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 →- 論文移動マニピュレーションロボティクス
未知環境における全身移動マニピュレーションによる関節物体操作
未知のキッチン環境でキャビネットやオーブンなどの関節物体を操作するため、物体中心プランナと全身運動制御を組み合わせた2段階アーキテクチャを提案し、車輪型・脚型移動マニピュレータで検証した。
原題: Articulated Object Interaction in Unknown Scenes with Whole-Body Mobile Manipulation ／ Mayank Mittal, David Hoeller, Farbod Farshidian 他
日本語で読む → - 論文能動SLAMロボティクス
全方位ロボットのための能動的ビジュアルSLAM
全方位ロボットの並進・回転の独立制御を活かし、情報獲得量を最大化しつつ低エネルギーで自己位置推定と地図構築を同時に行う多層的な能動的ビジュアルSLAM手法を提案した論文。
原題: iRotate: Active Visual SLAM for Omnidirectional Robots ／ Elia Bonetto, Pascal Goldschmid, Michael Pabst 他
日本語で読む → - 論文ドローンレース/視覚制御ロボティクス
人間パイロットによるドローンレース：視覚処理と制御
熟練ドローンパイロット21名の視線・操作・飛行性能をシミュレータで計測し、注視が約1.5秒・16m先のゲートを先読みし、視覚運動遅延が平均220msであることを示した研究。
原題: Human-Piloted Drone Racing: Visual Processing and Control ／ Christian Pfeiffer, Davide Scaramuzza
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
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
不完全なデモンストレーションからの模倣学習：動特性が異なるエージェントへの対応
最適でない、あるいは動特性の異なるエージェントが生成したデモンストレーションから模倣学習するため、実現可能性スコアと最適性スコアからなる指標を開発し、有用なデモを選択的に活用する手法を提案した。
原題: Learning from Imperfect Demonstrations from Agents with Varying Dynamics ／ Zhangjie Cao, Dorsa Sadigh
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ランドマークを用いたGPS非依存都市環境での分散トポロジカルマッピングとナビゲーション
低コストロボット群がGPSの使えない都市・屋内環境で、ランドマークの検出のみを頼りに分散的にトポロジカル地図を構築し探索・移動する手法を提案した論文。
原題: Landmark-based Distributed Topological Mapping and Navigation in GPS-denied Urban Environments Using Teams of Low-cost Robots ／ Mohammad Saleh Teymouri, Subhrajit Bhattacharya
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
移動型遠隔操作：術者の腕運動を無線ウェアラブルセンシングする実現可能性
術者が固定コンソールに縛られず、無線センサ付きの腕と光学透過型HMDで患者のそばからロボットを遠隔操作できる移動型テレサージェリーを提案し、従来の手術ロボットマニピュレータと比較して効率を評価した。
原題: Mobile Teleoperation: Feasibility of Wireless Wearable Sensing of the Operator's Arm Motion ／ Guanhao Fu, Ehsan Azimi, Peter Kazanzides
日本語で読む → - 論文レーダーオドメトリロボティクス
スキャニングレーダーと車載レーダーの両方に対応する正規分布変換ベースのレーダーオドメトリ
閾値処理・確率的サブマップ構築・NDTベースのスキャンマッチングからなるパイプラインで、スキャニングレーダーと車載レーダーの両方に適応するレーダーオドメトリを提案し、公開データセットで従来手法を上回る精度を示した。
原題: A Normal Distribution Transform-Based Radar Odometry Designed For Scanning and Automotive Radars ／ Pou-Chun Kung, Chieh-Chih Wang, Wen-Chieh Lin
日本語で読む → - 論文布地シミュレーションロボティクス
布地ロボットシミュレーションのための非伸張モデル
布を伸びない等長曲面として連続的に扱う新モデルを提案し、粗いメッシュでもロボットによる布操作の実位置誤差を平均1cm未満に抑え、空気力も2パラメータで再現した。
原題: An Inextensible Model for Robotic Simulations of Textiles ／ Franco Coltraro, Jaume Amorós, Maria Alberich-Carramiñana 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
未知物体の6自由度追従と反応型把持
SiameseネットワークとICPを組み合わせて未知物体を6自由度で追従し、把持点サンプリングと動的軌道計画を統合した反応型把持システムを提案した。
原題: Deep 6-DoF Tracking of Unknown Objects for Reactive Grasping ／ Marc Tuscher, Julian Hörz, Danny Driess 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
シグマポイント変換を用いたカスケードフィルタリング
局所推定器が異なる状態ベクトルを扱う場合の相互共分散をシグマポイント変換で近似する新しい分散カスケードフィルタを提案し、3次元姿勢・位置推定で有効性を示した。
原題: Cascaded Filtering Using the Sigma Point Transformation (Extended Version) ／ Mohammed Shalaby, Charles Champagne Cossette, Jerome Le Ny 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
チューニング不要で構成可能なナビゲーション関数とセンサベースロボットナビゲーションへの応用
ナビゲーション変換と調和関数を組み合わせ、障害物数に応じて自動的に構成されるチューニング不要のナビゲーション関数を提案し、未知環境でのオンライン経路生成とロボット制御に適用した。
原題: Correct-by-Construction Navigation Functions with Application to Sensor Based Robot Navigation ／ Savvas G. Loizou, Elon D. Rimon
日本語で読む → - 論文VIOロボティクス
RP-VIO: 動的環境に強い平面ベースのロバストな視覚慣性オドメトリ
壁や床などの静的な平面構造を利用し、動的物体を除外するのではなく平面の幾何情報を活用することで、動的環境下での視覚慣性オドメトリのロバスト性と精度を向上させた研究。
原題: RP-VIO: Robust Plane-based Visual-Inertial Odometry for Dynamic Environments ／ Karnik Ram, Chaitanya Kharyal, Sudarshan S. Harithas 他
日本語で読む → - 論文言語条件付き強化学習自然言語
言語抽象化による探索促進フレームワークELLA
高レベル言語指示を低レベル指示と関連付ける報酬整形により、疎報酬環境での強化学習のサンプル効率を向上させる手法を提案。
原題: ELLA: Exploration through Learned Language Abstraction ／ Suvir Mirchandani, Siddharth Karamcheti, Dorsa Sadigh
日本語で読む → - 論文パラレルマニピュレータロボティクス
3-RUUパラレルマニピュレータの特異点解析
3-RUUパラレルマニピュレータの並進動作モードにおける入力・出力特異点を代数拘束式で詳細に解析し、Study座標での作業空間表現と特異点の可視化を行った論文。
原題: Analysis of a 3-RUU Parallel Manipulator ／ Thomas Stigger, Johannes Siegele, Daniel F. Scharler 他
日本語で読む → - 論文最適制御ロボティクス
方策分解：劣最適性推定を伴う近似最適制御
複雑な最適制御問題を低次元の部分問題に分解し、その解を組み合わせて全体の方策を構築する手法を提案。組み合わせの劣最適性を推定して最良のものを選び、計算時間を大幅に削減しつつ性能を維持できることを示した。
原題: Policy Decomposition: Approximate Optimal Control with Suboptimality Estimates ／ Ashwin Khadke, Hartmut Geyer
日本語で読む → - 論文タスク・動作計画ロボティクス
タスク・動作計画のための記号的オペレータの学習
TAMPのためのオペレータ学習を定式化し、ボトムアップ関係学習で記号的オペレータを獲得して計画に用いる手法を提案した論文。
原題: Learning Symbolic Operators for Task and Motion Planning ／ Tom Silver, Rohan Chitnis, Joshua Tenenbaum 他
日本語で読む → - 論文飛行ロボット/障害物回避ロボティクス
機上センシングと計算で動的な小さな障害物を回避する飛行ロボット
3D LiDARと機上計算機を搭載した小型自律クアッドロータで、混雑環境を2m/sで飛行しながら直径20mmの動的小障害物を回避するシステムを構築し、屋内屋外実験で実証した。
原題: Avoiding dynamic small obstacles with onboard sensing and computating on aerial robots ／ Fanze Kong, Wei Xu, Fu Zhang
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
接触を伴う切替線形力学系のための反応的・予測的な微分可能制御器の学習
接触による力学モード切替を切替線形力学系で近似し、離散時間LQRを微分可能方策として専門家デモから学習することで、複数モードにまたがり予測外の接触にも反応できる制御戦略を実現した。
原題: Learning Reactive and Predictive Differentiable Controllers for Switching Linear Dynamical Models ／ Saumya Saxena, Alex LaGrassa, Oliver Kroemer
日本語で読む → - 論文教育ロボティクスロボティクス
子ども向けAI・ロボティクス教育の包括的アプローチAIR4Children
子ども中心のAI・ロボティクス教育を実現するため、包摂性・公平性・低コスト化の課題と機会を整理し、オープンソース技術とモンテッソーリ教育の理念に基づく実践方針を提案した論文。
原題: AIR4Children: Artificial Intelligence and Robotics for Children ／ Rocio Montenegro, Elva Corona, Donato Badillo-Perez 他
日本語で読む → - 論文ステレオマッチング画像認識
オクルージョン対応リカレントステレオマッチングによる4K画像の視差推定
低視差範囲の画像のみで学習しながら、残差更新とリファインメントにより4K解像度・大視差のステレオマッチングを限られたGPUメモリで実現した手法ORStereoを提案。
原題: ORStereo: Occlusion-Aware Recurrent Stereo Matching for 4K-Resolution Images ／ Yaoyu Hu, Wenshan Wang, Huai Yu 他
日本語で読む → - 論文群制御機械学習
ModGNN: モジュラーグラフニューラルネットワークによるマルチエージェント系の専門家方策近似
GCNを一般化した分散型フレームワークModGNNを提案し、マルチエージェントの群れ行動で既存手法より高い性能と未知環境への汎化を示した。
原題: ModGNN: Expert Policy Approximation in Multi-Agent Systems with a Modular Graph Neural Network Architecture ／ Ryan Kortvelesy, Amanda Prorok
日本語で読む → - 論文協調SLAMロボティクス
分散型視覚慣性協調自己位置推定
複数ロボットが環境特徴とループ閉じ込み制約を共有し、共分散交差を用いて未知の相関を補償しながら分散的に自己位置を推定する手法を提案した論文。
原題: Distributed Visual-Inertial Cooperative Localization ／ Pengxiang Zhu, Patrick Geneva, Wei Ren 他
日本語で読む → - 論文屋内位置推定機械学習
DeepBLE：異なる端末間で汎化するRSSIベースの屋内位置推定
BLEビーコンのRSSIからスマホの屋内位置を推定する深層リカレントネットワークDeepBLEを提案し、統計的類似度損失による半教師あり学習で未知のスマホ機種にも汎化できるようにした。
原題: DeepBLE: Generalizing RSSI-based Localization Across Different Devices ／ Harsh Agarwal, Navyata Sanghvi, Vivek Roy 他
日本語で読む → - 論文3Dシーン再構成ロボティクス
パノプティックマッピングとCADモデル整合によるインタラクティブ3Dシーン再構成
RGB-Dデータから物体の意味・形状と物理的常識を統合し、パーツ単位の関節付きCADモデルで置き換えることで、ロボットが操作可能なインタラクティブ3Dシーンを自動構築する手法を提案した。
原題: Reconstructing Interactive 3D Scenes by Panoptic Mapping and CAD Model Alignments ／ Muzhi Han, Zeyu Zhang, Ziyuan Jiao 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
雑然とした動的環境における状態表現学習と四足ロボットのナビゲーション
深度カメラ画像と自己の軌跡を融合して世界の状態表現を教師なしで学習し、その表現を強化学習方策に直接入力することで、静的・動的障害物のある環境での四足ロボットの局所ナビゲーションを実現した。シミュレーションで短時間に学習でき、実機ANYmalへのsim-to-real転移にも成功している。
原題: Learning a State Representation and Navigation in Cluttered and Dynamic Environments ／ David Hoeller, Lorenz Wellhausen, Farbod Farshidian 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
複数動作に対応した可変速度運動生成のための模倣学習
双方向制御ベースの模倣学習を用い、複数の動作において指定した完了時間に応じて速度を変える運動生成手法を提案し、4種類のニューラルネットモデルを比較して最良モデルを選定した。
原題: Imitation learning for variable speed motion generation over multiple actions ／ Yuki Saigusa, Ayumu Sasagawa, Sho Sakaino 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
いつ計画を打ち切るかを学ぶ：運動計画のためのメタ推論
任意時間運動計画において、限られた計算資源で計画をいつ停止し実行に移すかを判断するメタ推論手法を提案し、モデルベースとモデルフリーのデータ駆動学習で評価した論文。
原題: Learning When to Quit: Meta-Reasoning for Motion Planning ／ Yoonchang Sung, Leslie Pack Kaelbling, Tomás Lozano-Pérez
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
モデルフリー強化学習のための二次ニューロンアクターネットワーク
方策ネットワークに二次ニューロンを組み込み、従来のMLPより少ないパラメータで高い報酬とサンプル効率を実現した。
原題: A Quadratic Actor Network for Model-Free Reinforcement Learning ／ Matthias Weissenbacher, Yoshinobu Kawahara
日本語で読む → - 論文能動的推論ロボティクス
主導か追従か：能動的推論によるロボット間の模倣インタラクション
能動的推論に基づくモデルで2台のロボットの模倣インタラクションをシミュレーションし、信念の強さの違いが主導・追従の役割と同期率を決めることを示した。
原題: Leading or Following? Dyadic Robot Imitative Interaction Using the Active Inference Framework ／ Nadine Wirkuttis, Jun Tani
日本語で読む →