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: 2021/5/1 ／ 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 →- 論文手術ロボット/強化学習ロボティクス
リーン強化学習によるロボット手術
da Vinciスキルシミュレータに強化学習環境を追加し、画像や状態データからサブタスクを学習するエージェントを初めて実現した。さらに長期リプレイバッファを用いるハイブリッドバッチ学習で学習時間を大幅に短縮した。
原題: Robotic Surgery With Lean Reinforcement Learning ／ Yotam Barnoy, Molly O'Brien, Will Wang 他
日本語で読む → - 論文交通流/マルチエージェントロボティクス
マルチエージェントシステムによる交通流の動的ルーティング
ドライバーの選好を考慮しつつ、SPH粒子としてエージェントをモデル化することで交通流の負荷分散を実現する動的ルーティング手法を提案し、その数学的証明を行った論文。
原題: Dynamic Routing for Traffic Flow through Multi-agent Systems ／ Jizhe Zhou, Qiwei Chen, Qin Li
日本語で読む → - 論文タスク・モーションプランニングロボティクス
反例に基づく記号幾何学的行動抽象化の修復
ロボットの行動を観測して記号的な抽象化モデルを自動構築・修正する手法を提案し、移動マニピュレーション行動で有効性を示した。
原題: Counterexample-Guided Repair for Symbolic-Geometric Action Abstractions ／ Wil Thomason, Hadas Kress-Gazit
日本語で読む → - 論文物体追跡画像認識
RGB-Dを用いた遮蔽に頑健なカーネル相関フィルタトラッカー
KCFトラッカーの仕組みを整理し、RGB-D情報と粒子フィルタを組み合わせて遮蔽やスケール変化、回転、モデルドリフトに対処する改良手法を提案・評価した論文。
原題: Occlusion Aware Kernel Correlation Filter Tracker using RGB-D ／ Srishti Yadav
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
Pybulletによる多目標ロボットマニピュレーション強化学習環境のオープンソース実装
MujocoベースのOpenAI Gym多目標マニピュレーション環境をオープンソースのPybullet上に再実装し、HER付きDDPGで性能を比較検証した。関節制御や画像観測などの新APIと、長期的・疎報酬の多段階タスクも提供する。
原題: An Open-Source Multi-Goal Reinforcement Learning Environment for Robotic Manipulation with Pybullet ／ Xintong Yang, Ze Ji, Jing Wu 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.DC
標準アメーバットモデル：アルゴリズムと並行性制御
プログラム可能物質の標準モデルを定式化し、並行実行下でのアルゴリズム正しさの十分条件とロックによる並行性制御フレームワークを提案した論文。
原題: The Canonical Amoebot Model: Algorithms and Concurrency Control ／ Joshua J. Daymude, Andréa W. Richa, Christian Scheideler
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
動的環境下でレーダー通信統合機能を持つ自動運転車のための転移可能な深層強化学習フレームワーク
レーダー検出とデータ通信を統合した自動運転車が動的で不確実な環境で最適に機能選択できるよう、MDPに基づく深層強化学習と転移学習を組み合わせた枠組みを提案し、障害物の見逃し検出率を最大67%低減した。
原題: Transferable Deep Reinforcement Learning Framework for Autonomous Vehicles with Joint Radar-Data Communications ／ Nguyen Quang Hieu, Dinh Thai Hoang, Dusit Niyato 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
Q学習における報酬関数の比較：台車位置問題への応用
台車位置制御問題において3種類の報酬関数をQ学習で比較し、目標位置から一定距離内にいるときのみ報酬を与える不連続な報酬関数が最も良い結果となることを示した。
原題: A Comparison of Reward Functions in Q-Learning Applied to a Cart Position Problem ／ Amartya Mukherjee
日本語で読む → - 論文タスク計画AI
二層計画のためのニューロシンボリック関係遷移モデルの学習
記号とニューラルを組み合わせた関係遷移モデルを提案し、外側の記号計画が内側の連続計画を導く二層計画を実現。数十〜数百エピソードで学習でき、未見の物体や最大60行動の長いタスクでも高速に計画できることを4つのロボット領域で示した。
原題: Learning Neuro-Symbolic Relational Transition Models for Bilevel Planning ／ Rohan Chitnis, Tom Silver, Joshua B. Tenenbaum 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
適応型プランナパラメータ学習
非専門家の人間とのやり取りや強化学習を用いて、環境変化に応じて古典的ナビゲーションのパラメータを動的に調整する学習フレームワークを提案した論文。
原題: APPL: Adaptive Planner Parameter Learning ／ Xuesu Xiao, Zizhao Wang, Zifan Xu 他
日本語で読む → - 論文VIOロボティクス
構造情報を活用した点・線ビジュアル慣性オドメトリの改善
人工環境で平行な直線群を構造線として分類し、2パラメータの最小表現とサンプリング点ベースの線マッチングで点・線VIOの精度と効率を向上させた研究。
原題: Leveraging Structural Information to Improve Point Line Visual-Inertial Odometry ／ Bo Xu, Peng Wang, Yijia He 他
日本語で読む → - 論文物体認識ロボティクス
AirCode: ロバストな物体エンコーディング手法
キーポイントのグラフに基づく物体エンコーディング手法AirCodeを提案し、視点変化や遮蔽に頑健で物体識別と意味的再定位に優れることを示した。
原題: AirCode: A Robust Object Encoding Method ／ Kuan Xu, Chen Wang, Chao Chen 他
日本語で読む → - 論文災害対応ロボティクスcs.CY
災害対応ロボティクスの研究動向：文献計量分析
災害対応ロボティクス分野の論文を文献計量学的に分析し、著者・機関・国の協働や引用ネットワークから研究の世界的進展と現代的トレンドを明らかにした。
原題: Contemporary Research Trends in Response Robotics ／ Mehdi Dadvar, Soheil Habibian
日本語で読む → - 論文変形物体認識画像認識
変形物体上のユーザー定義点の位置推定と追跡によるロボットマニピュレーション
変形する物体の表面に設定した任意の点を3D空間でリアルタイムに位置推定・追跡する手法を提案し、離散化変形場と非線形最適化で実現した。
原題: Localization and Tracking of User-Defined Points on Deformable Objects for Robotic Manipulation ／ Sven Dittus, Benjamin Alt, Andreas Hermann 他
日本語で読む → - 論文管内ロボットロボティクス
SmartCrawler: 水道配管を無線通信しながら走行する適応型管内ロボット
車輪で管壁を押さえる機構によりサイズの異なる配管を走行でき、直進・曲がり部に対応する二段階制御と434MHz帯RFIDによる双方向無線通信を備えた管内点検ロボットを開発した。
原題: SmartCrawler: An In-pipe Robotic System with Wireless Communication in Water Distribution Systems ／ Saber Kazeminasab, Roozbeh Jafari, M. Katherine Banks
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
閉鎖空間における密集・動的障害物の回避：群衆移動への応用
流れ場を閉鎖空間内に拘束し障害物を回避させる閉形式手法を提案し、移動する障害物や群衆中でのロボットナビゲーションを実現した。
原題: Avoiding Dense and Dynamic Obstacles in Enclosed Spaces: Application to Moving in Crowds ／ Lukas Huber, Jean-Jacques Slotine, Aude Billard
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
3D LiDAR自己位置推定のための重複度ベース観測モデルの学習
3D LiDARスキャン間の重複度とヨー角オフセットを予測するニューラルネット観測モデルを提案し、モンテカルロ自己位置推定に統合して都市環境での車両位置推定を高精度化した論文。
原題: Learning an Overlap-based Observation Model for 3D LiDAR Localization ／ Xieyuanli Chen, Thomas Läbe, Lorenzo Nardi 他
日本語で読む → - 論文自動運転/状態表現ロボティクス
自動運転のための固定次元・置換不変な状態表現
周囲車両をニューラルネットで符号化して加算・連結することで、車両数が可変でも固定次元かつ置換不変な状態表現を実現し、近似誤差を62.2%削減した。
原題: Fixed-Dimensional and Permutation Invariant State Representation of Autonomous Driving ／ Jingliang Duan, Dongjie Yu, Shengbo Eben Li 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
情報に基づく空間サンプリングのためのスケーラブルなマルチロボット計画
準静的空間場の効率的なデータ収集のため、限られた通信範囲で独立動作する複数ロボットの分散計画アルゴリズムを提案し、シミュレーションで有効性を示した論文。
原題: Scalable Multirobot Planning for Informed Spatial Sampling ／ Sandeep Manjanna, M. Ani Hsieh, Gregory Dudek
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
制御バリア関数と状態射影安全を用いた二足歩行のエピソード学習
制御バリア関数と機械学習を組み合わせ、モデル不確かさを学習して二足歩行ロボットの安全な動的歩行を実現する手法を提案し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: Episodic Learning for Safe Bipedal Locomotion with Control Barrier Functions and Projection-to-State Safety ／ Noel Csomay-Shanklin, Ryan K. Cosner, Min Dai 他
日本語で読む → - 論文歩行/義足制御ロボティクス
力覚センシングを用いたモデル依存型電動義足の多様地形歩行制御
人間と義足の間および地面にかかる力をリアルタイムに計測し、安定性を理論的に保証する最適化ベースの制御で、電動義足が4種類の地形を歩行できることを示した論文。
原題: Powered Prosthesis Locomotion on Varying Terrains: Model-Dependent Control with Real-Time Force Sensing ／ Rachel Gehlhar, Je-han Yang, Aaron D. Ames
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
時間遅延推定に基づくロボットマニピュレータ制御の再検討
時間遅延推定を用いたモデルフリー制御の安定性証明が誤りであることを指摘し、修正版の制御則を提案した論文。
原題: On the Controllers Based on Time Delay Estimation for Robotic Manipulators ／ M. Reza J. Harandi
日本語で読む → - 論文6D姿勢推定ロボティクス
光沢物体のビンピッキング向け多視点データセットROBI
ロボットのビンピッキングで問題となる光沢物体の6D姿勢推定と多視点深度統合のための公開データセットを構築し、代表的手法の性能を評価した。
原題: ROBI: A Multi-View Dataset for Reflective Objects in Robotic Bin-Picking ／ Jun Yang, Yizhou Gao, Dong Li 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
行列リー群上の拡張カルマンフィルタを用いたヒューマノイドロボットの固有感覚ベース推定器DILIGENT-KIO
ヒューマノイドの浮遊基底の位置・姿勢・速度を、足の接触情報とIMU・順運動学を統合し、行列リー群上で拡張カルマンフィルタにより推定する手法を提案し、iCubで実証した。
原題: DILIGENT-KIO: A Proprioceptive Base Estimator for Humanoid Robots using Extended Kalman Filtering on Matrix Lie Groups ／ Prashanth Ramadoss, Giulio Romualdi, Stefano Dafarra 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
子どもとソーシャルエージェントの共創を促すゲームデザイン
ソーシャルロボットJiboと遊ぶ3つの協調ゲームを設計し、5〜10歳の子ども146名とプレイテストして、子どもの創造性を引き出すゲームメカニクスの手法を検討した論文。
原題: Designing Games for Enabling Co-creation with Social Agents ／ Safinah Ali, Nisha Devasia, Cynthia Breazeal
日本語で読む → - 論文社会的感情ロボティクス
ロボティクスにおける社会的感情のサーベイと展望
心理学・神経科学における社会的感情（高次感情）の知見を整理し、ロボティクスでの研究動向を調査した上で、次世代の社会的ロボットへの実装に向けた研究方向を論じたレビュー論文。
原題: Survey and Perspective on Social Emotions in Robotics ／ Chie Hieida, Takayuki Nagai
日本語で読む → - 論文対話システム自然言語
対話型アンドロイドERICAによる傾聴と就職面接の実現
人間らしい長く深い会話を目指し、傾聴や就職面接などの社会的対話タスクをこなす対話型アンドロイドERICAを開発し、高齢者40名との傾聴対話や学生対象の面接対話で評価した論文。
原題: Intelligent Conversational Android ERICA Applied to Attentive Listening and Job Interview ／ Tatsuya Kawahara, Koji Inoue, Divesh Lala
日本語で読む → - 論文エンドユーザープログラミングロボティクス
エンドユーザーによるロボットプログラミングのサーベイ
ロボットプログラミングの経験がないエンドユーザーがロボットをカスタマイズできるようにする研究分野を、プログラム仕様の観点から整理したサーベイ論文。
原題: A Survey on End-User Robot Programming ／ Gopika Ajaykumar, Maureen Steele, Chien-Ming Huang
日本語で読む → - 論文ヒューマノイドロボティクス
iCubヒューマノイドプラットフォームの歴史と進化
欧州プロジェクトで開発されたiCubヒューマノイドの初版から世界30以上の研究室で使われる現在までの進化を振り返り、視覚知覚・イベント駆動センシング・動的制御などの研究事例と次期iCub 3.0を紹介する。
原題: iCub ／ Lorenzo Natale, Chiara Bartolozzi, Francesco Nori 他
日本語で読む → - 論文把持計画ロボティクス
GPISとベイズ最適化を用いたCADモデルに基づく多品種少量生産向け把持計画
物体形状をGPISでパラメータ化し、ベイズ最適化とADMMによる二段階最適化で多指ハンドの把持計画を生成する手法を提案。シミュレータで95%の成功率を達成した。
原題: Grasp Planning for Flexible Production with Small Lot Sizes based on CAD models using GPIS and Bayesian Optimization ／ Jianjie Lin, Markus Rickert, Alois Knoll
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