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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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
連続制御ロボットマニピュレーションのための価値ベース強化学習：マルチタスク・スパース報酬設定における検討
スパース報酬のマルチタスクロボットマニピュレーションにおいて、RBF-DQNなどの価値ベース強化学習がTD3やSAC、PPOより速く収束することを実験的に示し、HERやPERの適用可能性も検証した論文。
原題: Value-Based Reinforcement Learning for Continuous Control Robotic Manipulation in Multi-Task Sparse Reward Settings ／ Sreehari Rammohan, Shangqun Yu, Bowen He 他
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習ロボティクス
強化学習による交渉を考慮した自動運転車の動作計画
強化学習で予測ホライズンを動的に調整し、他車の意図変化に適応する交渉型動作計画を提案。狭路走行の実験で社会ジレンマを緩和できることを示した。
原題: Reinforcement Learning based Negotiation-aware Motion Planning of Autonomous Vehicles ／ Zhitao Wang, Yuzheng Zhuang, Qiang Gu 他
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習ロボティクス
視覚に基づく深層模倣強化学習による自動運転レース
模倣学習とモデルベース強化学習を組み合わせ、視覚入力のみでアジャイルな自動運転レースを実現する手法を提案し、シミュレーションと実機の小型RCカーで有効性を示した。
原題: Vision-Based Autonomous Car Racing Using Deep Imitative Reinforcement Learning ／ Peide Cai, Hengli Wang, Huaiyang Huang 他
日本語で読む → - 論文タスク計画ロボティクス
PlanSys2: ROS2向けタスク計画フレームワーク
ROS2上で動作する記号計画フレームワークPlanSys2を提案し、ビヘイビアツリーに基づく計画実行やマルチロボット計画などの機能を解説した。
原題: PlanSys2: A Planning System Framework for ROS2 ／ Francisco Martín, Jonatan Ginés, Vicente Matellán 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
マルチロボット・マルチターゲット追跡のためのスケーラブルな分散計画法
相互情報量を目的関数とする追従計画問題に対し、ロボットが並列に計画できる分散プランナRSPを拡張し、逐次計画と同等の性能保証を証明した。
原題: Scalable Distributed Planning for Multi-Robot, Multi-Target Tracking ／ Micah Corah, Nathan Michael
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3Dセグメンテーション/視覚障害支援画像認識
HIDA：ウェアラブル固体LiDARと3Dインスタンスセグメンテーションによる視覚障害者向け屋内理解支援システム
固体LiDARで取得した3D点群を軽量なインスタンスセグメンテーションモデルで解析し、障害物回避と物体探索を音声案内する視覚障害者向け支援システムを提案・実証した。
原題: HIDA: Towards Holistic Indoor Understanding for the Visually Impaired via Semantic Instance Segmentation with a Wearable Solid-State LiDAR Sensor ／ Huayao Liu, Ruiping Liu, Kailun Yang 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ビーム発散制御と連続行動空間による光干渉計のアライメント
マッハ・ツェンダー干渉計の視覚ベースのアライメントを強化学習で行い、シミュレーションのみで訓練したエージェントが実機で既存手法と人間の専門家を上回った。
原題: Aligning an optical interferometer with beam divergence control and continuous action space ／ Stepan Makarenko, Dmitry Sorokin, Alexander Ulanov 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
ロボットの社会的信頼性と信頼感の関係
ロボットの社会的信頼性が人間との相互作用における受容性と信頼感にどう関係するかを考察し、社会的規範への遵守度としての概念を拡張する位置論文。
原題: How does a robot's social credibility relate to its perceived trustworthiness? ／ Patrick Holthaus
日本語で読む → - 論文空中マニピュレーションロボティクス
空中マニピュレーションのための全身トルクレベル非線形モデル予測制御
空中マニピュレータ(UAM)に対して全身トルクレベルの非線形モデル予測制御を適用し、3種類のnMPC(Weighted/Rail/Carrot MPC)を開発・比較して、軌道生成や接触運動などのシミュレーションで検証した論文。
原題: Full-Body Torque-Level Non-linear Model Predictive Control for Aerial Manipulation ／ Josep Martí-Saumell, Joan Solà, Angel Santamaria-Navarro 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 → - 論文触覚ロボティクス
腱駆動ソフトロボット指による触覚センシング
哺乳類の固有受容覚に着想を得て、指の腱に取り付けたひずみセンサーから触覚情報を推定する新手法を提案し、テクスチャと硬さの識別で高精度を達成した。
原題: Tactile Sensing with a Tendon-Driven Soft Robotic Finger ／ Chang Cheng, Yadong Yan, Mingjun Guan 他
日本語で読む → - 論文知覚・世界モデルロボティクス
行動認識型知覚アンカリングによる信頼性の高い世界モデルの維持
ロボットが物体を見失っても持続的に追跡できるよう、低レベル物体検出の結果にルールベースの帰納的バイアスを加えて高レベル推論を行う行動認識型知覚アンカリングモデルを提案し、ギアボックス組立タスクで有効性を示した。
原題: Maintaining a Reliable World Model using Action-aware Perceptual Anchoring ／ Ying Siu Liang, Dongkyu Choi, Kenneth Kwok
日本語で読む → - 論文空中マニピュレーションロボティクス
空中マニピュレータによるプラグ引き抜きの安定性とロバスト性解析
空中マニピュレータで電源プラグを引き抜くタスクを、ハイブリッドオートマタで3モードに分割し、各モードの軌道生成と外乱オブザーバ制御を設計。モード遷移時の安定性・ロバスト性を理論証明し、実機実験で検証した。
原題: Stability and Robustness Analysis of Plug-Pulling using an Aerial Manipulator ／ Jeonghyun Byun, Dongjae Lee, Hoseong Seo 他
日本語で読む → - 論文言語グラウンディング自然言語
視覚知覚に基づく言語獲得のためのニューラル変分学習
視覚カテゴリを事前定義せずに、生成モデルで言語と視覚の共有埋め込みを学習し、低リソース・多言語データでも物体の意味予測が可能なことを示した。
原題: Neural Variational Learning for Grounded Language Acquisition ／ Nisha Pillai, Cynthia Matuszek, Francis Ferraro
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
FPGA上の部分二値化オートエンコーダによるヒューマノイドロボットの柔軟物体操作
エンコーダ部分のみを二値化した畳み込みオートエンコーダをFPGAに実装し、ヒューマノイドロボットによる柔軟物体操作を省電力・高速に実現した研究。
原題: Binary Neural Network in Robotic Manipulation: Flexible Object Manipulation for Humanoid Robot Using Partially Binarized Auto-Encoder on FPGA ／ Satoshi Ohara, Tetsuya Ogata, Hiromitsu Awano
日本語で読む → - 論文自動運転/物体検出画像認識
夜間の先読み車両検出による先進運転支援システム
対向車のヘッドライトが作る光のアーティファクトを検出・3D位置推定・追跡し、車両が直接見える前に先読み検出するシステムを構築、グレアフリーハイビーム制御に応用して実車で有効性を示した。
原題: Provident Vehicle Detection at Night for Advanced Driver Assistance Systems ／ Lukas Ewecker, Ebubekir Asan, Lars Ohnemus 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
屋内野菜温室のためのリアルなロボティクスシミュレーション環境の構築
商業温室の3Dクラウド画像からCoppeliaSimを用いてロボットシミュレーション環境を構築する手法を提案し、実画像で検証した。
原題: Towards developing a realistic robotics simulation environment of an indoor vegetable greenhouse ／ Brent Van De Walker, Brendan Byrne, Joshua Near 他
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 → - 論文脚式ロボットロボティクス
モータ飽和を考慮した跳躍ロボット脚の足先クリアランス最大化
力制御に基づくモータ飽和戦略でアクチュエータの出力トルクを最大化し、自然なダイナミクスで連続跳躍を実現して足先クリアランスを最大化する手法を提案した論文。
原題: Maximize the Foot Clearance for a Hopping Robotic Leg Considering Motor Saturation ／ Juntong Su, Bingchen Jin, Shusheng Ye 他
日本語で読む → - 論文追跡回避ロボティクス
自動砲塔を攻撃するドローンの追跡と回避
防御用砲塔と複数の攻撃ドローンの追跡回避問題を2Dから3Dへと解析し、ドローンが砲塔に到達または回避できる領域と最適な初期配置を明らかにした。
原題: The Pursuit and Evasion of Drones Attacking an Automated Turret ／ Daniel Biediger, Luben Popov, Aaron T. Becker
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
未知の容器を安全に人からロボットへ受け渡すための実写→シミュレーション枠組み
未知のカップやグラスの物性と人間の手姿勢を動画から推定し、シミュレーション上で安全な受け渡しを実現する枠組みを提案した論文。
原題: Towards safe human-to-robot handovers of unknown containers ／ Yik Lung Pang, Alessio Xompero, Changjae Oh 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
分散サンプリングベース計画による非近視眼的アクティブ情報収集
複数ロボットが分散カルマンフィルタで信念を共有しながら、並列に局所探索木を構築して隠れ状態の不確実性を効率的に減らす分散計画法を提案した論文。
原題: Technical Report: Distributed Sampling-based Planning for Non-Myopic Active Information Gathering ／ Mariliza Tzes, Yiannis Kantaros, George J. Pappas
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
無線モバイルセンサネットワークにおけるロボット支援移動
ランダム配置されたセンサを移動ロボットが運搬し、被覆と干渉スケジューリングを同時に満たすためのエネルギー消費の上界と移動コストの削減量を解析した論文。
原題: On the Robot Assisted Movement in Wireless Mobile Sensor Networks ／ Sajal K. Das, Rafał Kapelko
日本語で読む → - 論文人間工学/姿勢最適化ロボティクス
DULA：身体的ヒューマンロボットインタラクションにおける姿勢最適化のための微分可能な人間工学モデル
人間工学評価のRULAを再現する微分可能で連続的なモデルDULAを学習し、テレオペレーション作業の姿勢最適化に応用した研究。
原題: DULA: A Differentiable Ergonomics Model for Postural Optimization in Physical HRI ／ Amir Yazdani, Roya Sabbagh Novin, Andrew Merryweather 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
遊びを通じた視覚表現学習
多様な環境での2時間の遊びデータを自己教師あり学習に使い、下流の押し・積みタスクで必要な実演数を半減できる視覚表現を獲得した研究。
原題: Playful Interactions for Representation Learning ／ Sarah Young, Jyothish Pari, Pieter Abbeel 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
報酬適応型強化学習：二足歩行のための動的方策勾配最適化
複数の報酬成分ごとに価値関数を学習し動的重み付けで方策勾配を統合するHDPGを提案し、二足歩行制御で従来の報酬和手法を上回り実機転移も示した。
原題: Reward-Adaptive Reinforcement Learning: Dynamic Policy Gradient Optimization for Bipedal Locomotion ／ Changxin Huang, Guangrun Wang, Zhibo Zhou 他
日本語で読む → - 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
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