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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 →- 論文姿勢推定画像認識
スパース制約定式化による3D人体姿勢・形状推定の最適化高速化
3D人体姿勢・形状推定の最適化をスパース制約付き定式化で再構築し、従来法と数学的に等価ながら4msで収束するリアルタイム手法SCOPEを提案した論文。
原題: Revitalizing Optimization for 3D Human Pose and Shape Estimation: A Sparse Constrained Formulation ／ Taosha Fan, Kalyan Vasudev Alwala, Donglai Xiang 他
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 → - 論文筋電義手ロボティクス
λ型筋モデルに基づく筋電義手の生体模倣制御
インピーダンスモデルにλ型筋モデルの概念を統合し、筋弛緩時にも関節角度を自然に保持できる筋電義手の新しい生体模倣制御法を提案し、シミュレーションと実験で従来法より人間の動きとの相関が高いことを示した。
原題: Biomimetic Control of Myoelectric Prosthetic Hand Based on a Lambda-type Muscle Model ／ Akira Furui, Kosuke Nakagaki, Toshio Tsuji
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
敵対環境における分散型レジリエント部分モジュラ行動選択
攻撃を受けたマルチロボットシステムで、一部のロボットが故障しても最悪ケースの性能を保証しつつ、集中型手法と同じ解に収束する分散型の部分モジュラ行動選択アルゴリズムを提案した。
原題: Distributed Resilient Submodular Action Selection in Adversarial Environments ／ Jun Liu, Lifeng Zhou, Pratap Tokekar 他
日本語で読む → - 論文グラフニューラルネットワーク機械学習
グラフ学習のためのニューラルツリー
入力グラフから階層的なH-treeを構築し、その上でメッセージパッシングを行う新しいGNNアーキテクチャを提案。既存GNNの表現力限界を理論的に克服し、3Dシーングラフの半教師ありノード分類で精度向上を示した。
原題: Neural Trees for Learning on Graphs ／ Rajat Talak, Siyi Hu, Lisa Peng 他
日本語で読む → - 論文ドローンレース/SE(3)プランニングロボティクス
Fast-Racing: 自律ドローンレースのためのSE(3)プランニングのオープンソース強力ベースライン
ドローンレース向けにSE(3)軌道生成をソフトペナルティ最適化として定式化し並列構造で高速化したプランナと、実環境を模した挑戦的なシミュレーション環境をオープンソースで提供した論文。
原題: Fast-Racing: An Open-source Strong Baseline for SE(3) Planning in Autonomous Drone Racing ／ Zhichao Han, Zhepei Wang, Neng Pan 他
日本語で読む → - 論文シーンフロー画像認識
自己教師あり多フレーム単眼シーンフロー
単眼連続画像から3Dシーンフローを推定する自己教師あり学習のマルチフレームネットワークを提案し、リアルタイム性を保ちつつ精度を向上させた。
原題: Self-Supervised Multi-Frame Monocular Scene Flow ／ Junhwa Hur, Stefan Roth
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
ユークリッド距離最適なグリッド経路の後処理
グリッド上で計画された経路を、同じトポロジー内で証明可能な最短経路まで短縮する後処理手法HVGを提案し、実験的に比較した論文。
原題: Euclidean Distance-Optimal Post-Processing of Grid-Based Paths ／ Guru Koushik Senthil Kumar, Sandip Aine, Maxim Likhachev
日本語で読む → - 論文UAV/リスク評価機械学習
深層エネルギーモデルとCVaRを用いたマルチロータUAVの飛行エネルギーリスク評価
時系列畳み込みネットワークで飛行中の消費電力を予測する深層エネルギーモデルを構築し、モンテカルロシミュレーションとCVaRで離陸前にバッテリー切れリスクを評価する手法を提案した。
原題: CVaR-based Flight Energy Risk Assessment for Multirotor UAVs using a Deep Energy Model ／ Arnav Choudhry, Brady Moon, Jay Patrikar 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
海底AUV調査の初期計画のための特徴空間探索
海底地形の特徴空間を効率的に探索するようにAUVの初期調査経路を計画する手法を提案し、RRTとMCTSに基づく情報獲得型プランナが最も有効であることを示した。
原題: Feature Space Exploration For Planning Initial Benthic AUV Surveys ／ Jackson Shields, Oscar Pizarro, Stefan B. Williams
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
日本語で読む → - 論文布操作ロボティクス
布の平滑化のための可視連結ダイナミクス学習
部分点群から布の可視連結グラフを推定し、粒子ベースのダイナミクスモデルを学習することで、シミュレーションで従来手法を大きく上回り、実機へのゼロショット転移で布の平滑化を実現した。
原題: Learning Visible Connectivity Dynamics for Cloth Smoothing ／ Xingyu Lin, Yufei Wang, Zixuan Huang 他
日本語で読む → - 論文ビヘイビアツリーAI
ビヘイビアツリーと関連アーキテクチャの表現力階層
ビヘイビアツリーを決定木・テレオリアクティブプログラム・有限状態機械と形式的に比較し、表現力の階層関係を明らかにした論文。補助変数の有無で可読性と表現力のトレードオフが生じることも示す。
原題: An expressiveness hierarchy of Behavior Trees and related architectures ／ Oliver Biggar, Mohammad Zamani, Iman Shames
日本語で読む → - 論文模倣学習/マニピュレーションロボティクス
多視点から見る：接触の多いタスクのための模倣学習による多視点マニピュレーションポリシー
様々な視点から収集したデモデータを用いた模倣学習により、移動マニピュレーションロボットが視点に依存せず接触の多い多段タスクを遂行できる多視点ポリシーを実現し、固定視点学習との比較分析を行った論文。
原題: Seeing All the Angles: Learning Multiview Manipulation Policies for Contact-Rich Tasks from Demonstrations ／ Trevor Ablett, Yifan Zhai, Jonathan Kelly
日本語で読む → - 論文群制御制御
集合的学習制御：マルチエージェントの多様性を活かした参照軌道追従
各エージェントに異なる学習則を割り当てた異種集合で反復学習制御を行い、単一エージェントの限界を超えて少ない試行で参照軌道を追従する手法を提案し、二輪倒立振子ロボットで実証した。
原題: Collective Iterative Learning Control: Exploiting Diversity in Multi-Agent Systems for Reference Tracking Tasks ／ Michael Meindl, Fabio Molinari, Dustin Lehmann 他
日本語で読む → - 論文制御/ニューロファジィロボティクス
スライディングモード理論に基づくオンライン学習を用いた球面転がりロボットの適応ニューロファジィ制御
球面転がりロボットに対し、ニューロファジィネットワークとSMC理論ベースのパラメータ更新則を組み合わせ、動的方程式を知らなくても定常誤差の除去と過渡応答の改善を実現した研究。
原題: Adaptive Neuro-Fuzzy Control of a Spherical Rolling Robot Using Sliding-Mode-Control-Theory-Based Online Learning Algorithm ／ Erkan Kayacan, Erdal Kayacan, Herman Ramon 他
日本語で読む → - 論文VSLAM画像認識
学習特徴記述子を用いたハイブリッド単眼VSLAM手法の比較評価
学習ベースの特徴記述子を組み込んだハイブリッド単眼VSLAM手法を、異なる環境・カメラ運動・センサノイズ下で比較評価し、学習特徴記述子がよりロバストなVSLAMを実現することを示した。
原題: A comparative evaluation of learned feature descriptors on hybrid monocular visual SLAM methods ／ Hudson M. S. Bruno, Esther L. Colombini
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
相互作用不要のNeural ODEによるロバストなモデルベース模倣学習
環境や専門家との相互作用なしに、Neural ODEで多段階ダイナミクスを学習し、非線形ダイナミクス反転によるロバストな追従制御器と条件付きVAEの軌道生成器を組み合わせて専門家の行動を模倣するフレームワークを提案した。
原題: No Need for Interactions: Robust Model-Based Imitation Learning using Neural ODE ／ HaoChih Lin, Baopu Li, Xin Zhou 他
日本語で読む → - 論文測位・SLAMロボティクス
可視光測位とSLAMを統合したロボット自己位置推定・ナビゲーションシステム
LiDAR・オドメトリ・ローリングシャッターカメラと可視光測位を緩結合で融合し、LEDが少ない環境でも高精度かつロバストなロボット測位を実現した研究。
原題: Technology Report : Robotic Localization and Navigation System for Visible Light Positioning and SLAM ／ Weipeng Guan, Patrick Yue
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
人とロボットの対話における参照表現生成の未解決課題
人間とロボットの協働で使われる参照表現の生成について、文脈情報の活用・相手視点の考慮・誤解の自律的処理という3つの未解決課題を論じた論文。
原題: Open Challenges on Generating Referring Expressions for Human-Robot Interaction ／ Fethiye Irmak Doğan, Iolanda Leite
日本語で読む → - 論文模倣学習/把持ロボティクス
視覚的注意をアフォーダンス手がかりとして対照学習するロボット把持の模倣学習
実演から把持アフォーダンスを視覚的注意として対照学習で獲得し、軌道デコーダと組み合わせたエンドツーエンド模倣学習で把持成功率を向上させた研究。
原題: Contrastively Learning Visual Attention as Affordance Cues from Demonstrations for Robotic Grasping ／ Yantian Zha, Siddhant Bhambri, Lin Guan
日本語で読む → - 論文マルチモーダル/義手制御ロボティクス
EMGと視覚のマルチモーダル融合による義手の把持意図推定
筋電位と視線・視覚情報をベイズ融合し、義手制御のための把持意図推定精度を95.3%まで向上させた研究。
原題: Multimodal Fusion of EMG and Vision for Human Grasp Intent Inference in Prosthetic Hand Control ／ Mehrshad Zandigohar, Mo Han, Mohammadreza Sharif 他
日本語で読む → - 論文人間機械系/運転支援ロボティクス
CANコーチ：人間のサイバーフィジカルシステムによる車両制御
CANバスから得られるレーダー情報（前方車両との相対速度・位置）を音声フィードバックとして運転者に提示し、車間時間制御の精度が平均73%向上することを実証した研究。
原題: CAN Coach: Vehicular Control through Human Cyber-Physical Systems ／ M. Nice, S. Elmadani, R. Bhadani 他
日本語で読む → - 論文相対位置推定ロボティクス
UWBとIMUを用いた2台のロボット間の相対位置推定
各ロボットがUWBトランシーバとIMUのみを用い、距離測定と加速度推定をスライディングウィンドウフィルタで統合して3次元相対位置をリアルタイム推定する手法を提案し、安価なセンサで1m未満の精度を実現した。
原題: Relative Position Estimation Between Two UWB Devices with IMUs ／ Charles C. Cossette, Mohammed Shalaby, David Saussié 他
日本語で読む → - 論文把持生成ロボティクス
微分可能なフォースクロージャ推定器による任意のハンド構造での多様かつ物理的に安定な把持の合成
フォースクロージャを高速に微分可能な形で推定する手法を提案し、訓練データなしで任意のハンド構造に対し多様で物理的に安定な把持を合成できるようにした。
原題: Synthesizing Diverse and Physically Stable Grasps with Arbitrary Hand Structures using Differentiable Force Closure Estimator ／ Tengyu Liu, Zeyu Liu, Ziyuan Jiao 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
深層強化学習によるヒューマンインザループ型ロボット把持のエンドツーエンド方策
実人間の到達軌道を用いた確率的シミュレーション環境で強化学習と模倣学習を組み合わせ、EMG信号に依存しないエンドツーエンドの把持方策を学習し、失敗予測の透明性モデルも提案した。
原題: End-to-end grasping policies for human-in-the-loop robots via deep reinforcement learning ／ Mohammadreza Sharif, Deniz Erdogmus, Christopher Amato 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーション画像認識
ManipulaTHOR：視覚に基づく物体操作のためのフレームワーク
物理シミュレーション環境AI2-THOR上に構築した物体操作フレームワークを提案し、移動エージェントによる3D障害物回避や遮蔽下での操作を含む新課題ArmPointNavを提示した論文。
原題: ManipulaTHOR: A Framework for Visual Object Manipulation ／ Kiana Ehsani, Winson Han, Alvaro Herrasti 他
日本語で読む → - 論文環境認識/レーダロボティクス
UNIFY: 自動車レーダのためのマルチ信念ベイズグリッドフレームワーク
レーダの測定曖昧性を扱う逆センサモデルを導入し、占有情報と速度推定を独立レイヤで統合するベイズグリッドマップ枠組みUNIFYを提案・実データで評価した論文。
原題: UNIFY: Multi-Belief Bayesian Grid Framework based on Automotive Radar ／ Stefan Haag, Bharanidhar Duraisamy, Daniel Pfrommer 他
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