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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: 2021/5/1 ／ 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 →- 論文能動的推論ロボティクス
脳科学に着想を得たロボットの知覚と行動：能動的推論による状態推定・制御・自己知覚
脳の能動的推論を数理モデル化し、ヒューマノイドや産業用ロボットで状態推定・制御・自己知覚を実現した実験と知見をまとめた論文。
原題: Neuroscience-inspired perception-action in robotics: applying active inference for state estimation, control and self-perception ／ Pablo Lanillos, Marcel van Gerven
日本語で読む → - 論文手術ロボット訓練ロボティクス
手術訓練に時間依存の力外乱を組み合わせる
ロボット支援手術の訓練に1Hzの周期的な力外乱を加え、それが複雑な手術タスクの学習に与える影響を実験的に調べた。
原題: Combining Time-Dependent Force Perturbations in Robot-Assisted Surgery Training ／ Yarden Sharon, Daniel Naftalovich, Lidor Bahar 他
日本語で読む → - 論文制御合成ロボティクス
信号時相論理の合成を確率的推論として解く
信号時相論理(STL)の合成問題をMAP推論として再定式化し、確率的述語を導入したRSTLにより勾配ベースの微分可能な合成を可能にした研究。
原題: Signal Temporal Logic Synthesis as Probabilistic Inference ／ Ki Myung Brian Lee, Chanyeol Yoo, Robert Fitch
日本語で読む → - 論文安全探索計画ロボティクス
ガウス過程とニューラル制御収縮計量による不確実性を考慮した安全探索計画
未知の外乱関数をガウス過程で推定し、ニューラル制御収縮計量に基づく追従制御と不確実性チューブで安全な探索計画を実現する手法を提案した。
原題: Uncertainty-aware Safe Exploratory Planning using Gaussian Process and Neural Control Contraction Metric ／ Dawei Sun, Mohammad Javad Khojasteh, Shubhanshu Shekhar 他
日本語で読む → - 論文自動運転/安全性ロボティクス
ルールブックによる意図された運転行動の安全性
自動運転車の経路計画におけるSOTIFプロセスとルールブックフレームワークを結びつけ、機能記述や検証・妥当性確認への活用可能性を論じた論文。
原題: Safety of the Intended Driving Behavior Using Rulebooks ／ Anne Collin, Artur Bilka, Scott Pendleton 他
日本語で読む → - 論文動画予測画像認識
アノテーション不要の物体中心動画予測
強力な視覚モデルの事前知識を活用し、物体アノテーションなしで物体中心の動画予測を行う手法OPAを提案し、積み重なった物体の落下動画で有効性を示した。
原題: Object-centric Video Prediction without Annotation ／ Karl Schmeckpeper, Georgios Georgakis, Kostas Daniilidis
日本語で読む → - 論文モデル学習ロボティクス
離散オイラー・ラグランジュ残差最小化による構造化力学モデルの学習
構造化力学モデルを離散オイラー・ラグランジュ残差の最小化で学習する手法を提案し、二重振り子の時系列データで従来法より高精度なモデルが得られることを示した。
原題: Training Structured Mechanical Models by Minimizing Discrete Euler-Lagrange Residual ／ Kunal Menda, Jayesh K. Gupta, Zachary Manchester 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
ウェイポイント計画ネットワーク
LSTMとA*などの古典アルゴリズムを組み合わせたハイブリッド経路計画手法WPNを提案し、2D環境でA*やMPNet、VINと比較して効率性と汎化性能の優位性を示した。
原題: Waypoint Planning Networks ／ Alexandru-Iosif Toma, Hussein Ali Jaafar, Hao-Ya Hsueh 他
日本語で読む → - 論文強化学習・キャラクター制御機械学習
多様な跳躍戦略を自動発見するフレームワーク
物理シミュレーションと深層強化学習、姿勢VAEとベイズ多様性探索を組み合わせ、模範動作なしで走高跳や障害物跳躍の多様で自然な制御方策を発見する手法を提案した。
原題: Discovering Diverse Athletic Jumping Strategies ／ Zhiqi Yin, Zeshi Yang, Michiel van de Panne 他
日本語で読む → - 論文人間工学設計ロボティクス
手術用マスタマニピュレータ最適設計のための人間工学的インタラクション作業空間解析法
遠隔手術ロボットのマスタマニピュレータ設計を人間工学的に最適化するため、術者の操作しやすさを評価するインタラクション作業空間解析手法を提案した論文。
原題: An Ergonomic Interaction Workspace Analysis Method for the Optimal Design of a Surgical Master Manipulator ／ Dandan Zhang, Jindong Liu, Guangzhong Yang
日本語で読む → - 論文進化戦略ロボティクス
ウェイポイントを活用した進化戦略のための方策探索
ブラックボックス強化学習において、軌跡中の状態行動ペアからダイナミクスを学習し、進化戦略の探索を効率化する手法を提案。Carla運転とUR5ロボットアームのシミュレータで有効性を示した。
原題: Shaped Policy Search for Evolutionary Strategies using Waypoints ／ Kiran Lekkala, Laurent Itti
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
異種摩擦推定の融合によるトラクション適応型運動計画と制御
タイヤスリップ時の高精度な局所摩擦推定と前方カメラによる路面分類を、異分散ガウス過程回帰で融合し、トラクション適応型の運動計画・制御に十分な精度と先読み性を与える手法を提案した。
原題: Fusion of Heterogeneous Friction Estimates for Traction Adaptive Motion Planning and Control ／ Lars Svensson, Martin Törngren
日本語で読む → - 論文走行可能性推定ロボティクス
不整地環境における移動ロボット向け深層学習走行可能性推定器
標高マップと軌道から失敗事象の発生を推定する深層学習フレームワークを提案し、シミュレーションで訓練後、チリ・アタカマ砂漠の火星探査車試験データに転移学習して有効性を示した。
原題: Deep Learning Traversability Estimator for Mobile Robots in Unstructured Environments ／ Marco Visca, Sampo Kuutti, Roger Powell 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
事前サンプリング軌道のヒューリスティック評価による移動ロボットの反応型ナビゲーション
未知環境でグローバルマップを使わず、事前サンプリングした軌道をその場でヒューリスティックに評価して高速に経路選択する反応型ナビゲーション手法を提案し、ベンチマークで有効性を示した。
原題: Reactive Navigation Framework for Mobile Robots by Heuristically Evaluated Pre-sampled Trajectories ／ Neşet Ünver Akmandor, Taşkın Padır
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 → - 論文歩行ロボティクス
環境適応型モデル予測制御による脚式ロコモーション
脚式ロボット向けに脚の可動性を最大化するコストを導入した実時間NMPCを提案し、段差や粗い地形への適応と外乱除去を実験で示した。
原題: Model Predictive Control with Environment Adaptation for Legged Locomotion ／ Niraj Rathod, Angelo Bratta, Michele Focchi 他
日本語で読む → - 論文自動運転知覚ロボティクス
自動運転知覚システムのためのセンサデータ抽象化に向けて
自動運転の知覚モデルが特定のセンサ構成に依存してしまう問題に対し、カメラ・LiDAR・レーダのデータを抽象化してセンサ構成間の転移性を高めるインターフェースの方向性を整理したレビュー論文。
原題: Towards Sensor Data Abstraction of Autonomous Vehicle Perception Systems ／ Hannes Reichert, Lukas Lang, Kevin Rösch 他
日本語で読む → - 論文海洋ロボティクス/環境モニタリング画像認識
深海視覚モデルによる表層浮遊プラスチック量の自動計測
自律型ロボットと深層学習を用いて海洋表層の浮遊プラスチックをリアルタイムで定量化する手法を開発し、85%のmAPと0.89のF1スコアを達成した。
原題: A Robotic Approach towards Quantifying Epipelagic Bound Plastic Using Deep Visual Models ／ Gautam Tata, Sarah-Jeanne Royer, Olivier Poirion 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
先読み社会認識強化学習によるロボットナビゲーション
現在の人間との相互作用だけでなく将来の社会的相互作用も予測して衝突回避と効率を両立させる、先読み型の社会認識強化学習フレームワークを提案した論文。
原題: Foresight Social-aware Reinforcement Learning for Robot Navigation ／ Yanying Zhou, Shijie Li, Jochen Garcke
日本語で読む → - 論文管内ロボットロボティクス
配水管内ロボットの無線制御による長距離検査のための自己位置推定とナビゲーション手法
配水管内を走行するロボットの長距離検査に向け、土・水・岩などの過酷環境に適した無線通信システムと多段階制御アルゴリズムを同期させた運用手順を提案し、自己位置推定とナビゲーションを実現した。
原題: A Localization and Navigation Method for an In-pipe Robot in Water Distribution System through Wireless Control towards Long-Distance Inspection ／ Saber Kazeminasab, M. Katherine Banks
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 → - 論文移動ロボット制御ロボティクス
縦横スリップを考慮した車輪移動ロボットの適応運動学制御
縦方向と横方向のスリップが生じる環境下で車輪移動ロボットが軌道追従できる適応運動学コントローラを提案し、誤差が有界に収まることを示した論文。
原題: Kinematic control design for wheeled mobile robots with longitudinal and lateral slip ／ Thiago B. Burghi, Juliano G. Iossaqui, Juan F. Camino
日本語で読む → - 論文3D物体検出画像認識
低解像度LiDARと単眼カメラによる3D物体検出
低解像度LiDARの点群と単眼カメラ画像から深度補完で密な点群を生成し、ボクセルベースのネットワークで3D物体検出を行う2段階フレームワークを提案した論文。
原題: Enabling 3D Object Detection with a Low-Resolution LiDAR ／ Lin Bai, Yiming Zhao, Xinming Huang
日本語で読む → - 論文社会的ロボティクスHCI
目標は重要か？感情認識課題が人工エージェントへの表情模倣の社会的価値を変えうる
人工エージェントの身体性や人間らしさが、その表情の自発的・指示的模倣に与える影響を感情認識課題で調べ、最も不気味でなく好まれたエージェントが最も自発的に模倣されないことを示した研究。
原題: Does the Goal Matter? Emotion Recognition Tasks Can Change the Social Value of Facial Mimicry towards Artificial Agents ／ Giulia Perugia, Maike Paetzel-Prüssman, Isabelle Hupont 他
日本語で読む → - 論文協調マッピングロボティクス
複数UAVによる遺跡マッピングの協調手法
複数のドローンが分担して遺跡を撮影・情報交換することで、従来のオフライン処理より高速かつ高精度に地図を作る協調マッピング手法を提案し、インドの15世紀の要塞の3D地図を初めて作成した。
原題: Collaborative Mapping of Archaeological Sites using multiple UAVs ／ Manthan Patel, Aditya Bandopadhyay, Aamir Ahmad
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 → - 論文知覚/義足/レーダーeess.SP
レーダーで義足の階段踏破を支援する知覚システム
MIMOレーダーとIMUを組み合わせ、階段の角を検出して段差の奥行きと高さを推定し、義足の自律的な階段踏破を支援する組み込み向け知覚システムを提案した。
原題: DimRad: A Radar-Based Perception System for Prosthetic Leg Barrier Traversing ／ Fady Aziz, Bassam Elmakhzangy, Christophe Maufroy 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習AI
シミュレーション人型サッカーにおける運動制御からチームプレーへ
物理シミュレーション上の人型アバターのチームにサッカーを学習させ、模倣学習・強化学習・集団訓練を組み合わせて、走るなどの低次運動からドリブルやチーム連携までを段階的に獲得させた研究。
原題: From Motor Control to Team Play in Simulated Humanoid Football ／ Siqi Liu, Guy Lever, Zhe Wang 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
距離画像を用いたLiDAR自己位置推定
3D LiDARスキャンから生成した距離画像とメッシュ地図のレンダリング画像を照合し、モンテカルロ法で大規模屋外環境における車両の自己位置を高精度に推定する手法を提案した。
原題: Range Image-based LiDAR Localization for Autonomous Vehicles ／ Xieyuanli Chen, Ignacio Vizzo, Thomas Läbe 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
マルチロータ向け気流慣性オドメトリによる堅牢な状態推定
低コストIMUと生物模倣の気流センサのみを用い、深層学習と風速マップ、フィルタ融合で位置センサ故障時にもドリフトを大幅に抑えるデッドレコニング手法を提案した。
原題: Airflow-Inertial Odometry for Resilient State Estimation on Multirotors ／ Andrea Tagliabue, Jonathan P. How
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