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 →- 論文自動運転/強化学習ロボティクス
ゴール制約付きスパース強化学習によるエンドツーエンド自動運転
ナビゲーション用ビューマップのみを用い、ゴール制約付きスパース報酬とカリキュラム学習でエンドツーエンド自動運転を学習。複数ポリシーを並行学習しナビが選択、未見道路でも長距離走行を実現。
原題: Goal-constrained Sparse Reinforcement Learning for End-to-End Driving ／ Pranav Agarwal, Pierre de Beaucorps, Raoul de Charette
日本語で読む → - 論文行動計画ロボティクス
制約ベース構成による自己適応ロボットの行動調整
環境変化や故障に応じて基本行動を動的に切り替える制約ベースの構成アルゴリズムを提案し、ROS上でオープンソースツールとして実装、自律飛行ロボットに応用した。
原題: Behavior coordination for self-adaptive robots using constraint-based configuration ／ Martin Molina, Pablo Santamaria
日本語で読む → - 論文マルチエージェントマッピングロボティクス
スパースガウス過程回帰によるマルチエージェント向け高密度インクリメンタル計量意味マッピング
RGB-Dストリームからガウス過程とスパース近似・オクトリー分割を用いて、幾何形状と意味ラベルの連続分布マップをオンライン生成し、局所通信のみで複数ロボットのマップを統合する手法を提案した論文。
原題: Dense Incremental Metric-Semantic Mapping for Multi-Agent Systems via Sparse Gaussian Process Regression ／ Ehsan Zobeidi, Alec Koppel, Nikolay Atanasov
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
サービスロボティクス向けシミュレーションにおける球面カメラの活用
球面カメラで撮影したテスト画像列を既存のロボットシミュレータに統合し、実カメラに近い視覚データで視覚システムを検証できる手法を提案した。
原題: The utilization of spherical camera in simulation for service robotics ／ Krystian Chachuła, Maciej Stefańczyk
日本語で読む → - 論文追跡ロボティクス
適応的ライダースキャンフレーム統合による既知MAVの3D点群追跡
ライダー点群中でMAVの速度と距離に応じてフレーム統合時間を適応させ、高頻度・低頻度・サブHzのマルチモーダル処理で正確かつ堅牢にMAVを追跡する手法を提案した。
原題: Adaptive Lidar Scan Frame Integration: Tracking Known MAVs in 3D Point Clouds ／ Li Qingqing, Yu Xianjia, Jorge Peña Queralta 他
日本語で読む → - 論文動画強調画像認識
スパース深度を活用した高速・高精度な動画強調フレームワーク
スパース点群とIMUデータを融合した軽量フロー推定により、超解像・デブラー・デノイズなどの動画強調を高速かつ高精度に実現する汎用フレームワークを提案した。
原題: Fast and Accurate: Video Enhancement using Sparse Depth ／ Yu Feng, Patrick Hansen, Paul N. Whatmough 他
日本語で読む → - 論文ビンピッキング/6D姿勢推定ロボティクス
ロボットビンピッキングのためのアクティブステレオ深度マップの確率的マルチビュー融合
アクティブステレオカメラの深度測定の不確かさを明示的に推定し、それを確率的モデルに組み込んで多視点の深度マップを逐次融合する手法を提案。従来の融合法より再構成誤差を12.8%削減し、検出率を6.1%改善した。
原題: Probabilistic Multi-View Fusion of Active Stereo Depth Maps for Robotic Bin-Picking ／ Jun Yang, Dong Li, Steven L. Waslander
日本語で読む → - 論文キャリブレーション画像認識
ロバストなLiDARカメラキャリブレーションのためのサンプル選択最適化
キャリブレーション用サンプルの品質ばらつき(VOQ)を指標に選択を自動化し、シーン全体への汎化性能を高めるロバストなLiDAR-カメラキャリブレーションパイプラインを提案した。
原題: Optimising the selection of samples for robust lidar camera calibration ／ Darren Tsai, Stewart Worrall, Mao Shan 他
日本語で読む → - 論文追跡画像認識
点群系列におけるモデルフリー車両追跡と状態推定
初フレームの状態のみを入力として点群列中で単一物体の追跡と状態推定を同時に行う新しい設定を提案し、Waymo Openデータセットに基づくベンチマークと最適化ベースのSOTrackerを構築した。
原題: Model-free Vehicle Tracking and State Estimation in Point Cloud Sequences ／ Ziqi Pang, Zhichao Li, Naiyan Wang
日本語で読む → - 論文制御ロボティクス
無人地上車両のためのロバスト軌道追従誤差モデル予測制御
軌道追従誤差モデルに基づく線形モデル予測制御にフィードフォワードとロバスト制御を組み合わせ、トラクタ・トレーラ系が直線・曲線目標軌道を低誤差で追従できることを実験で示した論文。
原題: Robust Trajectory Tracking Error Model-Based Predictive Control for Unmanned Ground Vehicles ／ Erkan Kayacan, Herman Ramon, Wouter Saeys
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
動的環境における知覚考慮型軌道計画手法PANTHER
動的障害物を避けつつセンサ視野内に捉え続けブレを抑える軌道を、並進と回転を同時最適化してリアルタイム生成するマルチロータUAV向けプランナを提案。
原題: PANTHER: Perception-Aware Trajectory Planner in Dynamic Environments ／ Jesus Tordesillas, Jonathan P. How
日本語で読む → - 論文羽ばたき飛行physics.flu-dyn
状態空間空力モデルが示す羽ばたき飛行の高い力制御性と予測可能性
翼の運動履歴から空気力を予測する計算効率の良いデータ駆動型状態空間モデルを構築し、既存の準定常モデルを上回る精度と汎用性を示した。
原題: State-space aerodynamic model reveals high force control authority and predictability in flapping flight ／ Yagiz E. Bayiz, Bo Cheng
日本語で読む → - 論文安全制御制御
未知ダイナミクスを持つシステムに対するイベントトリガ型安全臨界制御
未知のダイナミクスを持つシステムに対し、適応的なアフィン制御モデルと高次CBFを用いて安全制約付き最適化をQPで解き、イベントトリガ型で安全を保証する制御手法を提案した。
原題: Event-Triggered Safety-Critical Control for Systems with Unknown Dynamics ／ Wei Xiao, Calin Belta, Christos G. Cassandras
日本語で読む → - 論文車両制御/耐故障性制御
アクチュエータ故障耐性を持つ車両運動制御のサーベイ
自動運転車の駆動・制動・操舵系の故障やタイヤバーストに対し、アクチュエータ間の冗長性を活かして運動制御で耐故障性を高める研究を体系的に整理したサーベイ。
原題: Actuator Fault-Tolerant Vehicle Motion Control: A Survey ／ Torben Stolte
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
LiDAR強度情報を用いた視覚的場所認識
3D LiDARの強度データを円筒投影でパノラマ画像に変換し、視覚的場所認識の手法を適用してループ閉じ込み検出に有効か評価した論文。
原題: Visual Place Recognition using LiDAR Intensity Information ／ Luca Di Giammarino, Irvin Aloise, Cyrill Stachniss 他
日本語で読む → - 論文手術レポート生成/ドメイン適応ロボティクス
モデル校正を伴うドメイン適応によるロボット手術レポート生成の学習
勾配反転の敵対的学習とラベルスムージングによるモデル校正を組み合わせ、複数ドメインの手術画像から手術レポート文を生成するマルチ層Transformerモデルを提案した。
原題: Learning Domain Adaptation with Model Calibration for Surgical Report Generation in Robotic Surgery ／ Mengya Xu, Mobarakol Islam, Chwee Ming Lim 他
日本語で読む → - 論文メタ学習ロボティクス
HyperDynamics: ハイパーネットワークによる物体・エージェントダイナミクスのメタ学習
エージェントの相互作用履歴と視覚観測から環境の動的性質を推論し、ハイパーネットワークでニューラルダイナミクスモデルのパラメータを生成するメタ学習フレームワークを提案。物体押し・歩行タスクで既存手法を上回る。
原題: HyperDynamics: Meta-Learning Object and Agent Dynamics with Hypernetworks ／ Zhou Xian, Shamit Lal, Hsiao-Yu Tung 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
攻撃環境下でも耐えるマルチロボット情報獲得計画
センサー攻撃で一時的に機能が失われる敵対環境でも、複数ロボットが情報を最大化するよう再計画するアルゴリズムRAINを提案し、理論保証と複数シナリオでの有効性を示した。
原題: Resilient Active Information Acquisition with Teams of Robots ／ Brent Schlotfeldt, Vasileios Tzoumas, George J. Pappas
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
協調ロボティクスにおける即席知識ネットワークと分散状況認識
ロボットと人間のチームが運用中に段階的に収集するデータと知識をRDFグラフとして同期・共有する分散システムアーキテクチャを提案し、UAVによる3Dマッピングの実証実験で検証した論文。
原題: Hastily Formed Knowledge Networks and Distributed Situation Awareness for Collaborative Robotics ／ Cyrille Berger, Patrick Doherty, Piotr Rudol 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
エルゴディック模倣：やるべきことと避けるべきことから学ぶ
エルゴディック指標に基づき、成功例だけでなく「やってはいけない」負例も活用してロバストなタスク定義を学習するLfD手法を提案し、人間被験者実験と7自由度アームのシミュレーションで有効性を示した。
原題: Ergodic imitation: Learning from what to do and what not to do ／ Aleksandra Kalinowska, Ahalya Prabhakar, Kathleen Fitzsimons 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
静的・動的環境における脚式ロボットの衝突回避MPC
緩和バリア関数をコストに組み込み、動力学・摩擦・運動学的制約を考慮しつつ静的・動的障害物を避ける全身運動を生成する脚式ロボット向けMPCを提案。
原題: Collision-Free MPC for Legged Robots in Static and Dynamic Scenes ／ Magnus Gaertner, Marko Bjelonic, Farbod Farshidian 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
サービスロボットのための宝探しゲーム
ロボットが依頼された物体を最短時間で探索・回収する「宝探し」問題を定式化し、強化学習で経路計画を学習してヒューリスティック手法を上回る性能を示した。
原題: A Scavenger Hunt for Service Robots ／ Harel Yedidsion, Jennifer Suriadinata, Zifan Xu 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
CPGと近接対称性損失を用いた俊敏で汎用的な歩行フレームワーク
CPGベースの歩行エンジンと強化学習を組み合わせ、近接対称性損失でサンプル効率を高めることで、複雑地形や外乱下でも人間らしい俊敏な全方向歩行を実現した。
原題: A CPG-Based Agile and Versatile Locomotion Framework Using Proximal Symmetry Loss ／ Mohammadreza Kasaei, Miguel Abreu, Nuno Lau 他
日本語で読む → - 論文マルチモーダルセンシングロボティクス
小売環境向け電源投入即稼働ロボットのためのマルチモーダルデータ融合
低コストの単眼カメラとBLEビーコンを組み合わせ、環境に数個のセンサを置くだけで即座に使える小売向けロボットシステムを提案した研究。
原題: Multimodal Data Fusion for Power-On-and-Go Robotic Systems in Retail ／ Shubham Sonawani, Kailas Maneparambil, Heni Ben Amor
日本語で読む → - 論文視覚慣性自己位置推定ロボティクス
キーフレームマップ上でのドリフトフリーな視覚慣性自己位置推定
MSCKFをベースにキーフレーム姿勢のみを保持する地図でグローバル自己位置推定を行う枠組みを提案し、Schmidt-EKFと再線形化機構で推定の一貫性と精度を向上させた。
原題: Toward Consistent Drift-free Visual Inertial Localization on Keyframe Based Map ／ Zhuqing Zhang, Yanmei Jiao, Shoudong Huang 他
日本語で読む → - 論文視覚運動/障害物回避機械学習
月面ローバーの視覚運動システムによる障害物回避
画像のみを入力とする深層強化学習で、岩石状の障害物を避けながら走行する月面ローバーの視覚運動システムを構築し、複数のネットワーク構成とセグメンテーション前処理を比較した。
原題: SegVisRL: Visuomotor Development for a Lunar Rover for Hazard Avoidance using Camera Images ／ Tamir Blum, Gabin Paillet, Watcharawut Masawat 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
散らかった環境での生成的深層器用把持
単一のRGB-D画像から、障害物の多い散らかったシーンで高品質な多指把持を高速に生成する生成モデルDDGCを提案し、従来手法より5倍高速で高品質な把持を実現した。
原題: DDGC: Generative Deep Dexterous Grasping in Clutter ／ Jens Lundell, Francesco Verdoja, Ville Kyrki
日本語で読む → - 論文点群レジストレーション画像認識
不変量に基づく高ロバスト点群レジストレーションIRON
スケール・回転・並進を分離して推定し、不変量整合性による内点探索とSOS緩和による凸SDP、改良GNCで99%の外れ値があっても高精度に点群を位置合わせする手法を提案した。
原題: IRON: Invariant-based Highly Robust Point Cloud Registration ／ Lei Sun
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
グラフ探索と軌道最適化を統合した高自由度ロボット向け遅延軌道最適化
局所的な軌道最適化とグラフ探索計画を組み合わせ、混雑環境で高自由度ロボットの長期的に最適な軌道を高速かつ高信頼に生成する手法を提案した論文。
原題: LTO: Lazy Trajectory Optimization with Graph-Search Planning for High DOF Robots in Cluttered Environments ／ Yuki Shirai, Xuan Lin, Ankur Mehta 他
日本語で読む → - 論文報酬学習ロボティクス
野生の人間動画から汎化可能なロボット報酬関数を学習する
YouTubeなどの人間動画と少量のロボットデータを組み合わせ、2つの動画が同じタスクかどうかを判別するドメイン非依存ビデオ判別器(DVD)を訓練して、未見の環境やタスクにもゼロショットで汎化するマルチタスク報酬関数を実現した。
原題: Learning Generalizable Robotic Reward Functions from "In-The-Wild" Human Videos ／ Annie S. Chen, Suraj Nair, Chelsea Finn
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