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 →- 論文場所認識画像認識
意味情報を用いた大規模場所認識のためのセマンティック・スキャンコンテキスト
点群の場所認識において、低レベル特徴ではなく意味情報を活用した新たなグローバル記述子「Semantic Scan Context」を提案し、2段階のグローバル意味ICPで位置合わせを行うことでKITTIデータセット上で従来手法を大きく上回る精度を達成した。
原題: SSC: Semantic Scan Context for Large-Scale Place Recognition ／ Lin Li, Xin Kong, Xiangrui Zhao 他
日本語で読む → - 論文歩行機械学習
脚式ロボットのための高速モータ適応
四足歩行ロボットが未知の地形や負荷変化に瞬時に適応できるよう、シミュレーションのみで訓練した基本ポリシーと適応モジュールを組み合わせたRMAアルゴリズムを提案し、実機A1で多様な地形での高い性能を示した。
原題: RMA: Rapid Motor Adaptation for Legged Robots ／ Ashish Kumar, Zipeng Fu, Deepak Pathak 他
日本語で読む → - 論文進化ロボティクスロボティクス
エネルギー効率が進化ロボットの形態と行動に与える影響
シミュレータにバッテリモデルを追加し、適応度評価にエネルギー消費を組み込むことで、進化ロボットの形態と行動がどう変化するかを調査した研究。
原題: Impact of Energy Efficiency on the Morphology and Behaviour of Evolved Robots ／ Margarita Rebolledo, Daan Zeeuwe, Thomas Bartz-Beielstein 他
日本語で読む → - 論文セグメンテーション画像認識
Trans4Trans：透明物体セグメンテーションで視覚障害者の歩行を支援する効率的Transformer
ガラス扉などの透明物体を高精度にセグメンテーションする二頭型Transformerモデルを開発し、携帯GPUで動作するウェアラブル歩行支援システムとして実証した。
原題: Trans4Trans: Efficient Transformer for Transparent Object Segmentation to Help Visually Impaired People Navigate in the Real World ／ Jiaming Zhang, Kailun Yang, Angela Constantinescu 他
日本語で読む → - 論文変形物体操作ロボティクス
学習した操作特徴と回復方策による密な非平面結び目の解きほぐし
ロープやケーブルの密な結び目を解くため、把持位置を精密化するLOKIと進捗を検知して回復動作を行うSPiDERManを提案し、実機で従来より高い成功率を達成した。
原題: Untangling Dense Non-Planar Knots by Learning Manipulation Features and Recovery Policies ／ Priya Sundaresan, Jennifer Grannen, Brijen Thananjeyan 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
自律性2.0：自動運転はなぜ常に5年先なのか
自動運転の進展が遅い原因を人手設計・路上試験依存・高コストにあると分析し、ML中心の新アプローチ「Autonomy 2.0」の設計原則と課題を提示した論文。
原題: Autonomy 2.0: Why is self-driving always 5 years away? ／ Ashesh Jain, Luca Del Pero, Hugo Grimmett 他
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 → - 論文軌道予測ロボティクス
グラフと再帰型ニューラルネットワークによる高速道路走行の車両軌道予測
周囲車両との相互作用を有向グラフで表し、RNNで車両の動態特徴を抽出するGNN-RNNエンコーダ・デコーダで、台数が変動する状況でも対象車両の将来軌道を予測する手法を提案した。
原題: Graph and Recurrent Neural Network-based Vehicle Trajectory Prediction For Highway Driving ／ Xiaoyu Mo, Yang Xing, Chen Lv
日本語で読む → - 論文視覚オドメトリロボティクス
RAM-VO：視覚オドメトリにおける「少ないほど良い」
注視機構（RAM）を視覚オドメトリに拡張し、単眼画像から6自由度の自己位置を推定する軽量モデルを提案。KITTIで画像情報の5.7%のみを使い競争力のある精度を達成。
原題: RAM-VO: Less is more in Visual Odometry ／ Iury Cleveston, Esther L. Colombini
日本語で読む → - 論文クロスモーダル言語生成ロボティクス
ケース関係トランスフォーマ：把持指示のためのクロスモーダル言語生成モデル
画像から物体の把持指示文を生成するクロスモーダル言語生成モデルCRTを提案し、Transformerで視覚特徴と幾何特徴を統合してデータ拡張を実現した。
原題: Case Relation Transformer: A Crossmodal Language Generation Model for Fetching Instructions ／ Motonari Kambara, Komei Sugiura
日本語で読む → - 論文迎撃・軌道推定ロボティクス
頭脳で勝る：ステレオカメラで高速侵入ドローンの軌道を再構成し迎撃する
ステレオカメラとYOLOv3 Tinyで侵入ドローンを検出・追跡し、8の字軌道をベルヌーイレムニスケートで近似して迎撃点を計算する手法を提案し、シミュレーションと実機実験で検証した。
原題: Brain over Brawn: Using a Stereo Camera to Detect, Track, and Intercept a Faster UAV by Reconstructing the Intruder's Trajectory ／ Antonella Barisic, Frano Petric, Stjepan Bogdan
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 → - 論文経路計画ロボティクス
球面調和関数を用いた衝突回避
球面調和関数でエージェント周囲の衝突回避可能な解空間を推定し、リアルタイムで安全な軌道を生成する最適化ベースのプランナを提案した論文。
原題: Collision Avoidance Using Spherical Harmonics ／ Steven Patrick, Efstathios Bakolas
日本語で読む → - 論文道路検出画像認識
擬似LiDARを用いた道路検出
RGB画像のみを入力とし、深度推定から擬似LiDARを生成してRGBと融合する道路検出法を提案。NASで融合モジュールを最適化し、モダリティ蒸留で推論時の追加コストと依存を排除した。
原題: Pseudo-LiDAR Based Road Detection ／ Libo Sun, Haokui Zhang, Wei Yin
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3D人物検出画像認識
LiDAR点群による3D人物検出のためのPerson-MinkUNet
サブマニフォールド疎畳み込みとU-Net構造を用いた単一ステージ3D人物検出ネットワークを提案し、JRDBベンチマークで76.4%のAPを達成した。
原題: Person-MinkUNet: 3D Person Detection with LiDAR Point Cloud ／ Dan Jia, Bastian Leibe
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
部分検出歩行者の疎な相互作用グラフを学習する軌道予測
全歩行者が常に追跡されているとは限らない実環境向けに、各時刻で疎な相互作用グラフをGumbel選択でサンプリングし、Transformerとマスク付きLSTMで歩行者軌道を予測する手法を提案した論文。
原題: Learning Sparse Interaction Graphs of Partially Detected Pedestrians for Trajectory Prediction ／ Zhe Huang, Ruohua Li, Kazuki Shin 他
日本語で読む → - 論文相対位置推定ロボティクス
複数のUWB測距を用いた移動ロボット間の相対位置推定
各ロボットに複数のUWB測距ノードを搭載し、全ノードの測距残差を最小化して相対姿勢を推定、スライディングウィンドウ最適化とパーティクルフィルタで追跡精度を高めた。
原題: Relative Localization of Mobile Robots with Multiple Ultra-WideBand Ranging Measurements ／ Zhiqiang Cao, Ran Liu, Chau Yuen 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 → - 論文共有自律ロボティクス
繰り返しの相互作用を通じて自律性の共有を学習する
車椅子搭載ロボットアームなど支援ロボットが、ユーザーの繰り返し行うタスクを学習し、事前知識なしに共有自律を実現する手法を提案した論文。
原題: Learning to Share Autonomy Across Repeated Interaction ／ Ananth Jonnavittula, Dylan P. Losey
日本語で読む → - 論文視覚運動制御機械学習
潜在空間安全集合による疎報酬反復タスクの長期視覚運動制御
安全集合を学習済み潜在空間での二値分類として表現し、画像観測にスケール可能にしたLS3を提案。疎報酬の長期タスクで探索を制限しつつ効率的に学習できることを示した。
原題: LS3: Latent Space Safe Sets for Long-Horizon Visuomotor Control of Sparse Reward Iterative Tasks ／ Albert Wilcox, Ashwin Balakrishna, Brijen Thananjeyan 他
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 → - 論文能動的選好学習HCI
質問が明かす学習の過程：人間に理解しやすい能動的選好学習
ロボットが人間に好みを尋ねる際、情報量だけでなく「ロボットが何を学んだか」を人間に伝える質問を選ぶトレードオフを定式化し、シミュレーション・アンケート・対面実験で検証した。
原題: Here's What I've Learned: Asking Questions that Reveal Reward Learning ／ Soheil Habibian, Ananth Jonnavittula, Dylan P. Losey
日本語で読む → - 論文磁気ロボティクスロボティクス
磁気ロボット手術の力の限界を突破するインパクト式テザーレス縫合
磁気で駆動する小型針の内部で永久磁石を高速移動させ、その衝撃力で組織への穿刺力を従来の56倍に高め、遠隔操作での縫合を実現した研究。
原題: Overcoming the Force Limitations of Magnetic Robotic Surgery: Impact-based Tetherless Suturing ／ Onder Erin, Xiaolong Liu, Jiawei Ge 他
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