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 →- 論文位置認識ロボティクス
NDT-Transformer：正規分布変換表現を用いた大規模3D点群位置認識
3D点群を正規分布変換(NDT)セルに圧縮し、Transformerで大域記述子を学習することで、GPSの使えない環境でのリアルタイム大規模場所認識を高精度に実現した論文。
原題: NDT-Transformer: Large-Scale 3D Point Cloud Localisation using the Normal Distribution Transform Representation ／ Zhicheng Zhou, Cheng Zhao, Daniel Adolfsson 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
報酬整合型デモンストレーションを用いた6自由度把持の学習
VRインタフェースで収集した人間のデモデータを模倣学習と強化学習に組み合わせ、把持動作を複数タスクに分割することで6自由度把持の学習効率を向上させた研究。
原題: Learning 6DoF Grasping Using Reward-Consistent Demonstration ／ Daichi Kawakami, Ryoichi Ishikawa, Menandro Roxas 他
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
不確実な動的環境におけるシナリオベースの軌道最適化
動的障害物の不確実性を確率制約として扱い、サンプリングしたシナリオで決定論的制約に変換して軌道計画を行う手法を提案。作業空間の幾何学を利用してシナリオを削減し、歩行者間をリアルタイムで移動するロボットで実証した。
原題: Scenario-Based Trajectory Optimization in Uncertain Dynamic Environments ／ O. de Groot, B. Brito, L. Ferranti 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
マルチロボットタスク割当の計算複雑性と近似アルゴリズム
各タスクに複数ロボットが必要で各ロボットは1タスクのみ担当する設定で、総予算・タスク予算・ロボット予算の3種の制約下で完了タスク数を最大化する問題の複雑性を解析し、近似解法と多項式時間アルゴリズムを提案した。
原題: Multi-Robot Task Allocation -- Complexity and Approximation ／ Haris Aziz, Hau Chan, Ágnes Cseh 他
日本語で読む → - 論文強化学習/蛇型ロボット機械学習
深層強化学習で獲得する省エネ蛇型ロボットの移動歩容ポリシー
PPOを用いて蛇型ロボットの各関節を制御し、従来手法より速く省エネな移動歩容をPyBullet上で学習させた研究。
原題: An Energy-Saving Snake Locomotion Gait Policy Obtained Using Deep Reinforcement Learning ／ Yilang Liu, Amir Barati Farimani
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
成功するHRIへの道：AI・信頼・倫理（TRAITS）
人間とロボットの長期的な協働を実現するため、HRIの成功要因、自律的インタラクションを支えるAIアルゴリズム、人間の信頼の醸成・喪失・回復、倫理的・法的課題を議論するワークショップの提案。
原題: The Road to a Successful HRI: AI, Trust and ethicS-TRAITS ／ Antonio Andriella, Alessandra Rossi, Silvia Rossi 他
日本語で読む → - 論文点群レジストレーション画像認識
3DMNDT：正規分布変換に基づく3次元マルチビューレジストレーション手法
K-meansクラスタリングとリー代数ソルバを組み合わせ、正規分布変換（NDT）の枠組みで複数視点の点群を同時に位置合わせする手法を提案した論文。
原題: 3DMNDT:3D multi-view registration method based on the normal distributions transform ／ Jihua Zhu, Di Wang, Jiaxi Mu 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
非ホロノミック系のための連続コスト・トゥ・ゴー関数の学習
作業空間記述から非ホロノミック系の連続的なコスト・トゥ・ゴー関数を学習する手法を提案し、適応的サンプリングで高曲率領域を捉え、混雑環境で従来法より2桁高速に準最適軌道を生成できることを示した。
原題: Learning Continuous Cost-to-Go Functions for Non-holonomic Systems ／ Jinwook Huh, Daniel D. Lee, Volkan Isler
日本語で読む → - 論文測位・地図更新ロボティクス
スマートフォン視覚測位に基づく意味的3D地図の変化検出と更新
スマホの視覚測位システムとAIによる画像の意味解析、仮想LiDARによる深度推定を組み合わせ、既存の意味的3D地図の変化を検出・更新する手法を提案した。
原題: Semantic 3D Map Change Detection and Update based on Smartphone Visual Positioning System ／ Max Jwo Lem Lee, Li-Ta Hsu
日本語で読む → - 論文視覚ナビゲーション画像認識
意味論的Transformerによる地図注意を用いた効率的な視覚ナビゲーション
RGB・深度・セマンティック情報を統合したトップダウン地図表現と2次元地図注意機構を提案し、経験量を80%削減しつつ屋内PointGoal視覚ナビゲーションで既存手法を上回る性能を示した。
原題: MaAST: Map Attention with Semantic Transformersfor Efficient Visual Navigation ／ Zachary Seymour, Kowshik Thopalli, Niluthpol Mithun 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
逆運動学PD-擬似逆ヤコビアンとDH順運動学によるロボットマニピュレータ制御
カメラで色付き物体を検出し、PD-擬似逆ヤコビアン逆運動学とDH順運動学を用いてロボットアームを制御、色分け仕分けタスクで実機検証した論文。
原題: Robot Manipulator Control with Inverse Kinematics PD-Pseudoinverse Jacobian and Forward Kinematics Denavit Hartenberg ／ Indra Agustian, Novalio Daratha, Ruvita Faurina 他
日本語で読む → - 論文軌道予測画像認識
モデルベース計画による車両軌道予測の学習
モデルベース生成器で制約下の実現可能な軌道を生成し、学習ベース評価器で選択する軌道予測フレームワークPRIMEを提案し、Argoverseで高精度・高実現性・高ロバスト性を示した。
原題: Learning to Predict Vehicle Trajectories with Model-based Planning ／ Haoran Song, Di Luan, Wenchao Ding 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
不確実性を考慮した空間知覚タスクの自己教師あり学習
オドメトリのドリフトや断続的な検出器の監督を活用し、不確実性を明示的に扱う自己教師あり学習で物体姿勢推定や自己位置推定を行う汎用手法を提案し、3つのシナリオで有効性を示した。
原題: Uncertainty-Aware Self-Supervised Learning of Spatial Perception Tasks ／ Mirko Nava, Antonio Paolillo, Jérôme Guzzi 他
日本語で読む → - 論文6D姿勢推定ロボティクス
最小限のユーザー操作で実環境における6D物体姿勢推定のための注釈付き訓練データを生成する手法
ロボット操作のための6D物体姿勢推定において、ユーザーの専門知識や手間をほとんど必要とせず、実環境で新しい物体の注釈付き訓練データを自律生成する手法を提案し、把持実験で有効性を示した。
原題: Generating Annotated Training Data for 6D Object Pose Estimation in Operational Environments with Minimal User Interaction ／ Paul Koch, Marian Schlüter, Serge Thill
日本語で読む → - 論文水上ロボティクスロボティクス
外乱下での自律水上艇制御と環境モニタリングへの応用
風や海流などの外乱を計測・モデル化し、ウェイポイント生成から制御チューニングまでを統合した水上艇の測量フレームワークを提案した論文。
原題: Dynamic Autonomous Surface Vehicle Control and Applications in Environmental Monitoring ／ Nare Karapetyan, Jason Moulton, Ioannis Rekleitis
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
DLL: 航空ロボット向け直接LiDAR自己位置推定
3D LiDARの点群と地図の距離を非線形最適化で直接合わせ込み、特徴量や対応点なしで航空ロボットの自己位置を高速に追跡する手法を提案し、実データとシミュレーションで評価した。
原題: DLL: Direct LIDAR Localization. A map-based localization approach for aerial robots ／ Fernando Caballero, Luis Merino
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
引張りとねじり動作による布地の分類とタクソノミー
布地の繊維種類と製法に基づくタクソノミーを提案し、ロボットによる引張り・ねじり動作のセンサデータから布地を分類する手法を研究した。
原題: Textile Taxonomy and Classification Using Pulling and Twisting ／ Alberta Longhini, Michael C. Welle, Ioanna Mitsioni 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.CG
ランダム化k-optによる協調動作計画
複数の正方形ロボットを同時に動かす際の総移動距離やメイクスパンを最小化するため、初期解生成とランダム化k-opt局所探索を組み合わせた手法を提案し、CG:SHOP2021チャレンジで距離部門1位・メイクスパン部門3位を獲得した。
原題: Coordinated Motion Planning Through Randomized k-Opt ／ Paul Liu, Jack Spalding-Jamieson, Brandon Zhang 他
日本語で読む → - 論文制御合成ロボティクス
エントロピー誘導による制御の即興合成
ハード制約・ソフト制約・因果エントロピーによるランダム性制約を同時に満たす制御方策を、敵対的・確率的な不確実性が混在する環境で合成するERCIフレームワークを提案した。
原題: Entropy-Guided Control Improvisation ／ Marcell Vazquez-Chanlatte, Sebastian Junges, Daniel J. Fremont 他
日本語で読む → - 論文視覚オドメトリ画像認識
単眼視覚オドメトリのための深層オンライン補正
自己教師あり学習したCNNで深度と初期姿勢を推定し、推論時に光度誤差を最小化するよう姿勢を勾配更新で補正する単眼視覚オドメトリ手法を提案した。
原題: Deep Online Correction for Monocular Visual Odometry ／ Jiaxin Zhang, Wei Sui, Xinggang Wang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
人間らしい手のリーチング動作を学習するヒューマンロボット握手
人間同士の第三者視点のインタラクションデータのみから、ヒューマノイドロボットが握手のために手を伸ばす動作を学習する枠組みを提案し、形状や制御限界の異なる2体のロボットで有効性を示した。
原題: Learning Human-like Hand Reaching for Human-Robot Handshaking ／ Vignesh Prasad, Ruth Stock-Homburg, Jan Peters
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
ロボット支援キーホール内視鏡手術における力覚センシングの系統的調査
ロボット支援手術で失われがちな器具と組織の接触力を、センサ技術と推定アルゴリズムで復元する研究を2011〜2020年の110論文についてPRISMAに沿って整理したレビュー。
原題: Force Sensing in Robot-assisted Keyhole Endoscopy: A Systematic Survey ／ A. H. Hadi Hosseinabadi, S. E. Salcudean
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
擬スペクトルパラメータ化による連続時間の状態・ダイナミクス推定
チェビシェフ多項式基底と擬スペクトル最適制御の考え方をファクターグラフに組み込み、ロボットの連続時間軌道とダイナミクスを効率的に推定する手法を提案し、マルチロータ機の飛行ダイナミクス推定で有効性を示した。
原題: Continuous-time State & Dynamics Estimation using a Pseudo-Spectral Parameterization ／ Varun Agrawal, Frank Dellaert
日本語で読む → - 論文見守りロボットロボティクス
転倒予防を支援する見守りロボットビジョン
家庭内でサービスロボットの視覚センサを用いて転倒リスクを能動的に検出・分類し、利用者の安全を保ちながら作業を行うシステムを提案した論文。
原題: Active fall prevention: robotic vision in AAL ／ Dawid Gruszczyński, Maciej Stefańczyk
日本語で読む → - 論文自動運転知覚画像認識
魚眼サラウンドビューカメラによる低速車両自動化のための近距離知覚
4台の魚眼カメラによる360度近距離知覚システムを、認識・再構成・再位置推定・再編成の4Rアーキテクチャで整理し、低速自動運転への応用を展望したサーベイ論文。
原題: Near-field Perception for Low-Speed Vehicle Automation using Surround-view Fisheye Cameras ／ Ciaran Eising, Jonathan Horgan, Senthil Yogamani
日本語で読む → - 論文視覚言語モデルlandmark
自然言語による教師あり学習で汎用的な視覚モデルを学ぶ
4億組の画像とテキストのペアから、どのキャプションがどの画像に対応するかを予測する事前学習を行い、追加学習なしで30以上の視覚タスクにゼロショット転移できるCLIPを提案した論文。
原題: Learning Transferable Visual Models From Natural Language Supervision ／ Alec Radford, Jong Wook Kim, Chris Hallacy 他
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 → - 論文マルチエージェント強化学習機械学習
イベントトリガ型通信と制御の深層強化学習によるマルチエージェント協調搬送
マルチエージェント強化学習で、通信タイミングと制御入力をイベントトリガ型に最適化し、搬送性能と通信量削減を両立させる手法を提案した。
原題: Deep reinforcement learning of event-triggered communication and control for multi-agent cooperative transport ／ Kazuki Shibata, Tomohiko Jimbo, Takamitsu Matsubara
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
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