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ARマッピング画像認識
ARマップ：拡張現実のための高精度かつ効率的なマッピング
ARシステム向けに、カラー画像・密な深度マップ・完全な点群からなるARマップを定義し、バックパックスキャン装置によるデータ取得からマップ生成、高精度レーザースキャナを用いた精度評価までのエンドツーエンド手法を提案した論文。
原題: AR Mapping: Accurate and Efficient Mapping for Augmented Reality ／ Rui Huang, Chuan Fang, Kejie Qiu 他
日本語で読む → - 論文ビジュアルサーボロボティクス
絶対位置情報なしで未知環境を辿る画像ベーストラジェクトリサーボ
ステレオ画像とSLAMの特徴点を用い、外部の位置情報や地図なしで非ホロノミックロボットが目標軌道を追従する『トラジェクトリサーボ』を提案し、姿勢フィードバックより高精度な追従を示した。
原題: Image-Based Trajectory Tracking through Unknown Environments without Absolute Positioning ／ Shiyu Feng, Zixuan Wu, Yipu Zhao 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ロボット群のための視覚ベース距離・方位推定アルゴリズム
ロボット群のオンライン距離・方位検出のための新しいコンピュータビジョンアルゴリズムを提案し、その信頼性を実証した。
原題: Vision based range and bearing algorithm for robot swarms ／ Hamid Majidi Balanji, Ali Emre Turgut
日本語で読む → - 論文安全強化学習機械学習
リアプノフ障壁関数による安全制約付き強化学習ポリシー最適化
リアプノフ障壁関数を用いてポリシー更新を安全集合内に制限し、学習中の制約違反を大幅に削減する強化学習手法LBPOを提案した。
原題: Lyapunov Barrier Policy Optimization ／ Harshit Sikchi, Wenxuan Zhou, David Held
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
多輪AGVのための経路連続性条件
多輪ステア・駆動AGVの運動モードを解析的に定義し、車両構成と制約に基づく経路連続性条件を導出した研究。
原題: Path continuity for multi-wheeled AGVs ／ Mirko Kokot, Damjan Miklić, Tamara Petrović
日本語で読む → - 論文衝突回避ロボティクス
距離情報なしで衝突を回避する生物模倣制御
単眼カメラの視線角と衝突時間だけを使い、距離センサなしで移動障害物を回避するユニサイクル型ロボットの制御則を提案し、理論的な最小間隔保証を示した。
原題: Biologically Inspired Collision Avoidance Without Distance Information ／ Thiago Marinho, Massi Amrouche, Dusan Stipanovic 他
日本語で読む → - 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 → - 論文人間ロボット協調計画AI
人間予測モデルを動的に切り替える効率的計画手法
ロボットが複数の人間予測モデルを状況に応じてオンラインで切り替え、計算コストを抑えつつ高性能な計画を実現する手法を提案した論文。
原題: Dynamically Switching Human Prediction Models for Efficient Planning ／ Arjun Sripathy, Andreea Bobu, Daniel S. Brown 他
日本語で読む → - 論文クレーン制御制御
5自由度ブームクレーンのモデリングと制御
ケーブルを剛体と仮定しつつ全連成ダイナミクスを考慮したブームクレーンの非線形動力学モデルを構築し、荷振れを能動的に減衰させながら位置制御を行う制御則を開発、風外乱下のシミュレーションで有効性を検証した。
原題: Modeling and control of 5-DoF boom crane ／ Michele Ambrosino, Marc Berneman, Gianluca Carbone 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 → - 論文模倣学習/連合学習ロボティクス
ユーザープロファイル駆動による連合型人ロボット協調環境での大規模マルチエージェント模倣学習
連合学習型の人ロボット協調環境において、人口統計・状態・生理指標を統合したユーザープロファイルをLSTMと積層オートエンコーダでモデル化し、フィードバックの重要度を適応的に調整する手法を提案した論文。
原題: User profile-driven large-scale multi-agent learning from demonstration in federated human-robot collaborative environments ／ Georgios Th. Papadopoulos, Asterios Leonidis, Margherita Antona 他
日本語で読む → - 論文6D姿勢推定画像認識
RGBD画像からの6D姿勢推定のための双方向融合ネットワークFFB6D
RGBと深度の情報をエンコーダ・デコーダの全層で双方向に融合し、テクスチャと形状を考慮した3Dキーポイント選択で単一RGBD画像からの6D姿勢推定精度を大幅に向上させた論文。
原題: FFB6D: A Full Flow Bidirectional Fusion Network for 6D Pose Estimation ／ Yisheng He, Haibin Huang, Haoqiang Fan 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 → - 論文マルチオブジェクト追跡ロボティクス
ポアソン多重ベルヌーイ混合フィルタによる自動運転向けマルチオブジェクト追跡
3D LiDARデータに対しランダム有限集合に基づくPMBMフィルタを適用し、自動運転のマルチオブジェクト追跡を行う手法を提案。WaymoやArgoverseで深層学習やカルマンフィルタ系を上回る精度を示した。
原題: Multi-Object Tracking using Poisson Multi-Bernoulli Mixture Filtering for Autonomous Vehicles ／ Su Pang, Hayder Radha
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
人間の実演からロボットスキルの幾何学的ヌル空間を推定する
人間の実演データから幾何学的制約モデルとしてスキルを学習し、ロボットの運動学と組み合わせて異なる環境・機体でスキルを実行するフレームワークを提案した。
原題: Inferring the Geometric Nullspace of Robot Skills from Human Demonstrations ／ Caixia Cai, Ying Siu Liang, Nikhil Somani 他
日本語で読む → - 論文検出/模倣学習画像認識
iCurb：航空画像を用いた模倣学習による道路縁石検出
航空画像から道路縁石をグラフとしてオフライン検出するため、模倣学習でエージェントを訓練する手法を提案した論文。
原題: iCurb: Imitation Learning-based Detection of Road Curbs using Aerial Images for Autonomous Driving ／ Zhenhua Xu, Yuxiang Sun, Ming Liu
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 → - 論文ステレオマッチング画像認識
PVStereo：ピラミッド投票モジュールによる自己教師ありステレオマッチング
ピラミッド投票モジュールで信頼できる準密な視差画像を生成し、それを教師信号として再帰型ネットワークOptStereoを自己教師あり学習させるステレオマッチング手法を提案した論文。
原題: PVStereo: Pyramid Voting Module for End-to-End Self-Supervised Stereo Matching ／ Hengli Wang, Rui Fan, Peide Cai 他
日本語で読む → - 論文把持検出ロボティクス
RGBが重要：単眼RGBD画像から7自由度把持姿勢を学習する
RGBと深度を分離処理し、RGBから把持の3次元姿勢を予測、深度から把持幅と距離を解析的に求めることで、ノイズに頑健な7自由度把持検出を実現した。
原題: RGB Matters: Learning 7-DoF Grasp Poses on Monocular RGBD Images ／ Minghao Gou, Hao-Shu Fang, Zhanda Zhu 他
日本語で読む → - 論文触覚/sim2realロボティクス
物理シミュレーションと学習潜在投影による触覚センシングのsim-to-real
GPUシミュレータ上でBioTac触覚センサの高速FEMモデルを構築し、自己教師あり学習で実世界の電気出力を再現する潜在空間投影を実現した。
原題: Sim-to-Real for Robotic Tactile Sensing via Physics-Based Simulation and Learned Latent Projections ／ Yashraj Narang, Balakumar Sundaralingam, Miles Macklin 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーション・構築ベンチマークロボティクス
移動を伴う建設タスクのナビゲーションと構築を同時に評価するベンチマーク環境
GPSなしで環境を移動しながら設計通りに構造を変更する移動建設タスクをPOMDPとして定式化し、1/2/3Dグリッドワールドで従来手法と深層強化学習を比較評価したベンチマークを提案する。
原題: Simultaneous Navigation and Construction Benchmarking Environments ／ Wenyu Han, Chen Feng, Haoran Wu 他
日本語で読む → - 論文センサ選択ロボティクス
計画経路からの逸脱検知のためのセンサ選択
エージェントが事前に宣言した経路（正規言語で表現）通りに動いたかを検証するため、センサの最適な選択をILPで解く手法を提案し、野生動物追跡の事例で有効性を示した。
原題: Sensor selection for detecting deviations from a planned itinerary ／ Hazhar Rahmani, Dylan A. Shell, Jason M. O'Kane
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 → - 論文歩行ロボティクス
MPCを教師とする四足歩行ロボットのマルチ歩容制御の模倣学習
MPC-Netを拡張し、混合エキスパートネットワークで単一のポリシーが複数の歩容を模倣できるようにする新しい損失関数を提案し、実機で検証した論文。
原題: Imitation Learning from MPC for Quadrupedal Multi-Gait Control ／ Alexander Reske, Jan Carius, Yuntao Ma 他
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 → - 論文空中追跡ロボティクス
可視性を考慮した軌道最適化と空中追跡への応用
観測距離・角度・遮蔽を考慮した可視性指標を微分可能なコスト関数として定式化し、位置とヨー角の軌道を同時最適化する手法を提案。ドローン追跡システムに実装し、より安定して目標を観測できることを示した。
原題: Visibility-aware Trajectory Optimization with Application to Aerial Tracking ／ Qianhao Wang, Yuman Gao, Jialin Ji 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
サンプル実行から針刺入を学習する
軟組織への針刺入を両腕で行う60試行のデータセットを構築し、過去映像から最適行動後の状態を予測する深層模倣学習手法を提案した論文。
原題: Learning needle insertion from sample task executions ／ Amir Ghalamzan-E
日本語で読む → - 論文群制御cs.CG
ロボット群の協調動作計画を競う：CG:SHOPチャレンジ2021
ピクセル形状のロボット群を衝突なく目標配置へ動かす最適軌道計画の計算幾何チャレンジ2021の概要を報告した論文。
原題: Computing Coordinated Motion Plans for Robot Swarms: The CG:SHOP Challenge 2021 ／ Sándor P. Fekete, Phillip Keldenich, Dominik Krupke 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sUAS/シミュレーションロボティクス
パンデミック下のロボティクス：2020年NSF CPSバーチャルチャレンジ — SoilScope火星編
COVID-19禍で遠隔開催されたNSF CPSチャレンジにおいて、小型無人航空機によるサンプル回収の自律探索アルゴリズムをクラウドシミュレーション上で競技・比較した。
原題: Robotics During a Pandemic: The 2020 NSF CPS Virtual Challenge -- SoilScope, Mars Edition ／ Darwin Mick, K. Srikar Siddarth, Swastik Nandan 他
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