超音波ロボティクス
動きを考慮したロボット3D超音波撮像システム
深度カメラとマーカー追跡で対象の動きをリアルタイムに監視し、スイープ軌道を自動更新して3D超音波画像を安定して合成するロボットシステムを提案した。
原題: Motion-Aware Robotic 3D Ultrasound ／ Zhongliang Jiang, Hanyu Wang, Zhenyu Li 他
日本語で読む → - 論文触覚画像認識
視覚と触覚による能動的な3D形状復元
高解像度の視覚型触覚センサを備えた触覚シミュレータとメッシュベースの3D形状復元モデルを組み合わせ、触覚・視触覚の事前情報で探索を導くデータ駆動型の能動的触覚探索フレームワークを構築した。
原題: Active 3D Shape Reconstruction from Vision and Touch ／ Edward J. Smith, David Meger, Luis Pineda 他
日本語で読む → - 論文弱教師あり学習ロボティクス
ヒューマノイドとの対話を通じた弱教師あり物体検出学習
ヒューマノイドロボット上で教師-学習者パイプラインと弱教師あり学習、オンライン学習を組み合わせ、人手のラベリング負担を抑えつつ物体検出モデルを新環境へ反復的に適応させる手法を提案した。
原題: Weakly-Supervised Object Detection Learning through Human-Robot Interaction ／ Elisa Maiettini, Vadim Tikhanoff, Lorenzo Natale
日本語で読む → - 論文自動運転/交通行動予測cs.CY
車線変更の地図帳：顧客フリート計測データによる位置依存の車線変更行動の分析
顧客車両の走行データから場所ごとの事前車線変更確率を算出し、インターチェンジでは車線変更が促進されカーブでは抑制されるなど位置依存の傾向を明らかにした。
原題: The Atlas of Lane Changes: Investigating Location-dependent Lane Change Behaviors Using Measurement Data from a Customer Fleet ／ Florian Wirthmüller, Jochen Hipp, Christian Reichenbächer 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
サブゴールカリキュラムによる自律強化学習
毎試行のリセットを不要にし、初期状態のカリキュラムを自動生成してエージェントが容易なタスクから難しいタスクへと学習できるVaPRLを提案した論文。
原題: Autonomous Reinforcement Learning via Subgoal Curricula ／ Archit Sharma, Abhishek Gupta, Sergey Levine 他
日本語で読む → - 論文点群処理ロボティクス
ロボティクス向けテンプレートライブラリRTL
点群処理や幾何演算を高速に行うC++17製ヘッダオンリーライブラリで、点群のクラスタリングや幾何形状による近似、LaTeX出力などを提供する。
原題: Robotic Template Library ／ Ales Jelinek, Adam Ligocki, Ludek Zalud
日本語で読む → - 論文能動的視覚探索ロボティクス
POMP++: 未知屋内環境におけるPOMCPベースの能動的視覚探索
未知の屋内環境で物体を探す能動的視覚探索のため、POMCPを拡張し学習不要でオンラインに方策を計画する手法を提案。床地図を動的に生成しつつ信念を再活性化する戦略で、2つの公開ベンチマークにおいて最先端を10%以上上回る成功率を達成した。
原題: POMP++: Pomcp-based Active Visual Search in unknown indoor environments ／ Francesco Giuliari, Alberto Castellini, Riccardo Berra 他
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