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: 2021/3/1 ／ 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3D物体検出画像認識
LiDAR点群から3D物体検出と道路理解を同時に行う簡潔で効率的なマルチタスクネットワーク
生のLiDAR点群を入力とし、3D物体検出と走行可能領域・地面高さ推定など6つの知覚タスクを単一のエンコーダ・デコーダ型ネットワークで同時に予測する手法を提案し、オンライン自己位置推定にも応用した。
原題: A Simple and Efficient Multi-task Network for 3D Object Detection and Road Understanding ／ Di Feng, Yiyang Zhou, Chenfeng Xu 他
日本語で読む → - 論文視覚教示・再現ロボティクス
能動的なマルチカメラ視覚教示・再現のためのカメラ性能モデル学習
教示走行時のカメラ映像から各カメラの性能モデルを学習し、再現走行時に最も情報量の多いカメラを能動選択することで、遮蔽や環境変化に頑健なマルチカメラ視覚教示・再現を実現した。四足歩行ロボットでの実機実験と4カメラへの拡張も示す。
原題: Learning Camera Performance Models for Active Multi-Camera Visual Teach and Repeat ／ Matías Mattamala, Milad Ramezani, Marco Camurri 他
日本語で読む → - 論文カメラ配置最適化ロボティクス
Zバッファレンダリングによるカメラ配置最適化：被覆率と視覚ハル向上
作業セル内の複数カメラの配置と向きを最適化するアルゴリズムを提案し、Zバッファレンダリングと視覚ハル法で被覆率や再構成誤差を評価する。
原題: Multi Camera Placement via Z-buffer Rendering for the Optimization of the Coverage and the Visual Hull ／ Maria L. Hänel, Johannes Völkel, Dominik Henrich
日本語で読む → - 論文選好学習ロボティクス
選好学習による報酬関数の特徴量獲得
人間の比較データから報酬関数を学習する際、手設計の特徴量に加えてニューラルネットで追加特徴量も同時に学習し、運転シナリオで予測性能と表現力の向上を示した論文。
原題: Preference-based Learning of Reward Function Features ／ Sydney M. Katz, Amir Maleki, Erdem Bıyık 他
日本語で読む → - 論文自動運転レースロボティクス
プロレーサーを凌ぐ統合的な運動計画・制御ソリューション
計画と制御を協調設計した3層アーキテクチャで、実車のフルサイズレースカーをプロドライバーより速く走らせた研究。
原題: A Holistic Motion Planning and Control Solution to Challenge a Professional Racecar Driver ／ Sirish Srinivasan, Sebastian Nicolas Giles, Alexander Liniger
日本語で読む → - 論文強化学習/神経筋制御ロボティクス
私はロボット：機能的電気刺激で人間の四肢を動かす神経筋強化学習
機能的電気刺激（FES）で人間の筋肉を制御するため、リカレントニューラルネットワークを用いた深層強化学習手法を開発し、シミュレーションと実人間実験の両方で筋肉疲労に適応しながら課題を達成できることを示した。
原題: I am Robot: Neuromuscular Reinforcement Learning to Actuate Human Limbs through Functional Electrical Stimulation ／ Nat Wannawas, Ali Shafti, A. Aldo Faisal
日本語で読む → - 論文ビンピッキング/6D姿勢推定ロボティクス
ロボットビンピッキングのためのアクティブステレオ深度マップの確率的マルチビュー融合
アクティブステレオカメラの深度測定の不確かさを明示的に推定し、それを確率的モデルに組み込んで多視点の深度マップを逐次融合する手法を提案。従来の融合法より再構成誤差を12.8%削減し、検出率を6.1%改善した。
原題: Probabilistic Multi-View Fusion of Active Stereo Depth Maps for Robotic Bin-Picking ／ Jun Yang, Dong Li, Steven L. Waslander
日本語で読む → - 論文強化学習ナビゲーションロボティクス
空水両用ハイブリッドビークルのマップレスナビゲーションのための深層強化学習
空と水中の両方で活動できるハイブリッド無人ビークル(HUAUV)に対し、深層強化学習を用いたマップレス自律ナビゲーション手法を提案し、障害物回避性能で従来の幾何学的追従制御を上回ることを実験で示した。
原題: Deep Reinforcement Learning for Mapless Navigation of a Hybrid Aerial Underwater Vehicle with Medium Transition ／ Ricardo Bedin Grando, Junior Costa de Jesus, Victor Augusto Kich 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
Robopheus：仮想・実機連携型モバイルロボット実験基盤
デジタルツインの考え方で実機と仮想シミュレーションを橋渡しし、相互にモデルを学習・反映できる高忠実度なマルチロボット実験基盤を開発した。実機軌道精度を300%向上させた。
原題: Robopheus: A Virtual-Physical Interactive Mobile Robotic Testbed ／ Xuda Ding, Han Wang, Hongbo Li 他
日本語で読む → - 論文制約付き強化学習ロボティクス
一般化制御バリア関数を用いたモデルベース制約付き強化学習
制約境界までの距離に基づく一般化制御バリア関数(GCBF)でモデルベース制約付き強化学習を拡張し、安全性制約違反を抑えつつサンプル効率を高める手法を提案。自動運転の衝突回避タスクで制約違反を最大4分の1に削減し、収束を3.36倍高速化した。
原題: Model-based Constrained Reinforcement Learning using Generalized Control Barrier Function ／ Haitong Ma, Jianyu Chen, Shengbo Eben Li 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
マルチエージェント集合行動アルゴリズムの構造・応用別アトラス
マルチエージェントの集合行動アルゴリズムを数学的構造ごとに分類し、応用視点で整理したサーベイ。アルゴリズム選択の指針と研究課題を示す。
原題: Multi-Agent Algorithms for Collective Behavior: A structural and application-focused atlas ／ Federico Rossi, Saptarshi Bandyopadhyay, Michael T. Wolf 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
動的環境における時相論理経路計画のためのSMTベース再帰ホライズン手法
動的に出現する障害物で経路が無効化される環境で、LTL仕様を繰り返し満たす最短周期経路をSMTソルバで逐次再計画するDT*を提案し、倉庫のピック&ドロップ課題で貪欲法より有効性を示した。
原題: DT*: Temporal Logic Path Planning in a Dynamic Environment ／ Priya Purohit, Indranil Saha
日本語で読む → - 論文制御制御
一般化反復スーパーツイスティングスライディングモード制御：フレクシャジョイントデュアルドライブHガントリステージへの適用
システムモデルを必要とせず入出力データのみから学習する、一般化スーパーツイスティング法と反復学習則を融合した2自由度制御手法を提案し、フレクシャジョイント型デュアルドライブHガントリステージで有効性を検証した。
原題: Generalized Iterative Super-Twisting Sliding Mode Control: A Case Study on Flexure-Joint Dual-Drive H-Gantry Stage ／ Wenxin Wang, Jun Ma, Zilong Cheng 他
日本語で読む → - 論文歩行者行動予測画像認識
2D姿勢からの歩行者運動状態推定
歩行者を2次元キーポイントで表現し、関節の微細な動きの時系列特徴をGRUベースのseq2seqで学習して歩行・立ち止まりなどの運動状態を推定する手法を提案した。
原題: Pedestrian Motion State Estimation From 2D Pose ／ Fei Li, Shiwei Fan, Pengzhen Chen 他
日本語で読む → - 論文ニューロモルフィック/ROSロボティクス
ロボティクスにおけるニューロモルフィックセンシングのためのツールボックス
従来のロボットセンサ信号をスパイク列に変換・復号する符号化アルゴリズムをレビューし、性能評価のベンチマークとROSツールボックスを提供した論文。
原題: A toolbox for neuromorphic sensing in robotics ／ Julien Dupeyroux, Stein Stroobants, Guido de Croon
日本語で読む → - 論文仮想センサ/機械学習math.OC
パラメータ変動系のための機械学習による仮想センサ合成
測定可能な変数と線形オブザーババンクの特徴量を入力とする学習器で、実行時に測定できない状態や時変パラメータを推定する仮想センサを合成する手法を提案。
原題: A machine-learning approach to synthesize virtual sensors for parameter-varying systems ／ Daniele Masti, Daniele Bernardini, Alberto Bemporad
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
経験駆動ランダム木によるマニピュレーションの経路計画
単一の過去の動作計画を分解・変形して再利用し、未知の類似しないタスクでも効率的に経路計画を行うERTとその双方向版ERTConnectを提案した論文。
原題: Path Planning for Manipulation using Experience-driven Random Trees ／ Èric Pairet, Constantinos Chamzas, Yvan Petillot 他
日本語で読む → - 論文車両制御/耐故障性制御
アクチュエータ故障耐性を持つ車両運動制御のサーベイ
自動運転車の駆動・制動・操舵系の故障やタイヤバーストに対し、アクチュエータ間の冗長性を活かして運動制御で耐故障性を高める研究を体系的に整理したサーベイ。
原題: Actuator Fault-Tolerant Vehicle Motion Control: A Survey ／ Torben Stolte
日本語で読む → - 論文シミュレーションロボティクス
ロボティクスと強化学習向けシミュレーション環境の性能比較
ロボティクスと強化学習でよく使われる4つのシミュレーション環境を、産業応用を想定したベンチマークで性能比較した論文。単一コア性能が重要で、マルチコアでは並列実行で高速化できることを示した。
原題: Comparing Popular Simulation Environments in the Scope of Robotics and Reinforcement Learning ／ Marian Körber, Johann Lange, Stephan Rediske 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
EKMP：適応・非線形硬制約・障害物回避を備えた汎化模倣学習
複数実演の確率的特徴を学習しつつ、任意の目標点への適応、リンク単位の障害物回避、線形・非線形の等式/不等式硬制約を同時に満たす拡張カーネル化運動プリミティブ(EKMP)を提案し、7自由度アームの関節軌道計画で有効性を検証した論文。
原題: EKMP: Generalized Imitation Learning with Adaptation, Nonlinear Hard Constraints and Obstacle Avoidance ／ Yanlong Huang
日本語で読む → - 論文自己教師あり学習画像認識
単眼動画によるセマンティックセグメンテーションと深度推定のブートストラップ自己教師あり学習
ラベル付きデータで事前学習したモデルを、単眼動画の時間的一貫性を利用した自己教師あり学習でさらに改善し、セグメンテーションと深度推定の両方で性能向上を実現した。
原題: Bootstrapped Self-Supervised Training with Monocular Video for Semantic Segmentation and Depth Estimation ／ Yihao Zhang, John J. Leonard
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
内省的な視覚運動制御：不確実性を活用した失敗からの回復
方策ネットワークの不確実性を監視し、高い不確実性を検知すると状態行動空間を探索して確実性の高い状態へ回復する視覚運動制御手法を提案した論文。
原題: Introspective Visuomotor Control: Exploiting Uncertainty in Deep Visuomotor Control for Failure Recovery ／ Chia-Man Hung, Li Sun, Yizhe Wu 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ドローン配送システムにおけるQoS保証のための動的リソース管理
ドローン配送で各配送拠点の需要に応じて機体を動的に割り当てる問題を、待ち行列理論と深層強化学習で解き、各拠点の待ち行列長に確率的な上限を保証する方策を提案した論文。
原題: Dynamic Resource Management for Providing QoS in Drone Delivery Systems ／ Behzad Khamidehi, Majid Raeis, Elvino S. Sousa
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習ロボティクス
マルチエージェント移動マニピュレーションのための空間意図マップ
分散型マルチエージェントの視覚ベース深層強化学習において、各エージェントの意図を俯瞰2Dマップとして他エージェントに共有する「空間意図マップ」を提案し、物体の受け渡しや衝突回避などの協調行動を改善した。
原題: Spatial Intention Maps for Multi-Agent Mobile Manipulation ／ Jimmy Wu, Xingyuan Sun, Andy Zeng 他
日本語で読む → - 論文観察学習ロボティクス
家庭内動作に必要な常識を表す意味的制約：マルチモーダル観察学習ロボットに向けて
人間の常識に由来する非観測的な制約を『意味的制約』として定式化し、家庭内の調理動画を分析して物理・意味・多段階の制約パターンに分類した研究。
原題: Semantic constraints to represent common sense required in household actions for multi-modal Learning-from-observation robot ／ Katsushi Ikeuchi, Naoki Wake, Riku Arakawa 他
日本語で読む → - 論文地形セグメンテーションロボティクス
GANav: 不整地屋外環境におけるロボットナビゲーション向け高効率地形セグメンテーション
RGB画像から走行可能な地形をグループ単位の注意機構で効率的にセグメンテーションし、強化学習ナビと組み合わせて実機ロボットの走行成功率と路面選択精度を向上させた研究。
原題: GANav: Efficient Terrain Segmentation for Robot Navigation in Unstructured Outdoor Environments ／ Tianrui Guan, Divya Kothandaraman, Rohan Chandra 他
日本語で読む → - 論文VLA画像認識
イベントカメラの視覚運動ポリシーのための表現学習
非同期イベントストリームから直接コンパクトな表現を学習するイベント変分オートエンコーダを提案し、障害物回避タスクで事前学習表現を用いた強化学習が高速・頑健に学習できることを示した。
原題: Representation Learning for Event-based Visuomotor Policies ／ Sai Vemprala, Sami Mian, Ashish Kapoor
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
高齢者向け追従ロボットにおけるユーザ中心のフィードバック設計
35名の高齢者を対象に複数のユーザ調査を行い、追従ロボットのフィードバック内容・モード・タイミングの好みを明らかにし、設計ガイドライン策定に貢献した。
原題: User-centered Feedback Design in Person-following Robots for Older Adults ／ Samuel Olatunji, Tal Oron-Gilad, Vardit Sarne-Fleischmann 他
日本語で読む → - 論文空中マニピュレーションロボティクス
動的環境における空中マニピュレーションのためのシミュレーションプラットフォーム
空中マニピュレータのアルゴリズム評価用に、知覚・計画・制御を統合したモジュール式シミュレーション環境を構築し、機体センサのみで障害物を避けながら自律把持できることを示した。
原題: Simulation Platform for Autonomous Aerial Manipulation in Dynamic Environments ／ Fengyu Quan, Huisheng Huang, Hongjie Zeng 他
日本語で読む → - 論文UWB測位ロボティクス
リソース制約のある移動ロボット向けUWB TDOA測位の学習ベースバイアス補正
UWB TDOA測位の測定バイアスと外れ値を、学習ベースのバイアス補正とM推定によるロバストフィルタで解決し、小型ドローン上で測位誤差を平均42%削減した。
原題: Learning-based Bias Correction for Time Difference of Arrival Ultra-wideband Localization of Resource-constrained Mobile Robots ／ Wenda Zhao, Jacopo Panerati, Angela P. Schoellig
日本語で読む →