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 → - 論文歩行ロボティクス
人間の動きから学ぶ二足歩行ロボットの運動制御
人間のモーションキャプチャデータを強化学習で二足歩行ロボットに直接教え、シミュレーションから実機へシームレスに移行する手法を提案した。
原題: Learning Bipedal Robot Locomotion from Human Movement ／ Michael Taylor, Sergey Bashkirov, Javier Fernandez Rico 他
日本語で読む → - 論文ステレオマッチング画像認識
SRH-Net：ステレオマッチングのためのスタック型リカレント・アワーグラスネットワーク
4Dコストボリュームを視差方向の逐次コストマップに分解し、GRUベースのアワーグラスネットワークで処理することで、精度を保ちつつGPUメモリ消費を最大56.1%削減したステレオマッチング手法。
原題: SRH-Net: Stacked Recurrent Hourglass Network for Stereo Matching ／ Hongzhi Du, Yanyan Li, Yanbiao Sun 他
日本語で読む → - 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 → - 論文変形物体操作ロボティクス
変形物体マニピュレーションの課題と展望
変形物体操作(DOM)の研究動向をハードウェア・センシング・モデリング・計画・制御の各側面から概観し、主要な課題と今後の研究方向を整理したサーベイ論文。
原題: Challenges and Outlook in Robotic Manipulation of Deformable Objects ／ Jihong Zhu, Andrea Cherubini, Claire Dune 他
日本語で読む → - 論文自動運転/制御ロボティクス
証明可能な正しさを備えた自動運転制御アーキテクチャ
交通規則をSTLで記述しMPCとランタイム監視を組み合わせた二層制御で、決定論的環境における自動運転の安全性とリアルタイム性能を両立させた。
原題: A Control Architecture for Provably-Correct Autonomous Driving ／ Erfan Aasi, Cristian Ioan Vasile, Calin Belta
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
粘弾性環境モデリングによるヒューマノイドロボットの動作制御
環境をバネ-ダンパ系の連続体としてモデル化し、大きな接触面でも使える接触力・トルク計算手法を提案。iCubの歩行シミュレーションで全身制御を検証し、剛体接触前提の従来手法との比較やモデル不確かさへの頑健性も分析した。
原題: Modeling of Visco-Elastic Environments for Humanoid Robot Motion Control ／ Giulio Romualdi, Stefano Dafarra, Daniele Pucci
日本語で読む → - 論文レーダーオドメトリロボティクス
CFEARレーダーオドメトリ：効率的で高精度なレーダーオドメトリのための保守的フィルタリング
方位ごとに強い反射をk個保持しカルテシアン空間でもフィルタリングすることで疎な表面点を抽出し、点-線距離最小化とHuber損失でロバストにスキャンマッチングを行う学習不要のレーダーオドメトリ手法を提案。単一CPUスレッドで55Hz動作し、公開都市ベンチマークで1.76%の並進誤差を達成。
原題: CFEAR Radarodometry -- Conservative Filtering for Efficient and Accurate Radar Odometry ／ Daniel Adolfsson, Martin Magnusson, Anas Alhashimi 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
粗から細への模倣学習：単一実演によるロボットマニピュレーション
単一の人間実演から未知物体の操作を学ぶ視覚模倣学習手法を提案し、操作を粗い接近軌道と細かい相互作用軌道に分け、自己教師ありで状態推定器を訓練して実演の速度を再生する。
原題: Coarse-to-Fine Imitation Learning: Robot Manipulation from a Single Demonstration ／ Edward Johns
日本語で読む → - 論文農業ロボティクスcs.CY
「スマートラボバブル」によるつながる研究：新常態下の商業農業の生命線
コロナ禍で分断された商業農業研究をデジタル技術でつなぎ、遠隔でも研究を継続できる「スマートラボバブル」という概念モデルを提案した論文。
原題: "Connected Researches" in "Smart Lab Bubble": A Lifeline for Commercial Agriculture in "New Normal" ／ Prabath Chaminda Abeysiriwardana, Udith K. Jayasinghe-Mudalige, Saluka R. Kodituwakku
日本語で読む → - 論文連合学習/自動運転cs.MA
無信号交差点における連結自動運転車のための密度考慮型連合模倣学習
プライバシー保護のため生データ共有が難しい複数事業者環境で、連合学習と模倣学習を組み合わせて無信号交差点の自動運転車制御を改善する手法を提案した。
原題: Density-Aware Federated Imitation Learning for Connected and Automated Vehicles with Unsignalized Intersection ／ Tianhao Wu, Mingzhi Jiang, Yinhui Han 他
日本語で読む → - 論文6D姿勢追跡画像認識
合成ドメインでの画像残差校正によるデータ駆動型6D姿勢追跡
合成画像と実画像の残差を校正するニューラルネットワークで6D物体姿勢をリアルタイム追跡し、合成データのみの学習でも実画像で高精度を達成した研究。
原題: Data-driven 6D Pose Tracking by Calibrating Image Residuals in Synthetic Domains ／ Bowen Wen, Chaitanya Mitash, Kostas Bekris
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
TacTipに代表される柔軟バイオミメティック光学触覚センシングのレビュー
柔軟ロボット・バイオミメティクス・光学触覚を組み合わせたSoftBOTセンサの代表例であるTacTipについて、皮膚構造と触覚変換原理、せん断知覚、3Dプリントによる作製、AIによる知覚・制御、深層学習による能力向上を10年の進展として概説したレビュー。
原題: Soft Biomimetic Optical Tactile Sensing with the TacTip: A Review ／ Nathan F. Lepora
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
行列リー群上の複素ステップ微分近似
複素ステップ微分近似を行列リー群の要素に拡張し、1回の関数評価で機械精度の解析的精度を達成する手法を提案した論文。姿勢推定問題に適用し、中心差分より高精度で解析的手法と同等の結果を得た。
原題: The Complex-Step Derivative Approximation on Matrix Lie Groups ／ Charles Champagne Cossette, Alex Walsh, James Richard Forbes
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習ロボティクス
深層Qネットワークによる無信号交差点での歩行者衝突回避
混雑した無信号交差点での自動運転ナビゲーションを深層強化学習で学習し、ルールベース手法より高い衝突回避性能と未知の交差点への汎化を示した。
原題: Pedestrian Collision Avoidance for Autonomous Vehicles at Unsignalized Intersection Using Deep Q-Network ／ Kasra Mokhtari, Alan R. Wagner
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
3次元環境における強化学習ベースの経路計画手法
3次元空間の障害物回避経路計画に対し、決定論的木探索・Q学習・近似方策勾配の3手法を比較し、精度と計算時間の観点から特性を評価した。
原題: A Reinforcement Learning based Path Planning Approach in 3D Environment ／ Geesara Kulathunga
日本語で読む → - 論文自動運転/軌道計画ロボティクス
ゲーム理論に基づく能動的知覚による安全な遮蔽対応自動運転
遮蔽物の陰に隠れた交通参加者との衝突回避を、追跡者と回避者のゼロサム動的ゲームとして定式化し、最悪ケースの安全性を保証しつつ保守性を抑えた軌道計画手法を提案した。CARLAで市街地・高速の難シナリオを実証。
原題: Safe Occlusion-aware Autonomous Driving via Game-Theoretic Active Perception ／ Zixu Zhang, Jaime F. Fisac
日本語で読む → - 論文安全強化学習制御
安全な価値関数：安全性と最適性を両立するペナルティ設計の理論
強化学習で失敗へのペナルティを報酬に加える手法について、安全性と最適性の関係を厳密に解析し、両立する「安全な価値関数」の十分条件とペナルティの構造を明らかにした理論研究。
原題: Safe Value Functions ／ Pierre-François Massiani, Steve Heim, Friedrich Solowjow 他
日本語で読む → - 論文セグメンテーション画像認識
Aerial-PASS：ドローン動画におけるパノラマ環状シーンセグメンテーション
小型軽量で360度環状視野を持つパノラマ環状レンズを搭載したUAVシステムと、リアルタイム高精度なセマンティックセグメンテーション用軽量ニューラルネットを提案し、初のドローン視点パノラマシーンセグメンテーションデータセットAerial-PASSを構築した論文。
原題: Aerial-PASS: Panoramic Annular Scene Segmentation in Drone Videos ／ Lei Sun, Jia Wang, Kailun Yang 他
日本語で読む → - 論文組込みML機械学習
リソース制約ハードウェア向け分類モデルのオープンソースツール
低電力マイコンなどの制約環境で動く機械学習分類器を開発するためのオープンソースパイプラインEmbMLを提案し、精度・実行時間・メモリ使用量を分析、蚊のスマートトラップで実証した。
原題: An Open-Source Tool for Classification Models in Resource-Constrained Hardware ／ Lucas Tsutsui da Silva, Vinicius M. A. Souza, Gustavo E. A. P. A. Batista
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
アフィン変換による最適輸送を用いたSim-to-Realドメイン適応
状態遷移分布間の対応をアフィン変換でモデル化する最適輸送の変種を提案し、Procrustes整列で拡張。ホッケーパックを目標位置で止める実機タスクなどでモデル適応誤差を大幅に削減した。
原題: Affine Transport for Sim-to-Real Domain Adaptation ／ Anton Mallasto, Karol Arndt, Markus Heinonen 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
GPSとセマンティックマップ間のオフセット自己校正によるロバストな自己位置推定
GPSとセマンティックマップの座標系のずれを、信号機や車線などの共通セマンティック特徴を用いて自己校正しながら位置推定する手法を提案し、LIDAR並みの精度を実現した。
原題: Self-Calibration of the Offset Between GPS and Semantic Map Frames for Robust Localization ／ Wei-Kang Tseng, Angela P. Schoellig, Timothy D. Barfoot
日本語で読む → - 論文ビジュアルSLAMロボティクス
独立回転カメラを用いたアクティブビジュアルSLAM
ロボット本体を回さずにカメラの向きを独立制御することで、アクティブV-SLAMの推定精度とエネルギー効率を向上させ、非全方向移動ロボットにも適用可能にした研究。
原題: Active Visual SLAM with Independently Rotating Camera ／ Elia Bonetto, Pascal Goldschmid, Michael J. Black 他
日本語で読む → - 論文モジュールロボット再構成cs.CG
スライディングスクエアの入力依存なインプレース再構成：コンパクト化戦略
辺連結な正方形モジュール構成の再構成において、スライディング移動回数の最小化がNP困難であることを示し、境界ボックスの最大周長に依存する入力感度なインプレースアルゴリズムGather&Compactを提案した論文。
原題: Compacting Squares: Input-Sensitive In-Place Reconfiguration of Sliding Squares ／ Hugo A. Akitaya, Erik D. Demaine, Matias Korman 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
PSPB法による人間歩行の軌道精度に対する運動学的制約の有効性
高次多項式ブレンド(PSPB)を用いた歩行軌道計画において、4-3-4・5-4-5・6-5-6の各手法と運動学的制約の組み合わせが経由点精度に与える影響をRMSEとADEで評価した研究。
原題: The Effectiveness of Kinematic Constraints on The Accuracy of Trajectory Profile of Human Walking Using PSPB Technique ／ Marwan Qaid Mohammed, Muhammad Fahmi Miskon, Sari Abdo Ali
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
シミュレーションの外へ：実世界における身体性ナビゲーション
Habitatシミュレータで学習した視覚ナビゲーションモデルを、未知の実環境でLoCoBotに搭載して動作させるためのSim2Real適応手法を提案した論文。
原題: Out of the Box: Embodied Navigation in the Real World ／ Roberto Bigazzi, Federico Landi, Marcella Cornia 他
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LiDARオドメトリロボティクス
連続時間軌道最適化を用いたリアルタイム多適応解像度サーフェル6D LiDARオドメトリ
連続時間Bスプライン軌道表現とガウス混合モデルを組み合わせ、適応解像度のサーフェルマップを高速に位置合わせするリアルタイム6D LiDARオドメトリ手法を提案した論文。
原題: Real-time Multi-Adaptive-Resolution-Surfel 6D LiDAR Odometry using Continuous-time Trajectory Optimization ／ Jan Quenzel, Sven Behnke
日本語で読む → - 論文言語指示ロボティクス
未知環境で動作するフィールド・サービスロボットのための言語理解
事前の地図がない未知の環境でも、自然言語の指示を『センサー』として空間・トポロジー・意味情報を推論し、ロボットが正しく解釈・実行できる学習フレームワークを提案した論文。
原題: Language Understanding for Field and Service Robots in a Priori Unknown Environments ／ Matthew R. Walter, Siddharth Patki, Andrea F. Daniele 他
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