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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
スキル系列に依存する長期操作タスク向け階層型方策の学習
観測だけでなくスキルの系列も入力に取り込む階層型強化学習方策を提案し、長期ホライズンの操作タスクをPPOやタスクスキーマ法より大幅に効率的に学習できることを示した。
原題: Learning a Skill-sequence-dependent Policy for Long-horizon Manipulation Tasks ／ Zhihao Li, Zhenglong Sun, Jionglong SU 他
日本語で読む → - 論文触覚HCI
電気触覚フィードバックによる手・腕インタラクション応用：系統的レビューとメタ分析および今後の展望
電気触覚フィードバックの技術概要を示し、義手・VR・遠隔操作など手を使う応用を系統的にレビュー・メタ分析して、携帯性や装着性の利点と課題、今後の方向性を整理した論文。
原題: Electrotactile feedback applications for hand and arm interactions: A systematic review, meta-analysis, and future directions ／ Panagiotis Kourtesis, Ferran Argelaguet, Sebastian Vizcay 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ヒューマノイドの多様なバランス戦略と省エネ歩行のための到達可能性マップ
全身最適制御とロボット動力学を連成させた2段階非線形最適化で動的踏み出しの到達可能性マップを生成し、消費エネルギーと踏み出し位置・タイミングの関係を解析した研究。
原題: Reachability Map for Diverse Balancing Strategies and Energy Efficient Stepping of Humanoids ／ Christopher McGreavy, Zhibin Li
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 → - 論文農業ロボットロボティクス
農業用地上ロボットのための階層型運用フレームワークの実機評価
農業ロボットSwagbotに階層型自律フレームワークを実装し、動的な人物がいる非構造環境での長期的なナビゲーション性能を実機実験で検証した。
原題: Experimental Evaluation of a Hierarchical Operating Framework for Ground Robots in Agriculture ／ Stuart Eiffert, Nathan D. Wallace, He Kong 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NMPC/安全性制御
離散時間制御バリア関数を用いた非線形モデル予測制御の実現可能性と安全性の向上
CLFとCBFをNMPCの枠組みで統合し、CBF制約にスラック変数を導入することで、実現可能性と安全性のトレードオフを解消して両立させる2つの定式化を提案した論文。
原題: Enhancing Feasibility and Safety of Nonlinear Model Predictive Control with Discrete-Time Control Barrier Functions ／ Jun Zeng, Zhongyu Li, Koushil Sreenath
日本語で読む → - 論文オフライン強化学習ロボティクス
オフラインロボット学習のための効率的な自己教師ありデータ収集
新規な観測に積極的に焦点を当てる目標条件付き強化学習で多様なデータを収集し、オフライン学習の性能を向上させる手法を提案した。
原題: Efficient Self-Supervised Data Collection for Offline Robot Learning ／ Shadi Endrawis, Gal Leibovich, Guy Jacob 他
日本語で読む → - 論文自動運転/MPCロボティクス
都市自動運転向け非線形モデル予測制御による軌道計画
パジェカの非線形横タイヤダイナミクスとゼロ速度条件を考慮したNMPCベースの自動運転軌道プランナを提案し、道路境界や障害物を制約として組み込み、CarMakerで有効性とリアルタイム性を検証した。
原題: NMPC trajectory planner for urban autonomous driving ／ Francesco Micheli, Mattia Bersani, Stefano Arrigoni 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 → - 論文関節物体ポーズ推定画像認識
実世界におけるカテゴリレベル関節物体ポーズ推定に向けて
複数の関節物体が共存し関節構造も多様な実環境向けにCAPERタスクを定義し、大規模混合現実データセットとRGB-D入力から複数物体の部位ポーズを一度に推定するReArtNOCSを提案した論文。
原題: Towards Real-World Category-level Articulation Pose Estimation ／ Liu Liu, Han Xue, Wenqiang Xu 他
日本語で読む → - 論文自動運転/センサ配置ロボティクス
複数LiDARの配置が自動運転の物体検出に与える影響の調査
複数のLiDARをどこに配置するかが3D物体検出性能に与える影響を、情報理論的な代理指標とCARLAシミュレータ実験で定量的に評価した研究。
原題: Investigating the Impact of Multi-LiDAR Placement on Object Detection for Autonomous Driving ／ Hanjiang Hu, Zuxin Liu, Sharad Chitlangia 他
日本語で読む → - 論文進化計算cs.NE
特徴マップとパラメータ制御による品質多様性メタ進化の改善
品質多様性アルゴリズムのメタ進化において、特徴マップの一般化とパラメータの動的制御を導入し、ロボットアームの損傷回復性能を向上させた研究。
原題: On the use of feature-maps and parameter control for improved quality-diversity meta-evolution ／ David M. Bossens, Danesh Tarapore
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 → - 論文接触計画ロボティクス
確率的相補性制約による接触可能性と軌道最適化のロバスト性の両立
地形形状や摩擦の不確かさを確率制約とリスク感度目的関数で扱い、接触を伴うロボット動作計画でロバスト性と制約充足のトレードオフを調整できる手法を提案した。
原題: Mediating between Contact Feasibility and Robustness of Trajectory Optimization through Chance Complementarity Constraints ／ Luke Drnach, John Z. Zhang, Ye Zhao
日本語で読む → - 論文異常検知画像認識
多視点異常検知
製造業の異常検知において、複数視点の画像を融合する3手法（早期融合・後期融合・複数デコーダ付き後期融合）を深層SVDDに基づき比較し、新データセットdicesを導入して単一視点手法を上回る性能を示した論文。
原題: Multi-Perspective Anomaly Detection ／ Peter Jakob, Manav Madan, Tobias Schmid-Schirling 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
学習可能なスムーザのための微分可能な因子グラフ最適化
因子グラフベースのスムーザを微分可能な形で展開し、MAP推論の最適化を通じて確率的システムモデルをエンドツーエンドで学習する手法を提案。物体追跡と視覚オドメトリで既存手法を大きく上回る精度を示した。
原題: Differentiable Factor Graph Optimization for Learning Smoothers ／ Brent Yi, Michelle A. Lee, Alina Kloss 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
知覚なしで階段を踏破する二足歩行ロボットのsim-to-real強化学習
固有感覚のみのフィードバックで階段状地形を歩く二足歩行ロボットCassieの制御を、階段地形のランダム化を加えたsim-to-real強化学習で実現した。
原題: Blind Bipedal Stair Traversal via Sim-to-Real Reinforcement Learning ／ Jonah Siekmann, Kevin Green, John Warila 他
日本語で読む → - 論文意思決定/不確実性AI
不確実性下の意思決定を簡略化するための確率的損失とそのオンライン特性評価
不確実性下の意思決定において、近似を排除した全体モデル上で簡略化の影響をオンラインで評価・制御する枠組みを提案し、信念表現のサンプル削減に適用して有効性を検証した論文。
原題: Probabilistic Loss and its Online Characterization for Simplified Decision Making Under Uncertainty ／ Andrey Zhitnikov, Vadim Indelman
日本語で読む → - 論文自動運転/ADASAI
先進運転支援システムの構成と応用に関するレビュー
ADASのハードウェアやセンサ、アルゴリズムを体系的に整理し、従来手法と最新研究、中国における今後の展望をまとめたレビュー論文。
原題: Composition and Application of Current Advanced Driving Assistance System: A Review ／ Xinran Li, Kuo-Yi Lin, Min Meng 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
OverlapNet：LiDAR SLAMのためのループ閉じ込み
LiDARの距離画像間の重なりと相対ヨー角を深層学習で推定し、SLAMのループ閉じ込み検出を高精度化した研究。未学習環境でも汎化性能を示す。
原題: OverlapNet: Loop Closing for LiDAR-based SLAM ／ Xieyuanli Chen, Thomas Läbe, Andres Milioto 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
足首関節は支持された実世界二足歩行ロボットの歩容最適化に有効である
二足歩行ロボットに足首関節を追加し、進化的手法で歩容を最適化することで、シミュレーションと実機実験の両方で歩行速度が向上することを示した。
原題: Ankle Joints Are Beneficial When Optimizing Supported Real-world Bipedal Robot Gaits ／ Hilmar Elverhøy, Steinar Bøe, Vegard Søyseth 他
日本語で読む → - 論文脚式移動ロボティクス
同軸スラスタ支援脚式移動のための低次元モデルに基づくフィードバック設計
同軸スラスタを備えた脚式ロボットにおいて、最適化を使わずに参照軌道を修正して接地制約や状態・入力制約を満たしつつ、歩容の安定性を保証するフィードバック設計を提案した。
原題: Reduced-Order-Model-Based Feedback Design for Thruster-Assisted Legged Locomotion ／ Pravin Dangol, Alireza Ramezani
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
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