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 → - 論文教育ロボティクスcs.CY
教育ロボティクスで計算論的思考を育むための教師の視点
教育ロボティクスで計算論的思考を育むCCPSモデルを334人の教師に評価してもらい、有用性・使いやすさ・受容性の観点から検証した研究。
原題: Teachers' perspective on fostering computational thinking through educational robotics ／ Morgane Chevalier, Laila El-Hamamsy, Christian Giang 他
日本語で読む → - 論文軌道生成ロボティクス
ジャーク制限付き任意目標状態へのリアルタイム軌道生成
多自由度ロボットの任意の目標状態（位置・速度・加速度）に対し、ジャーク制限を守りつつ時間最適な軌道をオンライン生成するアルゴリズムRuckigを提案し、10億超のランダム軌道で堅牢性とリアルタイム性を検証した。
原題: Jerk-limited Real-time Trajectory Generation with Arbitrary Target States ／ Lars Berscheid, Torsten Kröger
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
自動運転車の緊急障害物回避マニューバに関する統合的アプローチのレビュー
高速道路走行時の緊急障害物回避に必要な経路計画・意思決定・軌道生成・追従制御などのシステムを整理し、最新技術と今後の課題をレビューした論文。
原題: A Review of Autonomous Road Vehicle Integrated Approaches to an Emergency Obstacle Avoidance Maneuver ／ Evan Lowe, Levent Guvenç
日本語で読む → - 論文サービスロボットロボティクス
Sobi: 開放環境での長期自律運用を目指す対話型ソーシャルサービスロボット
公共空間のような屋内・屋外が混在する開放環境で案内役を務める移動サービスロボットSobiを開発し、16日間の屋内運用で総走行66.6kmの自律巡回と自動充電を実現、さらにUIの使いやすさをユーザー研究で評価した。
原題: Sobi: An Interactive Social Service Robot for Long-Term Autonomy in Open Environments ／ Marvin Stuede, Konrad Westermann, Moritz Schappler 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
人間とロボットの信頼に関するレビュー
人間とロボットの協働における信頼研究をテーマ別に整理し、今後の研究方向性を提案したレビュー論文。
原題: A Review on Trust in Human-Robot Interaction ／ Zahra Rezaei Khavas
日本語で読む → - 論文強化学習/外骨格/歩行支援ロボティクス
スクワット支援のための下肢外骨格の強化学習制御
足首の2平面駆動と足圧センサによるCoP推定を活用し、動力学ランダム化と外乱を加えた強化学習で、安定かつ頑健なスクワット支援動作を実現する外骨格制御手法を提案した。
原題: Reinforcement Learning and Control of a Lower Extremity Exoskeleton for Squat Assistance ／ S. Luo, G. Androwis, S. Adamovich 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
動的リーダー・フォロワー方式による平面運動学群ロボットの直線行進アルゴリズム
ラベル依存で故障に弱い従来の編隊形成に対し、ロボット群の現状態に応じて目標位置を動的に決めるリーダー・フォロワー連鎖で直線行進を実現し、故障への頑健性を数値実験で示した論文。
原題: Line Marching Algorithm For Planar Kinematic Swarm Robots: A Dynamic Leader-Follower Approach ／ He Cai, Shuping Guo, Yuheng He 他
日本語で読む → - 論文意味的SLAMロボティクス
認識論的不確かさを考慮した意味的定位・地図構築と信念空間計画
物体分類の不確かさ（分類の曖昧さ・認識論的不確かさ・位置推定誤差）をベイズ的に扱い、姿勢とクラス確率の同時信念を維持する2手法（Multi-HybridとJoint Lambda Pose）を提案し、信念空間計画に拡張した論文。
原題: Epistemic Uncertainty Aware Semantic Localization and Mapping for Inference and Belief Space Planning ／ Vladimir Tchuiev, Vadim Indelman
日本語で読む → - 論文セマンティックマッピングロボティクス
RoSmEEry: セマンティックマッピングアルゴリズムの評価・ベンチマーク用ロボットシミュレーション環境
Gazebo上でセマンティックマッピングアルゴリズムを体系的に評価・比較するためのオープンソースフレームワークと複数のシミュレーション環境を提供した論文。
原題: RoSmEEry: Robotic Simulated Environment for Evaluation and Benchmarking of Semantic Mapping Algorithms ／ Sara Kaszuba, Sandeep Reddy Sabbella, Vincenzo Suriani 他
日本語で読む → - 論文飛行ロボットHCI
空飛ぶスマートフォンPOD
スマートフォンサイズのディスプレイと計算・センシング能力を備えた飛行型スマートフォンPODのプロトタイプを開発し、技術的課題と初期成果を報告した論文。
原題: POD: A Smartphone That Flies ／ Guojun Chen, Noah Weiner, Lin Zhong
日本語で読む → - 論文農業ロボティクス画像認識
プラム収穫ロボット向け物体検出データセットと深層学習アーキテクチャの性能比較
実際のプラム収穫ロボットで昼夜のデータセットを収集し、複数の深層学習物体検出器をベンチマーク。深度と画像の融合手法も検証した。
原題: Dataset and Performance Comparison of Deep Learning Architectures for Plum Detection and Robotic Harvesting ／ Jasper Brown, Salah Sukkarieh
日本語で読む → - 論文産業ロボット/メーター読み取りロボティクス
ベクトル検出ネットワーク：実環境でのロボットによるアナログメーター読み取り応用研究
アナログメーターの指針を2次元ベクトルとして検出するVector Detection Network（VDN）を提案し、実世界画像データセットPointer-10Kで高精度・リアルタイム・頑健な読み取りを実現した。
原題: Vector Detection Network: An Application Study on Robots Reading Analog Meters in the Wild ／ Zhipeng Dong, Yi Gao, Yunhui Yan 他
日本語で読む → - 論文最適化機械学習
1次計算量で2次情報を活用する新アルゴリズム
物理的近似を用いて2次情報をO(N)の計算量で取得し、逆運動学や勾配降下に応用するVA-Flowアルゴリズムを提案した論文。
原題: 2nd-order Updates with 1st-order Complexity ／ Michael F. Zimmer
日本語で読む → - 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 → - 論文モデル検査cs.LO
マルコフ決定過程のための実行時モニタリング
部分観測可能で非決定性と確率性を併せ持つシステムに対し、観測から現在状態のリスクを推定する実行時モニタリング手法を提案し、条件付き到達確率のモデル検査に基づく効率的アルゴリズムを実装・評価した。
原題: Runtime Monitoring for Markov Decision Processes ／ Sebastian Junges, Hazem Torfah, Sanjit A. Seshia
日本語で読む → - 論文表情模倣/自己教師あり学習ロボティクス
笑顔を本気で：学習モデルで動かすアニマトロニクス顔ロボット
柔らかい皮膚を持つアニマトロニクス顔ロボットを設計し、人間の表情を模倣する視覚ベースの自己教師あり学習フレームワークを開発した。運動学モデルやカメラ校正、事前定義表情を必要とせず、単一のモーターバブリングデータで生成モデルと逆モデルを学習し、多様な被験者の表情を正確に模倣できることを示した。
原題: Smile Like You Mean It: Driving Animatronic Robotic Face with Learned Models ／ Boyuan Chen, Yuhang Hu, Lianfeng Li 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
高コスト辺評価を伴うグラフにおける効率的な再計画のためのLazy Lifelong Planning
辺評価が高コストな動的グラフでの再計画を効率化するため、LPA*の頂点効率とGLSの辺効率を組み合わせたLifelong-GLSを提案し、最適性と有界準最適性を示した。
原題: Lazy Lifelong Planning for Efficient Replanning in Graphs with Expensive Edge Evaluation ／ Jaein Lim, Siddhartha Srinivasa, Panagiotis Tsiotras
日本語で読む → - 論文モバイルマニピュレーションロボティクス
TANGO: モバイルマニピュレータの道具インタラクション予測における常識的汎化
人間の指示に基づき、道具の有用性や道具同士の組み合わせを常識的に判断して行動を予測するニューラルモデルTANGOを提案し、未知の道具を含む新環境への汎化性能を大幅に向上させた。
原題: TANGO: Commonsense Generalization in Predicting Tool Interactions for Mobile Manipulators ／ Shreshth Tuli, Rajas Bansal, Rohan Paul 他
日本語で読む → - 論文産業安全/コンピュータビジョンロボティクス
Toolbox Spotter：重工業向け実世界状況認識のためのコンピュータビジョンシステム
重工業の現場で移動機械や車両による事故を防ぐため、組込みロボット知覚と分散HMI警告システムを組み合わせた安全支援システムを提案し、実環境データで有効性を評価した論文。
原題: Toolbox Spotter: A Computer Vision System for Real World Situational Awareness in Heavy Industries ／ Stuart Eiffert, Alexander Wendel, Peter Colborne-Veel 他
日本語で読む → - 論文強化学習/視覚ロボティクスAI
視覚ベースロボティクスのためのサンプル効率の良い強化学習パイプラインに向けて
RGBカメラ情報のみで6自由度ロボットアームがボールに到達するタスクを、計算機視覚による情報抽出と強化学習の効率化を組み合わせたパイプラインで短時間に学習できることを示した研究。
原題: Towards a Sample Efficient Reinforcement Learning Pipeline for Vision Based Robotics ／ Maxence Mahe, Pierre Belamri, Jesus Bujalance Martin
日本語で読む → - 論文人間中心AIロボティクス
信頼できるロボット・自律システムのための人間中心AI：課題と機会
信頼できるロボット・自律システム（RAS）の5つの特性（安全・セキュリティ・健全性・信頼性・倫理適合性）を整理し、人間中心AIの役割と課題を分析して、新たな受容モデルを提案した論文。
原題: The Challenges and Opportunities of Human-Centered AI for Trustworthy Robots and Autonomous Systems ／ Hongmei He, John Gray, Angelo Cangelosi 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
好奇心に基づく探索とリターン記憶復元による深層強化学習
二値の成功/失敗報酬のみが与えられるサッカー環境(Half Field Offense)で、予測ベースの好奇心探索と価値の高い記憶を優先的に再生するReturn-based Memory Restorationを組み合わせ、疎な報酬でもエージェントを効率的に学習させる手法を提案した。
原題: Curious Exploration and Return-based Memory Restoration for Deep Reinforcement Learning ／ Saeed Tafazzol, Erfan Fathi, Mahdi Rezaei 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
PathBench：古典的・学習ベース経路計画アルゴリズムのベンチマークプラットフォーム
古典的および学習ベースの2D/3D経路計画アルゴリズムを開発・可視化・学習・評価できるROS対応のオープンソースプラットフォームを提案し、経路長や成功率などで比較評価した。
原題: PathBench: A Benchmarking Platform for Classical and Learned Path Planning Algorithms ／ Alexandru-Iosif Toma, Hao-Ya Hsueh, Hussein Ali Jaafar 他
日本語で読む → - 論文テレオペレーションロボティクス
視覚誘導型潜在アクションによる支援テレオペレーションの学習
視覚入力を条件にした潜在埋め込みで、低次元入力から高次元ロボット動作を生成する支援テレオペレーション手法を提案し、物体検出器の事前学習で未知物体への汎化とユーザビリティ向上を示した。
原題: Learning Visually Guided Latent Actions for Assistive Teleoperation ／ Siddharth Karamcheti, Albert J. Zhai, Dylan P. Losey 他
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