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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: 2021/4/1 ／ 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 →- 論文人間-ロボット協調ロボティクス
階層的人間動作予測と論理幾何プログラミングによる干渉最小の人間-ロボット協調
逆強化学習とRNNを組み合わせた階層的人間動作予測と、動的に再計画する論理幾何プログラミング(TAMP)を統合し、操作タスク列における人間とロボットの干渉を最小化する協調手法を提案。MoGazeデータセットで有効性を検証した。
原題: Hierarchical Human-Motion Prediction and Logic-Geometric Programming for Minimal Interference Human-Robot Tasks ／ An T. Le, Philipp Kratzer, Simon Hagenmayer 他
日本語で読む → - 論文SLAM/自己位置推定ロボティクス
マルチモーダルセンサグラフを用いたランドマークベースのレーダー自動運転自己位置推定
自動車グレードのレーダーとランドマーク・オドメトリを抽象化層として用い、グラフベースSLAMで都市部や工業地帯における高精度な自己位置推定を実現し、カメラやLiDARとの融合で性能を向上させる手法を提案・実車検証した。
原題: Radar-based Automotive Localization using Landmarks in a Multimodal Sensor Graph-based Approach ／ Stefan Jürgens, Niklas Koch, Marc-Michael Meinecke
日本語で読む → - 論文グラフ強化学習制御
グラフニューラルネットワーク強化学習による自動運転オンデマンド交通の制御
都市交通網をグラフとして捉え、グラフニューラルネットワークを用いた強化学習で自動運転オンデマンド車両の再配置を制御し、他都市へのゼロショット転移やサービスエリア拡張への高い汎化性能を示した論文。
原題: Graph Neural Network Reinforcement Learning for Autonomous Mobility-on-Demand Systems ／ Daniele Gammelli, Kaidi Yang, James Harrison 他
日本語で読む → - 論文エネルギー解析ロボティクス
インホイールモータ駆動自律走行電気自動車の数値エネルギー解析
インホイールモータ駆動の自律走行電気自動車について数値エネルギー模型を構築し、実走行データで検証した上で、平地・登坂・降坂での消費エネルギーと回生ブレーキによる回収量を解析した。坂道走行では従来型電気自動車に比べ最大17.5%の省エネが可能であることを示した。
原題: Numerical Energy Analysis of In-wheel Motor Driven Autonomous Electric Vehicles ／ Kang Shen, Fan Yang, Xinyou Ke 他
日本語で読む → - 論文MPCロボティクス
モデル予測制御のための最適コスト設計
MPCの計画ホライズンが短いなどの問題に対処するため、真のタスクコストとは異なるコスト関数をゼロ次最適化で設計し、ロールアウトの真コストを下げる手法を提案。自動運転で有効性を検証。
原題: Optimal Cost Design for Model Predictive Control ／ Avik Jain, Lawrence Chan, Daniel S. Brown 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ROS2とUWBベースの位置依存通信による大規模スケーラブルなMAV群の実現に向けて
Wi-Fiメッシュ接続と分散型ROS2ミドルウェア、UWB測距・通信を組み合わせ、中央制御に依存しない大規模なマイクロ航空機群のための研究開発プラットフォームを提案する。
原題: Towards Large-Scale Scalable MAV Swarms with ROS2 and UWB-based Situated Communication ／ Jorge Peña Queralta, Yu Xianjia, Li Qingqing 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
制約付き足場上での二足歩行：鉛直COM制御による運動量調整
着地直前の鉛直方向の重心速度を調整することで、足場が限られた環境でも動的で安定した二足歩行を実現するオンライン歩行生成手法を提案し、AMBERとCassieで検証した。
原題: Bipedal Walking on Constrained Footholds: Momentum Regulation via Vertical COM Control ／ Min Dai, Xiaobin Xiong, Aaron Ames
日本語で読む → - 論文ビジュアルサーボロボティクス
MPPI-VS: 制約付き画像ベース・位置ベースビジュアルサーボのためのサンプリングベースモデル予測制御戦略
パス積分最適制御に基づき、サンプリングベースMPC（MPPI）を用いて画像ベース・3D点・位置ベースのビジュアルサーボを統一的に制御する手法を提案し、制約や不確かさ下でのロバスト性をシミュレーションで検証した。
原題: MPPI-VS: Sampling-Based Model Predictive Control Strategy for Constrained Image-Based and Position-Based Visual Servoing ／ Ihab S. Mohamed
日本語で読む → - 論文協働ロボットロボティクス
人間の適応的多様性に対応する協働ロボット設計・評価フレームワークFABRIC
人間の意図・能力・熟練度の変化やミスを短期的・長期的に推定して適応する協働ロボットの意思決定フレームワークを提案し、シミュレーションと実機実験で有効性を示した。
原題: FABRIC: A Framework for the Design and Evaluation of Collaborative Robots with Extended Human Adaptation ／ O. Can Görür, Benjamin Rosman, Fikret Sivrikaya 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 → - 論文軌道予測ロボティクス
潜在変数シーケンシャル集合トランスフォーマによるマルチエージェント軌道予測
時間方向と社会方向の注意機構を交互に積んだエンコーダ・デコーダで、シーン全体の複数エージェントの将来軌道を1回の推論で整合的に生成するAutoBotsを提案した論文。
原題: Latent Variable Sequential Set Transformers For Joint Multi-Agent Motion Prediction ／ Roger Girgis, Florian Golemo, Felipe Codevilla 他
日本語で読む → - 論文自動運転/安全性評価ロボティクス
自動運転トレーニングシステムのための定量的リスク指標
RSSモデルを拡張し、安全距離が破られた場合の衝突リスクを車両ダイナミクスとリスク回避度から定量化する指標を提案した論文。
原題: Quantitative Risk Indices for Autonomous Vehicle Training Systems ／ Eduardo Candela, Yuxiang Feng, Panagiotis Angeloudis 他
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 → - 論文交通監視/位置推定ロボティクス
路上カメラによる車両位置推定と交通シーン再構成フレームワークCAROM
路側の単眼監視カメラ映像から車両の種類・3D形状・位置・速度を推定し、交通シーンを再構成・再生するフレームワークを提案し、GPSやドローン映像を用いたベンチマークで平均0.8〜1.7mの精度を検証した。
原題: CAROM -- Vehicle Localization and Traffic Scene Reconstruction from Monocular Cameras on Road Infrastructures ／ Duo Lu, Varun C Jammula, Steven Como 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 → - 論文強化学習機械学習
本質的動機付けを備えた目標条件付き方策の学習
潜在変数で多様な状態を探索する抽象方策と識別器を組み合わせ、識別器を本質的報酬として目標条件付き方策を教師なしで学習するGPIMを提案し、ロボットタスクで有効性を示した。
原題: Learn Goal-Conditioned Policy with Intrinsic Motivation for Deep Reinforcement Learning ／ Jinxin Liu, Donglin Wang, Qiangxing Tian 他
日本語で読む → - 論文変形物体操作ロボティクス
変形物体の視覚操作のための潜在グラフダイナミクス学習
変形物体をキーポイントのグラフとして表現し、その相互作用ダイナミクスをGNNとRNNで学習してモデル予測制御により操作する手法を提案。ロープや布の操作で高性能を示し、実機にも転移できることを示した。
原題: Learning Latent Graph Dynamics for Visual Manipulation of Deformable Objects ／ Xiao Ma, David Hsu, Wee Sun Lee
日本語で読む → - 論文自動運転シナリオ機械学習
自然走行軌跡データからの高速道路合流シナリオの抽出と分析
高速道路の自然走行軌跡データから合流シーンをHMMとDTWで抽出し、決定木とPET指標で危険度を分類・評価する手法を提案した。
原題: Extraction and Analysis of Highway On-Ramp Merging Scenarios from Naturalistic Trajectory Data ／ Lars Klitzke, Kay Gimm, Carsten Koch 他
日本語で読む → - 論文運転者注意画像認識
運転者の注意に関する行動研究と実用モデル
運転中の視覚的注意の分布が内的・外的要因でどう変化するかを心理学・人間工学・HCI・ITS・コンピュータビジョンなど学際的視点から文献レビューし、実応用への示唆をまとめた報告。
原題: Behavioral Research and Practical Models of Drivers' Attention ／ Iuliia Kotseruba, John K. Tsotsos
日本語で読む → - 論文再識別画像認識
UAV-ReID: 映像中のドローン再識別のためのベンチマーク
複数カメラ間でドローンを照合する再識別(UAV reID)のための初のデータセットUAV-reIDを構築し、様々なバックボーンと損失関数を評価したベンチマーク研究。
原題: UAV-ReID: A Benchmark on Unmanned Aerial Vehicle Re-identification in Video Imagery ／ Daniel Organisciak, Matthew Poyser, Aishah Alsehaim 他
日本語で読む → - 論文自動運転/安全性検証ロボティクス
シナリオサンプリングによる自動運転システムの安全性保証：不変集合の視点からの理論的枠組み
自動運転の安全性評価に必要なシナリオ数を不変集合理論で定式化し、検証と安全領域の定量化に対する確率的完全・漸近最適なアルゴリズムを提案した論文。
原題: Towards Guaranteed Safety Assurance of Automated Driving Systems with Scenario Sampling: An Invariant Set Perspective (Extended Version) ／ Bowen Weng, Linda Capito, Umit Ozguner 他
日本語で読む → - 論文制御/MPC制御
ロバストチューブ型分散非線形MPCによる自律トラクター・トレーラー系の軌道追従
トラクターとトレーラー間の相互作用を外乱とみなす分散型チューブMPCを設計し、非線形移動ホライズン推定と組み合わせて、凹凸のある草地でも高精度な軌道追従を実現した。
原題: Robust Tube-Based Decentralized Nonlinear Model Predictive Control of an Autonomous Tractor-Trailer System ／ Erkan Kayacan, Erdal Kayacan, Herman Ramon 他
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 → - 論文自動運転知覚画像認識
自動運転向け天候・照度分類：データセット、ベースライン、能動学習
自動運転の視覚認識向けに、天候（霧・雨・雪）と照度（明・中・暗）、路面種別をラベル付けした新データセットを構築し、能動学習で60k枚から1.1k枚に削減した。
原題: Weather and Light Level Classification for Autonomous Driving: Dataset, Baseline and Active Learning ／ Mahesh M Dhananjaya, Varun Ravi Kumar, Senthil Yogamani
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 → - 論文対話・知識獲得ロボティクス
人とロボットの対話による知識の誘発・抽出・蓄積
会話型エージェントが対話中にユーザーの発話から新しい知識を自動抽出し、知識ベースへ追加する手法を開発・評価した論文。
原題: Knowledge Triggering, Extraction and Storage via Human-Robot Verbal Interaction ／ Lucrezia Grassi, Carmine Tommaso Recchiuto, Antonio Sgorbissa
日本語で読む → - 論文協調自己位置推定ロボティクス
車両チームワーク：自動運転車の協調自己位置推定
UWB測距を用いた拡張カルマンフィルタベースの分散協調自己位置推定アルゴリズムを開発し、GPSが苦手な環境での精度向上をシミュレーションと実車実験で示した。
原題: Vehicular Teamwork: Collaborative localization of Autonomous Vehicles ／ Jacob Hartzer, Srikanth Saripalli
日本語で読む → - 論文自動運転/システムロボティクス
Pylot：自動運転車のレイテンシと精度のトレードオフを探るモジュール式プラットフォーム
自動運転パイプラインをデータフローグラフとしてモジュール化し、各モデルのレイテンシ・精度が走行挙動に与える影響を調べられるオープンソース基盤を開発した。CARLAや実車に容易に展開でき、参照実装により実車走行とCARLAチャレンジ高スコアを達成した。
原題: Pylot: A Modular Platform for Exploring Latency-Accuracy Tradeoffs in Autonomous Vehicles ／ Ionel Gog, Sukrit Kalra, Peter Schafhalter 他
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