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 →- 論文転移学習機械学習
後継特徴量を用いたリスク考慮型強化学習の転移
報酬の分散でリスクを測り、後継特徴量を拡張してリスクを考慮した方策転移を可能にする手法を提案し、ナビゲーションとロボットアーム制御で有効性を示した。
原題: Risk-Aware Transfer in Reinforcement Learning using Successor Features ／ Michael Gimelfarb, André Barreto, Scott Sanner 他
日本語で読む → - 論文制御制御
計算資源が限られた組み込みシステム向けクアッドコプター制御器の開発・実装・屋外実験評価
MPC・LQR・PIDの3種の飛行制御器を計算資源の限られた組み込み系に実装し、屋外の風条件下で傾斜円軌道を追従させて追従誤差や演算時間を比較評価したチュートリアル論文。
原題: Development, Implementation, and Experimental Outdoor Evaluation of Quadcopter Controllers for Computationally Limited Embedded Systems ／ Juan Paredes, Prashin Sharma, Brian Ha 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 → - 論文強化学習AI
非対称アーキテクチャによる深層強化学習エージェントの展開時推論コスト削減
高コストな方策と低コストな方策を切り替える非対称アーキテクチャを提案し、ロボット制御ベンチマークで性能を保ちつつ推論コストを削減した。
原題: Reducing the Deployment-Time Inference Control Costs of Deep Reinforcement Learning Agents via an Asymmetric Architecture ／ Chin-Jui Chang, Yu-Wei Chu, Chao-Hsien Ting 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
粗から細へのsim-to-real：広いタスク空間でのサブミリ精度
古典的な運動計画と学習ベースのEnd-to-End制御を組み合わせた粗から細への制御フレームワークを提案し、広いタスク空間でサブミリ精度のゼロショットsim-to-realを実現した。
原題: Coarse-to-Fine for Sim-to-Real: Sub-Millimetre Precision Across Wide Task Spaces ／ Eugene Valassakis, Norman Di Palo, Edward Johns
日本語で読む → - 論文昆虫ロボティクスロボティクス
自律探索救助ミッションのための昆虫コンピュータハイブリッドシステム
生きた昆虫とマイコンを融合し、赤外線カメラと機械学習で人間検出を行いながら複雑地形を自律ナビゲーションする救助用ハイブリッドシステムを実現した。
原題: Insect-Computer Hybrid System for Autonomous Search and Rescue Mission ／ P. Thanh Tran-Ngoc, D. Long Le, Bing Sheng Chong 他
日本語で読む → - 論文移動物体セグメンテーションロボティクス
3D LiDARデータにおける移動物体セグメンテーション：時系列データを活用した学習ベース手法
回転式3D LiDARの連続レンジ画像とCNNを用い、車両や歩行者などの意味クラスではなく「移動中か静止中か」を区別してシーンをセグメントする手法を提案し、SemanticKITTIベースの新ベンチマークも公開した論文。
原題: Moving Object Segmentation in 3D LiDAR Data: A Learning-based Approach Exploiting Sequential Data ／ Xieyuanli Chen, Shijie Li, Benedikt Mersch 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
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 → - 論文マルチモーダル認識ロボティクス
適応型オートエンコーダの同時学習による撮像モダリティ間の知識転移で高忠実な移動ロボット視覚を実現
ノイズの多い安価なセンサでも高度なセンサ並みの能力を得るため、ソースとターゲットのオートエンコーダを同時学習してドメイン不変特徴空間を作り、モダリティ間で知識転移するSAEDAを提案。LiDAR/Radar/Videoで分類・回帰タスクの精度を改善し、実機ロボットでも検証した。
原題: Knowledge Transfer across Imaging Modalities Via Simultaneous Learning of Adaptive Autoencoders for High-Fidelity Mobile Robot Vision ／ Md Mahmudur Rahman, Tauhidur Rahman, Donghyun Kim 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
適応型プランナパラメータ学習
非専門家の人間とのやり取りや強化学習を用いて、環境変化に応じて古典的ナビゲーションのパラメータを動的に調整する学習フレームワークを提案した論文。
原題: APPL: Adaptive Planner Parameter Learning ／ Xuesu Xiao, Zizhao Wang, Zifan Xu 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
動的環境下でレーダー通信統合機能を持つ自動運転車のための転移可能な深層強化学習フレームワーク
レーダー検出とデータ通信を統合した自動運転車が動的で不確実な環境で最適に機能選択できるよう、MDPに基づく深層強化学習と転移学習を組み合わせた枠組みを提案し、障害物の見逃し検出率を最大67%低減した。
原題: Transferable Deep Reinforcement Learning Framework for Autonomous Vehicles with Joint Radar-Data Communications ／ Nguyen Quang Hieu, Dinh Thai Hoang, Dusit Niyato 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
ファジィニューラルネットワークを用いた拡張カルマンフィルタによる移動ロボットの自己位置推定
ファジィ推論でEKFのノイズ共分散行列を連続調整し、ニューラルネットでメンバーシップ関数を調整することで、移動ロボットの自己位置推定精度を向上させた研究。
原題: Mobile Robot Localization Using Fuzzy Neural Network Based Extended Kalman Filter ／ Thi Thanh Van Nguyen, Manh Duong Phung, Thuan Hoang Tran 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
GODSAC*: ロボット自己位置推定のためのグラフ最適化DSAC*
単眼カメラの深層学習による姿勢推定を、ノイズを含むオドメトリとポーズグラフ最適化で補強し、屋外など広い環境でも高精度に自己位置推定する手法を提案した論文。
原題: GODSAC*: Graph Optimized DSAC* for Robot Relocalization ／ Alphonsus Adu-Bredu, Noah Del Coro, Tianyi Liu
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
行列リー群上の拡張カルマンフィルタを用いたヒューマノイドロボットの固有感覚ベース推定器DILIGENT-KIO
ヒューマノイドの浮遊基底の位置・姿勢・速度を、足の接触情報とIMU・順運動学を統合し、行列リー群上で拡張カルマンフィルタにより推定する手法を提案し、iCubで実証した。
原題: DILIGENT-KIO: A Proprioceptive Base Estimator for Humanoid Robots using Extended Kalman Filtering on Matrix Lie Groups ／ Prashanth Ramadoss, Giulio Romualdi, Stefano Dafarra 他
日本語で読む → - 論文記号回帰機械学習
記号残差ニューラルネットワークによる物理系のラグランジアン学習
ニューラルネットで記号的な数式を残差的に組み立て、観測データから物理系のラグランジアンを学習してトルクを予測する手法を提案。二重振り子のシミュレーションで従来法と比較した。
原題: SyReNets: Symbolic Residual Neural Networks ／ Carlos Magno C. O. Valle, Sami Haddadin
日本語で読む → - 論文自動運転/状態表現ロボティクス
自動運転のための固定次元・置換不変な状態表現
周囲車両をニューラルネットで符号化して加算・連結することで、車両数が可変でも固定次元かつ置換不変な状態表現を実現し、近似誤差を62.2%削減した。
原題: Fixed-Dimensional and Permutation Invariant State Representation of Autonomous Driving ／ Jingliang Duan, Dongjie Yu, Shengbo Eben Li 他
日本語で読む → - 論文管内ロボットロボティクス
SmartCrawler: 水道配管を無線通信しながら走行する適応型管内ロボット
車輪で管壁を押さえる機構によりサイズの異なる配管を走行でき、直進・曲がり部に対応する二段階制御と434MHz帯RFIDによる双方向無線通信を備えた管内点検ロボットを開発した。
原題: SmartCrawler: An In-pipe Robotic System with Wireless Communication in Water Distribution Systems ／ Saber Kazeminasab, Roozbeh Jafari, M. Katherine Banks
日本語で読む → - 論文確率的最適制御機械学習
近似ベイズ入力推論による効率的な確率的最適制御
制御問題を入力推定問題として捉え、近似ベイズ推論を用いて確率的最適制御を効率的に解く手法を提案し、非線形シミュレーションで既存手法を上回る性能を示した。
原題: Efficient Stochastic Optimal Control through Approximate Bayesian Input Inference ／ Joe Watson, Hany Abdulsamad, Rolf Findeisen 他
日本語で読む → - 論文モデル予測制御ロボティクス
ガウス過程に基づく確率的モデル予測制御による自動運転レースの追い越し
先行車の挙動をガウス過程で学習し、その予測に基づく確率的モデル予測制御で追い越し軌道を計画する手法を提案し、簡単なシミュレーションで検証した。
原題: Gaussian Process-based Stochastic Model Predictive Control for Overtaking in Autonomous Racing ／ Tim Brüdigam, Alexandre Capone, Sandra Hirche 他
日本語で読む → - 論文物体認識ロボティクス
AirCode: ロバストな物体エンコーディング手法
キーポイントのグラフに基づく物体エンコーディング手法AirCodeを提案し、視点変化や遮蔽に頑健で物体識別と意味的再定位に優れることを示した。
原題: AirCode: A Robust Object Encoding Method ／ Kuan Xu, Chen Wang, Chao Chen 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
Q学習における報酬関数の比較：台車位置問題への応用
台車位置制御問題において3種類の報酬関数をQ学習で比較し、目標位置から一定距離内にいるときのみ報酬を与える不連続な報酬関数が最も良い結果となることを示した。
原題: A Comparison of Reward Functions in Q-Learning Applied to a Cart Position Problem ／ Amartya Mukherjee
日本語で読む → - 論文災害対応ロボティクスcs.CY
災害対応ロボティクスの研究動向：文献計量分析
災害対応ロボティクス分野の論文を文献計量学的に分析し、著者・機関・国の協働や引用ネットワークから研究の世界的進展と現代的トレンドを明らかにした。
原題: Contemporary Research Trends in Response Robotics ／ Mehdi Dadvar, Soheil Habibian
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
制御バリア関数と状態射影安全を用いた二足歩行のエピソード学習
制御バリア関数と機械学習を組み合わせ、モデル不確かさを学習して二足歩行ロボットの安全な動的歩行を実現する手法を提案し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: Episodic Learning for Safe Bipedal Locomotion with Control Barrier Functions and Projection-to-State Safety ／ Noel Csomay-Shanklin, Ryan K. Cosner, Min Dai 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
情報に基づく空間サンプリングのためのスケーラブルなマルチロボット計画
準静的空間場の効率的なデータ収集のため、限られた通信範囲で独立動作する複数ロボットの分散計画アルゴリズムを提案し、シミュレーションで有効性を示した論文。
原題: Scalable Multirobot Planning for Informed Spatial Sampling ／ Sandeep Manjanna, M. Ani Hsieh, Gregory Dudek
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
時間遅延推定に基づくロボットマニピュレータ制御の再検討
時間遅延推定を用いたモデルフリー制御の安定性証明が誤りであることを指摘し、修正版の制御則を提案した論文。
原題: On the Controllers Based on Time Delay Estimation for Robotic Manipulators ／ M. Reza J. Harandi
日本語で読む →