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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: 2021/3/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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デジタルツイン試作機による海洋観測システムの水中ネットワーク構築：バルト海でのフィールド報告
バルト海で自律ロボットネットワークのデジタルツイン試作機を展開し、海底の物理システムとの協調動作を実証したフィールド報告。
原題: Developing an Underwater Network of Ocean Observation Systems with Digital Twin Prototypes -- A Field Report from the Baltic Sea ／ Alexander Barbie, Niklas Pech, Wilhelm Hasselbring 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
LCDNet: LiDAR SLAMのための深層ループ閉じ込み検出と点群位置合わせ
LiDAR点群のループ閉じ込み検出と6自由度相対姿勢推定を同時に行う深層学習モデルLCDNetを提案し、逆方向ループでも高精度に動作することを示した論文。
原題: LCDNet: Deep Loop Closure Detection and Point Cloud Registration for LiDAR SLAM ／ Daniele Cattaneo, Matteo Vaghi, Abhinav Valada
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
球面カーネル点畳み込みと深部中心投票によるSim2Real 3D物体分類
物体表面をグラフ表現し球面カーネル点畳み込みと投票機構で分類する手法を提案し、人工3Dモデルから実物体への転移精度を最大36%改善した。
原題: Sim2Real 3D Object Classification using Spherical Kernel Point Convolution and a Deep Center Voting Scheme ／ Jean-Baptiste Weibel, Timothy Patten, Markus Vincze
日本語で読む → - 論文ヒューマン・エージェント協調ロボティクス
実時間ヒューマン・エージェント協調のための適応型エージェントアーキテクチャ
人間モデルを学習せず、事前学習済みの政策ライブラリから類似度指標で人間の意図を推定し適応する、2人協力ゲーム向けエージェント設計を提案した論文。
原題: Adaptive Agent Architecture for Real-time Human-Agent Teaming ／ Tianwei Ni, Huao Li, Siddharth Agrawal 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
仮想テンプレート合成とマッチングによる火星サンプルリターンのためのローバ自己位置推定
数年前に別ローバが撮影した参照画像からメッシュを構築し、その部分レンダリングを現在のローバ画像と照合することで、荒涼とした地形や大きな照明・視点変化に頑健な視覚的自己位置推定手法を提案した。
原題: Rover Relocalization for Mars Sample Return by Virtual Template Synthesis and Matching ／ Tu-Hoa Pham, William Seto, Shreyansh Daftry 他
日本語で読む → - 論文オドメトリ/故障検知ロボティクス
自動運転車向けの故障検知機能を備えたLiDARオドメトリ
ICP・特徴抽出・SVDを融合した高精度LiDARオドメトリに、局所化が適切に行える時間窓を推定する故障検知指標を付加し、ドライバ介入なしの安全停止を可能にする手法を提案した。
原題: Fail-Aware LIDAR-Based Odometry for Autonomous Vehicles ／ Iván García Daza, Monica Rentero, Carlota Salinas Maldonado 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
LoRaバックスキャッタ支援によるオンライン初期化対応の小型飛行体状態推定システム
市販ドローンの着陸脚にバックスキャッタタグを取り付けるだけで、暗所や煙中でも自動初期化・校正を行いながら自己位置・姿勢を推定できるRFバックスキャッタ方式の状態推定システムを提案した。
原題: LoRa Backscatter Assisted State Estimator for Micro Aerial Vehicles with Online Initialization ／ Shengkai Zhang, Wei Wang, Ning Zhang 他
日本語で読む → - 論文特徴マッチング画像認識
RoRD: 回転に頑健な記述子と正射影ビューによる局所特徴マッチング
回転ホモグラフィによるデータ拡張で回転に頑健な局所記述子を学習し、正射影ビューと対応アンサンブルを組み合わせて、極端な視点変化下でも高精度な特徴マッチングを実現した研究。
原題: RoRD: Rotation-Robust Descriptors and Orthographic Views for Local Feature Matching ／ Udit Singh Parihar, Aniket Gujarathi, Kinal Mehta 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
複雑なロボティクスシステムの統合手法：両腕マニピュレーション事例による実証
研究用ソフトウェア部品を産業用ロボットシステムへ統合する際の工数と影響を評価する手法を提案し、両腕による梱包作業システムで有効性を実証した論文。
原題: A Methodology for Approaching the Integration of Complex Robotics Systems Illustrated through a Bi-manual Manipulation Case-Study ／ Pavlos Triantafyllou, Rafael Afonso Rodrigues, Sirapoab Chaikunsaeng 他
日本語で読む → - 論文形状記憶合金/モデリングロボティクス
形状記憶合金ワイヤ駆動構造のためのハイブリッド動的モデリング枠組み
形状記憶合金ワイヤアクチュエータのMASモデルを5つの動作モードに分割してハイブリッド力学系として再定式化し、精度を保ちつつシミュレーション時間を最大80%削減した。
原題: A Hybrid Dynamical Modeling Framework for Shape Memory Alloy Wire Actuated Structures ／ Michele A. Mandolino, Francesco Ferrante, Gianluca Rizzello
日本語で読む → - 論文マルチエージェント経路計画AI
マルチエージェント経路計画におけるペア対称性推論
MAPFの難しさの原因であるペア対称性を分類し、対称性を効率的に検出して専用制約で一度に解消する手法を提案。最適MAPFアルゴリズムCBSに組み込み、探索ノード数を最大4桁削減しスケーラビリティを最大30倍向上させた。
原題: Pairwise Symmetry Reasoning for Multi-Agent Path Finding Search ／ Jiaoyang Li, Daniel Harabor, Peter J. Stuckey 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
Ground-SLAM: 構造化多層環境向けの地面拘束LiDAR SLAM
多層構造物内の地面を無限平面ランドマークとして利用し、ポーズグラフ最適化に地面拘束を組み込むことでLiDARオドメトリのドリフトを抑える3D LiDAR SLAMを提案した論文。
原題: Ground-SLAM: Ground Constrained LiDAR SLAM for Structured Multi-Floor Environments ／ Xin Wei, Jixin Lv, Jie Sun 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
3D LiDAR点群を画像化してORB特徴を用いる6自由度LIDAR SLAM
3D点群を画像に投影してORB特徴を抽出し、追跡・地図構築・ループ閉じ込みからなる軽量な6自由度LIDAR SLAMを構築した論文。
原題: 6-DOF Feature based LIDAR SLAM using ORB Features from Rasterized Images of 3D LIDAR Point Cloud ／ Waqas Ali, Peilin Liu, Rendong Ying 他
日本語で読む → - 論文飛行ロボットロボティクス
非駆動ヒンジで飛行中に形状を変えるクアッドコプターの設計と制御
4つのモーターだけで飛行中にアームを折り畳み形状を変えられるクアッドコプターを開発し、既存の制御器をほぼそのまま使える制約条件とともに、狭い通路の通過やワイヤへの止まり動作を示した。
原題: Design and Control of a Midair-Reconfigurable Quadcopter using Unactuated Hinges ／ Nathan Bucki, Jerry Tang, Mark W. Mueller
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
瞬時解析による高速道路の密集動的環境向け自動運転経路計画
時空間の衝突関係を同時刻のみで解析する瞬時解析モデルを提案し、3次元制約を2次元空間に射影して冗長性を削減、密集動的環境での安全で快適な車線変更経路計画を実現した。
原題: IA Planner: Motion Planning Using Instantaneous Analysis for Autonomous Vehicle in the Dense Dynamic Scenarios on Highways ／ Xiaoyu Yang, Huiyun Li
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
到達可能性と運動を考慮した動的グラスピング
ロボットの到達可能性を符号付き距離場でモデル化し、対象物の運動を考慮した把持品質をニューラルネットで予測することで、動く物体に対するリアルタイム把持計画を実現した研究。
原題: Dynamic Grasping with Reachability and Motion Awareness ／ Iretiayo Akinola, Jingxi Xu, Shuran Song 他
日本語で読む → - 論文組立/ベンチマークロボティクス
既製ソリューションによるロボット組立タスクのベンチマーク評価
NIST組立タスクボード上で既製の産業用ロボットソリューションを評価し、その性能と導入を妨げる要因を明らかにした。
原題: Benchmarking Off-The-Shelf Solutions to Robotic Assembly Tasks ／ Wenzhao Lian, Tim Kelch, Dirk Holz 他
日本語で読む → - 論文感情認識・HRIロボティクス
ロボットの知覚と対話のための感情刺激連想の曖昧性解消
NICOロボットが視覚と言語から感情価を統合し、音声刺激と感情表現の連想を学習する。対話を通じて不整合を解消し、実環境で刺激への好みを判断できる。
原題: Disambiguating Affective Stimulus Associations for Robot Perception and Dialogue ／ Henrique Siqueira, Alexander Sutherland, Pablo Barros 他
日本語で読む → - 論文IMU/歩行計測ロボティクス
リー群制約付き拡張カルマンフィルタと少数IMUによる下半身キネマティクス推定
2〜3個のウェアラブル慣性センサのみで歩行中の骨盤・大腿・下腿・足の運動学を推定するリー群ベースの拡張カルマンフィルタを提案し、光学式モーションキャプチャの手法と比較評価した。
原題: Estimating Lower Body Kinematics using a Lie Group Constrained Extended Kalman Filter and Reduced IMU Count ／ Luke Wicent Sy, Nigel H. Lovell, Stephen J. Redmond
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
運動を支えるソーシャルロボット：相棒かコーチか？
運動時のソーシャルロボットの役割として「コーチ」と「相棒」のどちらが好まれるかをアンケート調査で検証した研究。
原題: Exercise with Social Robots: Companion or Coach? ／ Sascha Griffiths, Tayfun Alpay, Alexander Sutherland 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
モデル予測アクター・クリティック：深層強化学習によるロボットスキル獲得の加速
モデルベースとモデルフリーの強化学習を組み合わせ、モデル予測ロールアウトで方策学習を導くことでモデルバイアスを軽減し、実機ロボットでのスキル学習を効率化する手法を提案した論文。
原題: Model Predictive Actor-Critic: Accelerating Robot Skill Acquisition with Deep Reinforcement Learning ／ Andrew S. Morgan, Daljeet Nandha, Georgia Chalvatzaki 他
日本語で読む → - 論文場所認識画像認識
イメージングLiDARによるロバストな場所認識
イメージングLiDARの強度画像からORB特徴とBoW表現を構築し、DBoWで高速検索した候補を特徴マッチングとRANSAC付きPnPで検証する、回転不変で逆走・上下反転再訪にも対応する場所認識手法を提案した。
原題: Robust Place Recognition using an Imaging Lidar ／ Tixiao Shan, Brendan Englot, Fabio Duarte 他
日本語で読む → - 論文強化学習/着地制御ロボティクス
強化学習によるクアッドロータの垂直壁への高速着地のための軌道生成と制御
強化学習でシミュレーション上で着地軌道を生成し、その軌道を実機の追従制御器に渡すことで、クアッドロータを垂直壁へ高精度に高速着地させる手法を提案した。
原題: Reinforcement Learning Trajectory Generation and Control for Aggressive Perching on Vertical Walls with Quadrotors ／ Chen-Huan Pi, Kai-Chun Hu, Yu-Ting Huang 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 → - 論文模倣学習ロボティクス
指令補償を備えた新たな自己回帰型ニューラルネットワークによる双方向制御ベースの模倣学習
双方向制御ベースの模倣学習において、スレーブ状態のみを入力とする自己回帰型モデル(S2SM)を提案し、スレーブの応答と推定値の誤差を利用したフィードバック制御によりタスク成功率と再現性を向上させた。
原題: A New Autoregressive Neural Network Model with Command Compensation for Imitation Learning Based on Bilateral Control ／ Kazuki Hayashi, Ayumu Sasagawa, Sho Sakaino 他
日本語で読む → - 論文sim2real機械学習
対照的ドメインランダム化によるマニピュレーションのための教師なし特徴学習
視覚入力によるロボット操作のため、対照学習にドメインランダム化を組み込む際の損失関数の欠陥を指摘し、視覚的変動に頑健な物理的特徴を学習する簡便な修正法を提案した。
原題: Unsupervised Feature Learning for Manipulation with Contrastive Domain Randomization ／ Carmel Rabinovitz, Niko Grupen, Aviv Tamar
日本語で読む → - 論文マルチエージェント計画ロボティクス
速度障害物に基づく確率的マルチエージェント再cedingホライズン運動計画
速度障害物の幾何情報と確率制約を再cedingホライズン制御に組み込み、位置ではなく速度レベルで衝突確率を閾値以下に抑えるマルチエージェント運動計画手法を提案した。
原題: Receding Horizon Motion Planning for Multi-Agent Systems: A Velocity Obstacle Based Probabilistic Method ／ Xiaoxue Zhang, Jun Ma, Zilong Cheng 他
日本語で読む → - 論文場所認識画像認識
動的環境に強い識別・意味的特徴選択による場所認識
意味情報とアテンションで画素ごとの特徴の安定性を推定し、動的干渉に強く識別可能な特徴を選ぶDSFeatを提案。SLAMに組み込み可能で場所認識精度を向上。
原題: Discriminative and Semantic Feature Selection for Place Recognition towards Dynamic Environments ／ Yuxin Tian, Jinyu MIao, Xingming Wu 他
日本語で読む → - 論文制御/MPC制御
関節式無人地上車両における線形・非線形MPCの実験的検証
関節式無人地上車両の軌道追従制御について、非線形MPC＋移動ホライズン推定と入力状態線形化を用いた線形MPCを実機で比較し、追従性能と計算コストのトレードオフを評価した論文。
原題: Experimental Validation of Linear and Nonlinear MPC on an Articulated Unmanned Ground Vehicle ／ Erkan Kayacan, Wouter Saeys, Herman Ramon 他
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