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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
📖 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
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 → - 論文産業組立/強化学習AI
強化学習と実演による産業組立向け堅牢マルチモーダル方策：大規模実証研究
産業組立タスクにおいて、実演からの強化学習（DRL）を産業志向の設計基準で構築し、NISTベンチマークでプロのインテグレータや人間を上回る速度と信頼性を実証した大規模研究。
原題: Robust Multi-Modal Policies for Industrial Assembly via Reinforcement Learning and Demonstrations: A Large-Scale Study ／ Jianlan Luo, Oleg Sushkov, Rugile Pevceviciute 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 → - 論文マニピュレーション画像認識
視覚に基づく部屋の再配置タスク
部屋の物体の初期配置を記憶し、変更後に元に戻すRoom RearrangementタスクのデータセットRoomRとベースラインモデルを提案した論文。
原題: Visual Room Rearrangement ／ Luca Weihs, Matt Deitke, Aniruddha Kembhavi 他
日本語で読む → - 論文自律移動ロボットロボティクス
自律配送ロボットの設計と開発
大学キャンパス内で人間の介入なしに荷物を配送する自律移動ロボットのプラットフォームを設計・開発し、経路計画から屋外ナビゲーションまでの一連のパイプラインを実装した論文。
原題: Design and Development of Autonomous Delivery Robot ／ Aniket Gujarathi, Akshay Kulkarni, Unmesh Patil 他
日本語で読む → - 論文幾何認識画像認識
自己教師あり幾何認識
正解の幾何モデルラベルなしで特徴記述子を学習する枠組みを提案し、ロバストモデルフィッティングと深層特徴学習を交互最適化で統合した。
原題: Self-supervised Geometric Perception ／ Heng Yang, Wei Dong, Luca Carlone 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 → - 論文ヒューマンロボット協調ロボティクス
協調作業におけるロバストで柔軟な制御のための最適化手法
エネルギータンク型可変アドミタンスと制御バリア関数を組み合わせ、人とロボットの物理的インタラクション時に安定性を保ちつつ柔軟性を最大化する制御アーキテクチャを提案し、協働ロボットで実験的に検証した。
原題: An Optimization Approach for a Robust and Flexible Control in Collaborative Applications ／ Federico Benzi, Cristian Secchi
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 → - 論文自動運転/衝突回避ロボティクス
安全で効率的な衝突回避制御のためのハイブリッドコントローラ
適応型モデル予測制御と離散安全制御を組み合わせ、通常時は効率最適化、非通常時は衝突回避を優先する自動運転向けハイブリッド制御器を設計・実験評価した。
原題: A hybrid controller for safe and efficient collision avoidance control ／ Qiang Wang, Xinlei Zheng, Jiyong Zhang 他
日本語で読む → - 論文HRI/信頼ロボティクス
信頼考慮型ヒューマンロボットインタラクションにおける逆心理学
人間の信頼を考慮したロボットの意思決定において、新たな信頼行動モデル「逆心理学モデル」を提案し、従来の不使用モデルと比較してロボットの最適方策とチーム性能への影響を分析した。さらに、信頼構築を促す報酬関数を提案し、性能を大きく損なわずに操作的行動を是正できることを示した。
原題: Reverse Psychology in Trust-Aware Human-Robot Interaction ／ Yaohui Guo, Cong Shi, X. Jessie Yang
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
動的都市環境におけるポール状物体マッピングと長期ロボット自己位置推定
LiDAR点群からCNNとクラスタリングでポール・幹などの長期的に安定な物体を抽出してセマンティッククラスタマップを構築し、局所地図と大域地図のマッチングで高精度地図を維持せずに長期自己位置推定を実現した論文。
原題: Pole-like Objects Mapping and Long-Term Robot Localization in Dynamic Urban Scenarios ／ Zhihao Wang, Silin Li, Ming Cao 他
日本語で読む → - 論文アテンション機械学習
注目して！深層学習におけるニューラルアテンションモデルのサーベイ
深層学習におけるニューラルアテンションモデルの研究を650件の論文を体系的にレビューし、用途や応用分野、解釈性への影響、今後の研究方向をまとめたサーベイ。
原題: Attention, please! A survey of Neural Attention Models in Deep Learning ／ Alana de Santana Correia, Esther Luna Colombini
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
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