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 →- 論文音声視覚融合画像認識
動いて聞き分ける：能動的音声・視覚音源分離
エージェントが移動しながらカメラとマイクの位置を調整し、目的物体の音を効率的に分離する強化学習手法を提案した論文。
原題: Move2Hear: Active Audio-Visual Source Separation ／ Sagnik Majumder, Ziad Al-Halah, Kristen Grauman
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
直線を用いたインクリメンタルStructure-from-Motion
平面の交差から生じる直線を利用し、カメラの動的視覚システムに対する状態観測器を設計することで、インクリメンタルなStructure-from-Motionを実現した研究。
原題: On Incremental Structure-from-Motion using Lines ／ André Mateus, Omar Tahri, A. Pedro Aguiar 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SLAMロボティクス
屋内環境向け2Dレーザースキャンの相関フィルタ
冗長な2Dレーザースキャンを相関に基づいて間引き、SLAMの処理負荷を軽減するフィルタを提案し、屋内廊下検出器も導入した。
原題: Correlation Filter of 2D Laser Scans For Indoor Environment ／ Kirill Krinkin, Anton Filatov
日本語で読む → - 論文機構設計ロボティクス
トポロジー最適化による多自由度コンプライアント機構の設計
コンプライアント機構の自由度を「擬似可動度」として定義し、複数の擬似可動度を持つ機構をトポロジー最適化で設計する手法を提案した論文。
原題: Topology-optimization based design of multi-degree-of-freedom compliant mechanisms (mechanisms with multiple pseudo-mobility) ／ Stephanie Kirmse, Lucio Flavio Campanile, Alexander Hasse
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
視覚意味グラフでロボットのタスク理解を強化するVSGM
物体間の関係をグラフ化しGraph Neural Networkでタスクに重要な物体特徴を抽出することで、言語指示に基づく家庭内タスクの成功率を6〜10%向上させた研究。
原題: VSGM -- Enhance robot task understanding ability through visual semantic graph ／ Cheng Yu Tsai, Mu-Chun Su
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 → - 論文触覚ロボティクス
視覚と触覚フィードバックに基づく変形物体の変形制御
視覚と触覚のフィードバックを統合し、力拘束下で柔軟物体の接触を安定させながら変形を制御する手法を提案し、ページめくりと整形実験で有効性を示した。
原題: Deformation Control of a Deformable Object Based on Visual and Tactile Feedback ／ Yuhao Guo, Xin Jiang, Yunhui Liu
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 → - 論文歩行ロボティクス
スラスタ支援脚式移動における片側接地反力の調整
スラスタを備えた二足歩行ロボットHarpyで、参照ガバナを用いて接地反力を高速に制約する手法を提案した論文。
原題: Unilateral Ground Contact Force Regulations in Thruster-Assisted Legged Locomotion ／ Eric Sihite, Pravin Dangol, Alireza Ramezani
日本語で読む → - 論文自己教師あり学習画像認識
好奇心駆動の表現学習による身体知能
強化学習ポリシーと視覚表現モデルを同時に学習し、ポリシーが表現学習の誤差を最大化するよう探索することで、教師なしで強い表現を獲得するフレームワークCRLを提案。
原題: Curious Representation Learning for Embodied Intelligence ／ Yilun Du, Chuang Gan, Phillip Isola
日本語で読む → - 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 → - 論文触覚ロボティクス
超解像触覚スキンの理論と設計
少数の触覚素子を柔軟素材に埋め込み信号処理で超解像な触覚センシングを実現する理論を提案し、機械学習と組み合わせて100倍以上の超解像度を達成した。
原題: Theory and Design of Super-resolution Haptic Skins ／ Huanbo Sun, Georg Martius
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3Dセグメンテーション画像認識
スパース注釈と階層記述子からの3Dセグメンテーション学習
少数の点注釈しかない3Dデータから、大域・局所構造と個別・近傍関係を動的エッジ畳み込みとカーネル化識別記述子で捉え、敵対的学習も併用して高精度な密セグメンテーションを実現した手法GIDSegの提案。
原題: 3D Segmentation Learning from Sparse Annotations and Hierarchical Descriptors ／ Peng Yin, Lingyun Xu, Jianmin Ji 他
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 → - 論文模倣学習ロボティクス
ロボットによる飲み物注ぎのための説明可能な階層的模倣学習
飲み物注ぎタスクを高レベル知識と低レベル行動に階層化し、論理グラフで意思決定を可視化する説明可能な模倣学習手法を提案した論文。
原題: Explainable Hierarchical Imitation Learning for Robotic Drink Pouring ／ Dandan Zhang, Yu Zheng, Qiang Li 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
不確実な障害物環境における経路計画のための閉ループ線形共分散フレームワーク
車両の経路周りの分散共分散を予測する閉ループ線形共分散フレームワークを開発し、モンテカルロ法で検証した上でRRTを用いた障害物回避経路計画に応用した論文。
原題: A Closed-Loop Linear Covariance Framework for Vehicle Path Planning in a Static Uncertain Obstacle Fiel ／ Randall Christensen, Greg Droge, Robert Leishman
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
ロボット同士の信頼で協調を改善する：相対的ニーズエントロピーに基づくロボット間信頼評価モデル
ロボット間のニーズ分布の距離を測る相対的ニーズエントロピー（RNE）を提案し、異種マルチロボットのグループ化タスクで従来のエネルギー・距離ベース手法より優れた性能と適応性を示した。
原題: How Can Robots Trust Each Other For Better Cooperation? A Relative Needs Entropy Based Robot-Robot Trust Assessment Model ／ Qin Yang, Ramviyas Parasuraman
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 → - 論文物理的HRIロボティクス
身体的ヒューマンロボット相互作用のための多次元静電容量サーボイングの特性評価
ロボットのエンドエフェクタに搭載した静電容量センサアレイで人間の手足の位置・姿勢を推定し、その周囲をフィードバック制御で移動するサーボイング手法を提案し、12名の被験者実験で有効性と体格差への汎化性を示した。
原題: Characterizing Multidimensional Capacitive Servoing for Physical Human-Robot Interaction ／ Zackory Erickson, Henry M. Clever, Vamsee Gangaram 他
日本語で読む → - 論文人工生命cs.NE
人工生命：持続可能な自己複製システム
人工生命（ALife）分野の目的を概説し、自然界とは異なる仕組みで生命を創り出す可能性を探る学際的研究を紹介した論文。
原題: Artificial life: sustainable self-replicating systems ／ Carlos Gershenson, Jitka Cejkova
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SLAMロボティクス
VIRAL SLAM：カメラ・IMU・UWB・LiDARを密結合したマルチモーダルSLAM
IMU・カメラ・複数LiDAR・UWB測距を密結合で融合するSLAMを提案し、UWBと機体センサ間の座標系ずれをBAで推定して2段階で全センサ統合を実現した。
原題: VIRAL SLAM: Tightly Coupled Camera-IMU-UWB-Lidar SLAM ／ Thien-Minh Nguyen, Shenghai Yuan, Muqing Cao 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
格子状物品配置におけるピック・アンド・スワップ操作による再配置：最適性構造と効率的アルゴリズム
ロボットアームが物品を持ち上げて交換しながら格子状に並んだ物品を時間最適に整列させる問題を解析し、1次元では多項式時間最適アルゴリズム、2次元以上ではNP困難ながら漸近的最適な巡回追従アルゴリズムを提案した。
原題: Rearrangement on Lattices with Pick-n-Swaps: Optimality Structures and Efficient Algorithms ／ Jingjin Yu
日本語で読む → - 論文強化学習/遊泳physics.flu-dyn
エネルギー制約下で稚魚が用いる逃避遊泳パターンの学習
強化学習を用いて、限られたエネルギーで捕食者から逃げる稚魚の遊泳パターンを発見し、C-startに加え加速と滑空を組み合わせた効率的な逃避行動を明らかにした。
原題: Learning swimming escape patterns for larval fish under energy constraints ／ Ioannis Mandralis, Pascal Weber, Guido Novati 他
日本語で読む → - 論文形式検証機械学習
生成的モデルを用いた画像ベースニューラルネットワーク制御器の検証
GANで状態から画像を生成するモデルと制御ネットワークを結合し、低次元入力空間で既存の形式検証ツールを適用することで、画像ベース制御器の安全性を形式的に保証する手法を提案した。
原題: Verification of Image-based Neural Network Controllers Using Generative Models ／ Sydney M. Katz, Anthony L. Corso, Christopher A. Strong 他
日本語で読む → - 論文教育ロボットcs.PL
手書きでロボットをプログラミングする教育用言語の提案
紙とペンで描いた記号をスマホの画像認識で読み取り、教育用ロボットへの命令に変換する手書きプログラミング言語を開発し、教師ら8名による予備評価を行った。
原題: Exploring a Handwriting Programming Language for Educational Robots ／ Laila El-Hamamsy, Vaios Papaspyros, Taavet Kangur 他
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