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: 2021/4/1 ／ 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 →- 論文視覚追跡画像認識
動的物体追跡のための視覚ベース誘導
単眼カメラを搭載した無人航空機が、ランデブーコーン法に基づく誘導則で動く物体を視野内に追従し続ける枠組みを提案し、遮蔽時の特徴点推定器の分類とシミュレーションで有効性を示した論文。
原題: Vision-Based Guidance for Tracking Dynamic Objects ／ Pritam Karmokar, Kashish Dhal, William J. Beksi 他
日本語で読む → - 論文言語接地ロボティクス
ロボット行動を通じて事前学習済み単語埋め込みを身体化する
事前学習済み単語埋め込みをロボットの感覚運動経験で変換し、未見の言葉から適切な行動を生成できるようにした研究。
原題: Embodying Pre-Trained Word Embeddings Through Robot Actions ／ Minori Toyoda, Kanata Suzuki, Hiroki Mori 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
複数LiDARを密結合したLiDAR慣性オドメトリとマッピング
視野の相補的な複数LiDARの特徴を統合し、IMU事前積分と因子グラフ最適化で低ドリフトなオドメトリと地図構築を実現した研究。
原題: MILIOM: Tightly Coupled Multi-Input Lidar-Inertia Odometry and Mapping ／ Thien-Minh Nguyen, Shenghai Yuan, Muqing Cao 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
LazyDAgger: 対話型模倣学習におけるコンテキストスイッチの削減
人間の介入回数を抑えつつ学習性能を維持する対話型模倣学習手法LazyDAggerを提案し、シミュレーションと布操作ロボット実験で介入を約60%削減できることを示した。
原題: LazyDAgger: Reducing Context Switching in Interactive Imitation Learning ／ Ryan Hoque, Ashwin Balakrishna, Carl Putterman 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント経路計画cs.MA
競合ベース探索の計算量解析を再考：新たな計算手法と改良された上界
マルチエージェント経路計画の最適解法である競合ベース探索(CBS)の最悪計算量を、MDDサイズと新たな漸化式の2手法で解析し、従来より遥かに厳しい上界を与えた。
原題: Revisiting the Complexity Analysis of Conflict-Based Search: New Computational Techniques and Improved Bounds ／ Ofir Gordon, Yuval Filmus, Oren Salzman
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
複数航空ロボットによる大域的最適被覆制御の開発
複数の飛行ロボットが衝突を避けつつ、確実に大域的最適配置へ移動できる被覆制御アルゴリズムを提案し、シミュレーションと実機実験で有効性を示した。
原題: Development of global optimal coverage control using multiple aerial robots ／ Kazuki Shibata, Tatsuya Miyano, Tomohiko Jimbo
日本語で読む → - 論文動物コミュニケーション解析cs.SD
マッコウクジラのコミュニケーション解読へのロードマップ：鯨類翻訳イニシアチブ
機械学習を活用してマッコウクジラの音響コミュニケーションを収集・処理・解析し、その言語的構造を解読するための多分野連携ロードマップを提示した論文。
原題: Cetacean Translation Initiative: a roadmap to deciphering the communication of sperm whales ／ Jacob Andreas, Gašper Beguš, Michael M. Bronstein 他
日本語で読む → - 論文予測画像認識
FIERY: 単眼カメラからの鳥瞰図未来予測
周囲の単眼カメラ映像から鳥瞰図の未来インスタンスセグメンテーションと動きを直接予測し、HDマップなしでマルチモーダルな将来軌道を生成するモデル。
原題: FIERY: Future Instance Prediction in Bird's-Eye View from Surround Monocular Cameras ／ Anthony Hu, Zak Murez, Nikhil Mohan 他
日本語で読む → - 論文自動運転/自己位置推定ロボティクス
単一フィデューシャルマーカーを用いた自動運転車両のナビゲーション
360度視野の複数カメラと車輪オドメトリをカルマンフィルタで融合し、単一の平面マーカーから回転曖昧性を解消して自動運転車両を誘導する枠組みを提案した論文。
原題: Navigation of a Self-Driving Vehicle Using One Fiducial Marker ／ Yibo Liu, Hunter Schofield, Jinjun Shan
日本語で読む → - 論文人間ロボット間インタラクションロボティクス
ロボットの移動意図を伝える非言語的手がかりの比較評価
移動ロボットが歩行者に進路や目的地を伝えるため、投影矢印と点滅光の2種類の非言語キューをオンライン実験(229名)で比較し、矢印がより社会的に受け入れられることを示した。
原題: Hey Robot, Which Way Are You Going? Nonverbal Motion Legibility Cues for Human-Robot Spatial Interaction ／ Nicholas J. Hetherington, Elizabeth A. Croft, H. F. Machiel Van der Loos
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
視点補正付き空間指示表現生成による人とロボットの円滑なコミュニケーション
参照フレームの選択を考慮し、人とロボットの間の理解のずれを減らす視点補正型の空間指示表現生成手法を提案し、実機実験で有効性を示した。
原題: Perspective-corrected Spatial Referring Expression Generation for Human-Robot Interaction ／ Mingjiang Liu, Chengli Xiao, Chunlin Chen
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
幾何サンプリングとファネル制御によるキノダイナミック運動計画
幾何学的サンプリング計画とファネル制御を組み合わせ、複雑な非線形・不確実なダイナミクス下でも安全に経路追従できる運動計画フレームワークKDFを提案し、6自由度ロボットアームで検証した。
原題: KDF: Kinodynamic Motion Planning via Geometric Sampling-based Algorithms and Funnel Control ／ Christos K. Verginis, Dimos V. Dimarogonas, Lydia E. Kavraki
日本語で読む → - 論文End-to-End自動運転画像認識
マルチモーダル融合トランスフォーマによるEnd-to-End自動運転
画像とLiDARの表現をアテンションで統合するTransFuserを提案し、複雑な市街地シナリオで衝突を76%削減する最先端の運転性能を達成した。
原題: Multi-Modal Fusion Transformer for End-to-End Autonomous Driving ／ Aditya Prakash, Kashyap Chitta, Andreas Geiger
日本語で読む → - 論文システム/スケジューリングロボティクス
仮想化を用いたリソース制約ロボットのための文脈認識型タスク処理
限られた計算資源の移動ロボットで複数タスクをリアルタイムに処理するため、動的タイムシェアリング・イベント駆動スケジューリング・軽量仮想化を組み合わせた手法を提案し、Raspberry Pi上でSLAM等を42%高速化した。
原題: Context-Aware Task Handling in Resource-Constrained Robots with Virtualization ／ Ramyad Hadidi, Nima Shoghi Ghalehshahi, Bahar Asgari 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
STORM: 反応的なマニピュレーションのための高速関節空間モデル予測制御の統合フレームワーク
GPUで並列化したサンプリングベースMPCを関節空間で直接実行し、関節限界や特異点・衝突などの制約を扱いながら8ms以下で制御指令を計算するマニピュレーション向けフレームワークを提案。
原題: STORM: An Integrated Framework for Fast Joint-Space Model-Predictive Control for Reactive Manipulation ／ Mohak Bhardwaj, Balakumar Sundaralingam, Arsalan Mousavian 他
日本語で読む → - 論文軟体ロボット設計機械学習
DiffAqua: 形状補間を用いた軟体水中遊泳ロボットの微分可能な計算設計パイプライン
ワッサースタイン重心による形状補間と微分可能シミュレーションを組み合わせ、軟体水中遊泳ロボットの形状と制御を勾配ベースで同時最適化する設計手法を提案した。
原題: DiffAqua: A Differentiable Computational Design Pipeline for Soft Underwater Swimmers with Shape Interpolation ／ Pingchuan Ma, Tao Du, John Z. Zhang 他
日本語で読む → - 論文点群セグメンテーションロボティクス
点群セマンティックセグメンテーションのための少数ショットメタ学習
3D点群のセマンティックセグメンテーションにメタ学習(MAML)を適用し、少数サンプルで新しい環境に素早く適応できる手法を提案した論文。
原題: Few-Shot Meta-Learning on Point Cloud for Semantic Segmentation ／ Xudong Li, Li Feng, Lei Li 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーション画像認識
補助タスクと探索で実現するObjectNav
汎用的な学習エージェントに補助学習タスクと探索報酬を加えることで、地図を使わずにObjectNavの性能を大幅改善した研究。
原題: Auxiliary Tasks and Exploration Enable ObjectNav ／ Joel Ye, Dhruv Batra, Abhishek Das 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
過去の成功例から学習したカスタム分布によるサンプリングベース運動計画
類似タスクでの過去の成功クエリから学習したカスタム確率分布でRRTのサンプリングを改善し、駐車や狭路通過などの自動運転タスクで成功率と計算時間を向上させた研究。
原題: Custom Distribution for Sampling-Based Motion Planning ／ Gabriel O. Flores-Aquino, J. Irving Vasquez-Gomez, O. Octavio Gutierrez-Frias
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
単一の線形フィードバック方策による傾斜地形での堅牢な二足歩行
Augmented Random Searchで学習した単一の線形フィードバック方策により、最大20度の傾斜や120Nの外乱に耐える二足歩行を実現し、後退やその場足踏みなどの動作も示した。
原題: Learning Linear Policies for Robust Bipedal Locomotion on Terrains with Varying Slopes ／ Lokesh Krishna, Utkarsh A. Mishra, Guillermo A. Castillo 他
日本語で読む → - 論文筋電制御ロボティクス
前腕筋活動から日常生活の手の動きを連続デコードする筋電義手制御
LSTMネットワークを用いて前腕のEMG活動から手のキネマティクスを連続的に推定し、日常生活動作データセットで従来にない高精度な予測を実現した研究。
原題: Continuous Decoding of Daily-Life Hand Movements from Forearm Muscle Activity for Enhanced Myoelectric Control of Hand Prostheses ／ Alessandro Salatiello, Martin A. Giese
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
不確実性を考慮した深層学習による触覚サーボ制御
光学式触覚センサと深層学習で物体のエッジ姿勢を推定し、予測の不確実性をカルマンフィルタと組み合わせて触覚サーボ制御の精度と滑らかさを改善した研究。
原題: Uncertainty-aware deep learning for robot touch: Application to Bayesian tactile servo control ／ Manuel Floriano Vazquez, Nathan F. Lepora
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
二乗和計画法によるロボットアームの安全許容範囲の証明可能な推定
二乗和計画法を用いて、ロボットアームが安全制約を満たす関節許容範囲を効率的に推定するアルゴリズムを提案し、理論的な下限保証と計算効率を示した。
原題: Provably Safe Tolerance Estimation for Robot Arms via Sum-of-Squares Programming ／ Weiye Zhao, Suqin He, Changliu Liu
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
ロボット経路計画における近似計算：実験・ケーススタディと実用的示唆
倉庫で複数の同一ロボットの経路計画を近似計算で省エネ化すると、個々には安全でもロボット同士が衝突することを示し、協調環境での制御された近似の必要性を論じた論文。
原題: Approximate Computing for Robotic path planning -- Experimentation, Case Study and Practical Implications ／ Hrishav Bakul Barua
日本語で読む → - 論文MPC/ドローン撮影ロボティクス
CineMPC：カメラ内部・外部パラメータを統合制御する自律撮影アルゴリズム
ドローンのカメラ位置・姿勢に加え、焦点距離・ピント・絞りまでMPCで同時制御し、映画的な構図や被写界深度効果を自律的に実現する手法を提案した論文。
原題: CineMPC: Controlling Camera Intrinsics and Extrinsics for Autonomous Cinematography ／ Pablo Pueyo, Eduardo Montijano, Ana C. Murillo 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
ウェイポイント生成による深層強化学習ベースの障害物回避と従来のグローバルプランナの接続
深層強化学習による障害物回避と従来のグローバルプランナをウェイポイント生成で橋渡しする中間プランナを提案し、安全性・効率・経路の滑らかさが向上することを示した。
原題: Connecting Deep-Reinforcement-Learning-based Obstacle Avoidance with Conventional Global Planners using Waypoint Generators ／ Linh Kästner, Teham Buiyan, Xinlin Zhao 他
日本語で読む → - 論文幾何推定画像認識
360度全天球画像のためのロバストな8点アルゴリズム再設計
360度全天球画像から基礎行列を推定する8点アルゴリズムに、球面カメラを非剛体変形させる新しい前処理を導入し、特徴点の偏りや外れ値に頑健で精度約20%向上する手法を提案した論文。
原題: Robust 360-8PA: Redesigning The Normalized 8-point Algorithm for 360-FoV Images ／ Bolivar Solarte, Chin-Hsuan Wu, Kuan-Wei Lu 他
日本語で読む → - 論文農作業ロボット/軌道制御ロボティクス
タイプ2ファジィ論理制御による自律トラクターの軌道制御
農作業用トラクターの自律走行に向けて、縦方向速度をPID、ヨー角をPDとタイプ2ファジィニューラルネットの並列構成で制御し、安価なセンサとアクチュエータで実機実験により有効性を示した論文。
原題: Towards Agrobots: Trajectory Control of an Autonomous Tractor Using Type-2 Fuzzy Logic Controllers ／ Erdal Kayacan, Erkan Kayacan, Herman Ramon 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ギブス確率場を用いた群れの分離・追従スワーム行動
異種ロボット群が局所センシングのみで分離行動と群れ追従行動を同時に生成できるよう、スワームをギブス確率場としてモデル化しポテンシャル関数で制御する手法を提案した論文。
原題: Flocking-Segregative Swarming Behaviors using Gibbs Random Fields ／ Paulo Rezeck, Renato M. Assuncao, Luiz Chaimowicz
日本語で読む → - 論文視覚SLAMロボティクス
持続的励起を必要としない視覚SLAMのためのほぼ大域収束オブザーバ
単眼カメラとIMUのみを用いた視覚SLAMに対し、状態を不変葉層化してオンライン定数パラメータ同定に帰着させ、PEBOとDREMで持続的励起や一様完全可観測性を要さずほぼ大域漸近安定性を保証するオブザーバを提案した。
原題: An almost globally convergent observer for visual SLAM without persistent excitation ／ Bowen Yi, Chi Jin, Lei Wang 他
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