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 →- 論文ナビゲーションロボティクス
LiDAR前処理で深層強化学習ナビゲーションの汎化性能と学習速度を改善するIPAPRec
LiDAR読み取り値の前処理に適応的パラメトリック逆関数を用いるIPAPRecを提案し、地図なしナビゲーションエージェントの汎化性能と学習速度を大幅に向上させた。
原題: IPAPRec: A promising tool for learning high-performance mapless navigation skills with deep reinforcement learning ／ Wei Zhang, Yunfeng Zhang, Ning Liu 他
日本語で読む → - 論文慣性航法ロボティクス
地球座標系における変換INS機構化を用いた慣性統合
姿勢・速度・位置をSE2(3)の群状態として定式化した変換INS機構化を導出し、INS/GPSやINS/オドメトリ統合に適用して大きな初期姿勢誤差に強いことを示した論文。
原題: Inertial based Integration with Transformed INS Mechanization in Earth Frame ／ Lubin Chang, Jingbo Di, Fangjun Qin
日本語で読む → - 論文マルチロボット/セマンティックマッピングロボティクス
学習表現のオンライン照合による未知環境でのマルチロボット分散セマンティックマッピング
各ロボットがオンラインで教師なしセマンティックモデルを学習し、多方向マッチングでラベル対応を取ることで、未知環境でも高品質な分散セマンティックマップを統合できる手法を提案した。
原題: Multi-Robot Distributed Semantic Mapping in Unfamiliar Environments through Online Matching of Learned Representations ／ Stewart Jamieson, Kaveh Fathian, Kasra Khosoussi 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
単脚ロボットの安定化のための触覚センシング足
視覚ベースの触覚センサを搭載したロボット脚の足を開発し、足からの触覚信号のみで単脚ロボットを安定化できることを示した論文。
原題: A Tactile Sensing Foot for Single Robot Leg Stabilization ／ Guanlan Zhang, Yipai Du, Yazhan Zhan 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
因果推論で操作方策の構造を学び転移するCREST
シミュレーション内で介入を行い操作に必要な状態だけを特定し、その状態で学習した方策を実世界へ転移する手法を提案した論文。
原題: Causal Reasoning in Simulation for Structure and Transfer Learning of Robot Manipulation Policies ／ Tabitha Edith Lee, Jialiang Zhao, Amrita S. Sawhney 他
日本語で読む → - 論文確率的最適制御math.OC
確率的最適制御におけるFeynman-Kac前後方向SDEのための価値関数推定器
連続時間FBSDEの離散化ではなく、離散時間の価値関数推定器を導出し、強化学習の方策改善に応用。スカラー非線形問題とLQRでEuler-Maruyama法より高精度かつ安定であることを示した。
原題: Value Function Estimators for Feynman-Kac Forward-Backward SDEs in Stochastic Optimal Control ／ Kelsey P. Hawkins, Ali Pakniyat, Panagiotis Tsiotras
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
深層強化学習による四足ロボットの堅牢な高速走行
タスク空間で行動を直接選択・制御する学習フレームワークを提案し、ギャロップやバウンディングなどの自然な走行歩容を獲得、100%以上の負荷や不整地でも高速走行を実現した。
原題: Robust High-speed Running for Quadruped Robots via Deep Reinforcement Learning ／ Guillaume Bellegarda, Yiyu Chen, Zhuochen Liu 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
高齢者と配膳支援ロボットのインタラクション改善：自動化レベルと透明性の影響
配膳支援ロボットと高齢者の相互作用において、自動化レベルと透明性の組み合わせが協調的な関わり方に与える影響をユーザー研究で明らかにした。
原題: Improving the interaction of Older Adults with Socially Assistive Robots for Table setting ／ Samuel Olatunji, Noa Markfeld, Dana Gutman 他
日本語で読む → - 論文SLAM/地図統合画像認識
低メモリフットプリントでStructure from Motion地図を汎用的に統合する手法
個別に最適化済みのSfM地図を低メモリ表現に圧縮し、統合順序や座標系に依存せず複数地図を頑健に統合する手法を提案。ループ閉じ込めやシーン変化検出も可能で、スマホやドローン実データで検証した。
原題: Generic Merging of Structure from Motion Maps with a Low Memory Footprint ／ Gabrielle Flood, David Gillsjö, Patrik Persson 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
手の動きによるパーソナライズされた人間-群ロボットインタラクション
短いキャリブレーションで各ユーザーの手の動きから個人専用の身体-機械インターフェースを機械学習で構築し、ドローン群を直感的に遠隔操作できるようにした研究。
原題: Personalized Human-Swarm Interaction through Hand Motion ／ Matteo Macchini, Ludovic De Matteïs, Fabrizio Schiano 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
房トマトの幾何学ベース把持
RGB-Dカメラと幾何学モデルを用いて房トマトの茎を把持する手法を提案し、低コストマニピュレータで83〜92%の成功率を達成した。
原題: Geometry-Based Grasping of Vine Tomatoes ／ Taeke de Haan, Padmaja Kulkarni, Robert Babuska
日本語で読む → - 論文動作認識ロボティクス
その扱いにご注意！人間の動作観察による物体特性の推定
人間の物体操作動作をカメラやモーションキャプチャで観察し、機械学習で「慎重さ」は判定できるが「軽重」の判別は難しいことを示した予備研究。
原題: Careful with That! Observation of Human Movements to Estimate Objects Properties ／ Linda Lastrico, Alessandro Carfì, Alessia Vignolo 他
日本語で読む → - 論文3Dマッピング画像認識
疑似占有比に基づく動的物体除去による静的3D点群マップ構築手法ERASOR
都市環境のスキャンデータから動的物体の軌跡を除去し、自己中心的な疑似占有比と領域別地面平面フィッティングで静的3D点群マップを構築する手法を提案した。
原題: ERASOR: Egocentric Ratio of Pseudo Occupancy-based Dynamic Object Removal for Static 3D Point Cloud Map Building ／ Hyungtae Lim, Sungwon Hwang, Hyun Myung
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
SoPrA：固有感覚センシングを統合したスケーラブルなソフト連続体ロボットアームの製作と動的モデリング
空気圧駆動のソフト連続体アームを製作し、内部の容量性フレックスセンサと解析的動力学モデルを組み合わせて、外部モーションキャプチャなしで外力を推定できることを実験で示した論文。
原題: SoPrA: Fabrication & Dynamical Modeling of a Scalable Soft Continuum Robotic Arm with Integrated Proprioceptive Sensing ／ Yasunori Toshimitsu, Ki Wan Wong, Thomas Buchner 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント/形式手法制御
凸最適化による信号時相論理タスクの分解
マルチエージェント系のグローバルなSTL式を、部分チームごとの局所STLタスクに凸最適化で分解する手法を提案し、局所タスクの充足が全体式の充足を保証することを示した。
原題: Signal Temporal Logic Task Decomposition via Convex Optimization ／ Maria Charitidou, Dimos V. Dimarogonas
日本語で読む → - 論文マルチロボット経路計画ロボティクス
MT*: 時相論理仕様を満たすマルチロボット経路計画
LTLで与えられた複雑なミッションを複数ロボットで達成する経路計画を高速化するMT*を提案。積グラフを縮約し仕様をロボット間で分割して個別に軌道生成することで、計算時間を大幅に削減しロボット数や作業空間規模へのスケーラビリティを向上させた。
原題: MT* : Multi-Robot Path Planning for Temporal Logic Specifications ／ Dhaval Gujarathi, Indranil Saha
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
キーポイントを用いた物体中心タスク軸コントローラの汎化
物体ごとのタスク軸コントローラを組み合わせたモジュール型方策を提案し、多視点密対応学習で視覚入力からパラメータを推定することで、形状や大きさの多様な物体へのマニピュレーション汎化を実現した。
原題: Generalizing Object-Centric Task-Axes Controllers using Keypoints ／ Mohit Sharma, Oliver Kroemer
日本語で読む → - 論文軌跡予測AI
AgentFormer: エージェント認識型Transformerによる時空間マルチエージェント予測
複数エージェントの軌跡予測において、時間軸と社会的相互作用を別々に扱う従来手法の情報損失を避けるため、両者を統合的にモデル化するエージェント認識型アテンションを持つTransformerを提案した論文。
原題: AgentFormer: Agent-Aware Transformers for Socio-Temporal Multi-Agent Forecasting ／ Ye Yuan, Xinshuo Weng, Yanglan Ou 他
日本語で読む → - 論文センサ同期ロボティクス
時間こそが鍵 — ロボティクス計算向け高精度センサ同期の汎用・高効率システム
ロボティクス計算における時刻同期の課題を整理し、高い同期精度を低消費電力・低リソースで実現する汎用ハードウェア同期システムを提案した論文。
原題: The Matter of Time -- A General and Efficient System for Precise Sensor Synchronization in Robotic Computing ／ Shaoshan Liu, Bo Yu, Yahui Liu 他
日本語で読む → - 論文セキュリティロボティクス
ロボティクスにおけるサイバーセキュリティ：課題・定量的モデリング・実践
ロボットの設計初期段階からセキュリティを組み込むため、ロボット向け脆弱性スコアリングやゲーム理論による定量的なセキュリティ管理・設計手法を解説した書籍。
原題: Cybersecurity in Robotics: Challenges, Quantitative Modeling, and Practice ／ Quanyan Zhu, Stefan Rass, Bernhard Dieber 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 → - 論文イベントカメラ/データセット画像認識
DSEC: 運転シーン向けステレオイベントカメラデータセット
夜間や日の出・日の入りなど厳しい照明条件下での自動運転向けに、高解像度ステレオイベントカメラとカラーカメラ、LiDAR、RTK GPSを同期収録した大規模データセットを構築し、イベントベースステレオの正解視差を提供した。
原題: DSEC: A Stereo Event Camera Dataset for Driving Scenarios ／ Mathias Gehrig, Willem Aarents, Daniel Gehrig 他
日本語で読む → - 論文MPCロボティクス
全身の動的移動と操作を統合するMPCフレームワーク
多肢移動マニピュレータの移動と操作を単一のマルチコンタクト最適制御問題として定式化し、モデル予測制御で実時間実行して実機実験で検証した論文。
原題: A Unified MPC Framework for Whole-Body Dynamic Locomotion and Manipulation ／ Jean-Pierre Sleiman, Farbod Farshidian, Maria Vittoria Minniti 他
日本語で読む → - 論文ドローンレース/強化学習ロボティクス
深層強化学習による自律ドローンレース
深層強化学習と相対的なゲート観測を用いて、四輪ドローンのほぼ時間最適な軌道を生成し、環境変化にも適応できる手法を提案。実機で最大60km/hを達成した。
原題: Autonomous Drone Racing with Deep Reinforcement Learning ／ Yunlong Song, Mats Steinweg, Elia Kaufmann 他
日本語で読む → - 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 → - 論文状況認識制御
遮蔽環境における自動運転車の共有状況認識のための集合メンバーシップ推定
駐車トラックの陰にいる歩行者を例に、他車やインフラのセンサ情報を集合ベース推定で融合し、歩行者の位置を頑健に保証して安全マージンを保つ速度調整を可能にする枠組みを提案した。
原題: Set-Membership Estimation in Shared Situational Awareness for Automated Vehicles in Occluded Scenarios ／ Vandana Narri, Amr Alanwar, Jonas Mårtensson 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
カリキュラム強化学習によるGran Turismo Sportでの自律追い越し
Gran Turismo Sportのレース環境でカリキュラム強化学習を用い、ゲーム内AIを上回り熟練ドライバーに匹敵する追い越し制御を実現した。
原題: Autonomous Overtaking in Gran Turismo Sport Using Curriculum Reinforcement Learning ／ Yunlong Song, HaoChih Lin, Elia Kaufmann 他
日本語で読む → - 論文インピーダンス制御ロボティクス
ILoSA: 剛性とアトラクタの対話型学習
人間の実演と修正から、デカルト剛性とアトラクタを含む可変インピーダンス方策をガウス過程で学習するフレームワークを提案し、プラグ抜き・箱押し・ホワイトボード拭き・プラグ挿入の4タスクで評価した。
原題: ILoSA: Interactive Learning of Stiffness and Attractors ／ Giovanni Franzese, Anna Mészáros, Luka Peternel 他
日本語で読む → - 論文協調搬送ロボティクス
協調ロボットにおける環境制約の学習：分散型リーダー・フォロワー手法
2台のロボットが障害物のある未知環境で物体を協調搬送するため、明示的通信なしにリーダーがMPCで計画しフォロワーが推定・反応する階層戦略を提案し、役割切替で狭所性能を向上させた。
原題: Learning Environment Constraints in Collaborative Robotics: A Decentralized Leader-Follower Approach ／ Monimoy Bujarbaruah, Yvonne R. Stürz, Conrad Holda 他
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