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 →- 論文社会的HRIロボティクス
深宇宙探査のための社会的ヒューマンロボットインタラクション設計に向けて
長期宇宙探査ミッションにおける乗組員間のコミュニケーションや社会関係を支援するため、身体性を持つ社会的ロボットの活用可能性と新たな研究課題を提示した論文。
原題: Toward Designing Social Human-Robot Interactions for Deep Space Exploration ／ Huili Chen, Cynthia Breazeal
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
パラメータ化実行モデルの反証によるロボット行動診断と経験修正
学習した事前条件モデルに違反する行動パラメータを探索して実行失敗を診断し、その結果を合成データ生成に活用してロボットの実行成功率を高める手法を提案した論文。
原題: Robot Action Diagnosis and Experience Correction by Falsifying Parameterised Execution Models ／ Alex Mitrevski, Paul G. Plöger, Gerhard Lakemeyer
日本語で読む → - 論文自動運転/モデルベースRLロボティクス
レール上の世界から運転を学ぶ
記録済み走行ログから、世界モデルと自車の前向きモデルを組み合わせて視覚ベースの運転方策を学習する手法を提案し、CARLAリーダーボードで首位を獲得した。
原題: Learning to drive from a world on rails ／ Dian Chen, Vladlen Koltun, Philipp Krähenbühl
日本語で読む → - 論文安全制約付き制御機械学習
安全なポントリャーギン微分可能プログラミング
バリア関数を用いて制約をコストに組み込み、学習・制御の全過程で安全性制約を厳密に満たすSafe PDPを提案し、6自由度クアッドロータやロケット着陸などの安全-criticalタスクで有効性を示した。
原題: Safe Pontryagin Differentiable Programming ／ Wanxin Jin, Shaoshuai Mou, George J. Pappas
日本語で読む → - 論文POMDP計画AI
簡略化によるオンラインPOMDP計画
信念空間の簡略化とその誤差上限を用いて枝刈りを行い、精度を保ちつつPOMDPのオンライン計画を高速化する手法を提案した論文。
原題: Online POMDP Planning via Simplification ／ Ori Sztyglic, Vadim Indelman
日本語で読む → - 論文動作生成ロボティクス
合成可能なエネルギー方策による反応的動作生成と強化学習
複数の確率的方策の積を最適化することで、方策間の衝突を避けつつ反応的な動作を生成するCEPを提案し、階層的な強化学習にも適用できることを示した論文。
原題: Composable Energy Policies for Reactive Motion Generation and Reinforcement Learning ／ Julen Urain, Anqi Li, Puze Liu 他
日本語で読む → - 論文配管内検査ロボットロボティクス
スマートナビゲーションによる水道管路内ロボットの長距離検査
配管内ロボットの設計を改良し、CFD解析で流体力の影響を評価するとともに、パーティクルフィルタを用いた自己位置推定と多段階運動制御により長距離・分岐対応の検査を実現した研究。
原題: Towards Long-Distance Inspection for In-pipe Robots in Water Distribution Systems with Smart Navigation ／ Saber Kazeminasab, M Katherine Banks
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
セルオートマトンとELMによるヒト歩行状態の予測と分類
セルオートマトンの規則で二足歩行の次状態を予測し、ELMで歩行データを分類して精度60%を達成した研究。
原題: Human Gait State Prediction Using Cellular Automata and Classification Using ELM ／ Vijay Bhaskar Semwal, Neha Gaud, G. C. Nandi
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 → - 論文農業ロボティクスロボティクス
ロボットと機械視覚による大豆のさや数ハイスループット計測
小型移動ロボットと機械視覚で圃場の大豆のさや数を自動計数し、収量と0.67の相関を得た研究。
原題: High Throughput Soybean Pod-Counting with In-Field Robotic Data Collection and Machine-Vision Based Data Analysis ／ Michael McGuire, Chinmay Soman, Brian Diers 他
日本語で読む → - 論文音響センシング画像認識
音響振動から内部の様子を可視化するスマートコンテナ「Boombox」
箱と中身の衝突で生じる振動を接触マイクで取得し、畳み込みネットワークで箱内部の視覚シーンを再構成する手法を提案した。
原題: The Boombox: Visual Reconstruction from Acoustic Vibrations ／ Boyuan Chen, Mia Chiquier, Hod Lipson 他
日本語で読む → - 論文確率的最適制御機械学習
近似ベイズ入力推論による効率的な確率的最適制御
制御問題を入力推定問題として捉え、近似ベイズ推論を用いて確率的最適制御を効率的に解く手法を提案し、非線形シミュレーションで既存手法を上回る性能を示した。
原題: Efficient Stochastic Optimal Control through Approximate Bayesian Input Inference ／ Joe Watson, Hany Abdulsamad, Rolf Findeisen 他
日本語で読む → - 論文水中ロボティクスロボティクス
水中ロボットによるカキの検出と計数
ROVでチェサピーク湾の海底を撮影し、Mask R-CNNでカキを検出・追跡して数を数えるシステムを構築した。
原題: Detecting and Counting Oysters ／ Behzad Sadrfaridpour, Yiannis Aloimonos, Miao Yu 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定画像認識
興味点の再現性を予測する学習
視点や照明の変化に対して興味点がどの程度再現されるかを時間の関数として予測する回帰器を提案し、地図要約による自己位置推定精度の劣化を抑えることを示した。
原題: Learning to Predict Repeatability of Interest Points ／ Anh-Dzung Doan, Daniyar Turmukhambetov, Yasir Latif 他
日本語で読む → - 論文並列ロボット/視覚制御ロボティクス
ステュワートプラットフォーム上の転がり球を人工視覚で制御する設計・構築・実装
ステュワートプラットフォームを設計・構築し、Pythonによる人工視覚とフィードバック制御で平台上の球の位置を誘導するシステムを実装した。
原題: Design, Construction and Implementation of Stewart Platform with Control of Rolling Ball on Platform through Artificial Vision ／ Alejandro Maldonado, Cristian Bueno, David Loza 他
日本語で読む → - 論文制御ロボティクス
SE₂(3)上のクアッドロータの有限ホライズンLQR制御
クアッドロータの状態をリー群SE₂(3)で表現し、参照軌道周りの左不変誤差で線形化した有限ホライズンLQRを設計。パラメータ不確かさや推定誤差に頑健で、大きな初期誤差でも従来LQRより高性能なことを示した。
原題: Finite-Horizon LQR Control of Quadrotors on $SE_2(3)$ ／ Mitchell R. Cohen, Khairi Abdulrahim, James Richard Forbes
日本語で読む → - 論文記号回帰機械学習
記号残差ニューラルネットワークによる物理系のラグランジアン学習
ニューラルネットで記号的な数式を残差的に組み立て、観測データから物理系のラグランジアンを学習してトルクを予測する手法を提案。二重振り子のシミュレーションで従来法と比較した。
原題: SyReNets: Symbolic Residual Neural Networks ／ Carlos Magno C. O. Valle, Sami Haddadin
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
GODSAC*: ロボット自己位置推定のためのグラフ最適化DSAC*
単眼カメラの深層学習による姿勢推定を、ノイズを含むオドメトリとポーズグラフ最適化で補強し、屋外など広い環境でも高精度に自己位置推定する手法を提案した論文。
原題: GODSAC*: Graph Optimized DSAC* for Robot Relocalization ／ Alphonsus Adu-Bredu, Noah Del Coro, Tianyi Liu
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
ファジィニューラルネットワークを用いた拡張カルマンフィルタによる移動ロボットの自己位置推定
ファジィ推論でEKFのノイズ共分散行列を連続調整し、ニューラルネットでメンバーシップ関数を調整することで、移動ロボットの自己位置推定精度を向上させた研究。
原題: Mobile Robot Localization Using Fuzzy Neural Network Based Extended Kalman Filter ／ Thi Thanh Van Nguyen, Manh Duong Phung, Thuan Hoang Tran 他
日本語で読む → - 論文自律走行ロボティクス
自律レーシングのためのエンドツーエンド深層学習に向けて：データ収集と操舵・スロットル予測の統合アーキテクチャ
訓練データとDNNが適用可能な最高速度の関係を分析し、フィードバックや再帰接続なしで操舵とスロットルを学習するネットワーク構成と訓練手法を提案した。
原題: Towards End-to-End Deep Learning for Autonomous Racing: On Data Collection and a Unified Architecture for Steering and Throttle Prediction ／ Shakti N. Wadekar, Benjamin J. Schwartz, Shyam S. Kannan 他
日本語で読む → - 論文距離変換/データ構造ロボティクス
VDB-EDT：VDBデータ構造に基づく効率的なユークリッド距離変換アルゴリズム
VDB構造を用いて距離場を階層的に表現し、近傍探索を高速化することで、メモリ消費を大幅に削減しつつ高速なユークリッド距離変換を実現した論文。
原題: VDB-EDT: An Efficient Euclidean Distance Transform Algorithm Based on VDB Data Structure ／ Delong Zhu, Chaoqun Wang, Wenshan Wang 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
異種ロボットチームによる適応的でリスクを考慮したターゲット追跡
センサ故障を引き起こす敵ターゲットを追跡する異種ロボットチームのため、性能最大化とセンサ保護のトレードオフを扱う予測・反応型制御フレームワークを提案した。
原題: Adaptive and Risk-Aware Target Tracking with Heterogeneous Robot Teams ／ Siddharth Mayya, Ragesh K. Ramachandran, Lifeng Zhou 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
最小限のシミュレーション実行で学ぶ産業用トラック荷降ろしロボットの最適意思決定
トラック荷降ろしロボットが各動作で最大数の箱を降ろせるよう、決定木とPAC信頼度評価を用いてシミュレーション実行回数を抑えつつ効率的に学習する手法を提案した。
原題: Learning Optimal Decision Making for an Industrial Truck Unloading Robot using Minimal Simulator Runs ／ Manash Pratim Das, Anirudh Vemula, Mayank Pathak 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
視覚誘導型能動触覚知覚によるひび割れ検出と再構成
RGB-D画像でひび割れの概形を検出し、その接触点を光学式触覚センサでなぞることで、視覚の不確実性を補いながらひび割れを高精度に検出・再構成する手法を提案した。
原題: Vision-Guided Active Tactile Perception for Crack Detection and Reconstruction ／ Jiaqi Jiang, Guanqun Cao, Daniel Fernandes Gomes 他
日本語で読む → - 論文HRI/参加型設計ロボティクス
LEADOR：自律型ソーシャルロボットのエンドツーエンド参加型設計手法
ドメイン専門家が参加型設計からロボットへの実地ティーチング、評価までを一貫して行えるエンドツーエンドの設計手法LEADORを提案した論文。
原題: LEADOR: A Method for End-to-End Participatory Design of Autonomous Social Robots ／ Katie Winkle, Emmanuel Senft, Séverin Lemaignan
日本語で読む → - 論文制御/モデル予測制御ロボティクス
Koopman NMPC：制御アフィン系のKoopmanベース学習と非線形モデル予測制御
制御アフィン系をKoopman変換で双線形モデルに持ち上げて学習し、その構造を活かした非線形モデル予測制御を設計。平面クアッドロータの例で予測誤差と計算効率の改善を示した。
原題: Koopman NMPC: Koopman-based Learning and Nonlinear Model Predictive Control of Control-affine Systems ／ Carl Folkestad, Joel W. Burdick
日本語で読む → - 論文動的物体追跡・再構成画像認識
TSDF++: 動的物体追跡と再構成のための複数物体対応マップ表現
複数の動的物体を単一のボリュームで表現できる新しいTSDF定式化を提案し、物体同士の遮蔽が起きても表面の再構成を保持できることを示した論文。
原題: TSDF++: A Multi-Object Formulation for Dynamic Object Tracking and Reconstruction ／ Margarita Grinvald, Federico Tombari, Roland Siegwart 他
日本語で読む → - 論文移動マニピュレーションロボティクス
プロジェクタ誘導による非ホロノミック移動ロボット3Dプリンティング
プロジェクタと学習ベースの視覚サーボで移動ロボットを誘導し、高価な外部測位装置なしでミリメートル精度の印刷軌道を追従させる低コスト移動型FDM 3Dプリントシステムを開発した。2台のロボットで80cm×30cmの物体を協調印刷し、大型化の可能性を示した。
原題: Projector-Guided Non-Holonomic Mobile 3D Printing ／ Xuchu Xu, Ziteng Wang, Chen Feng
日本語で読む → - 論文屋内測位ロボティクス
WiFi・IMU・間取り図を融合した屋内高密度位置履歴推定
WiFi・IMU・間取り図を組み合わせ、屋内での正確で高密度な位置履歴を推定するマルチモーダル融合手法を提案し、大学や商業施設で収集したデータで従来の2倍の精度を実証した。
原題: Fusion-DHL: WiFi, IMU, and Floorplan Fusion for Dense History of Locations in Indoor Environments ／ Sachini Herath, Saghar Irandoust, Bowen Chen 他
日本語で読む → - 論文教育ロボティクスcs.CY
オンライン遠隔学習における教育ロボティクス：小学校での実践事例
新型コロナによる休校下で、紙とペンとSNSを組み合わせた教育ロボティクス活動を小学校で4週間実施し、オンライン遠隔学習でも継続できることを示した実践報告。
原題: Educational Robotics in Online Distance Learning: An Experience from Primary School ／ Christian Giang, Lucio Negrini
日本語で読む →