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sim2realロボティクス
Robopheus：仮想・実機連携型モバイルロボット実験基盤
デジタルツインの考え方で実機と仮想シミュレーションを橋渡しし、相互にモデルを学習・反映できる高忠実度なマルチロボット実験基盤を開発した。実機軌道精度を300%向上させた。
原題: Robopheus: A Virtual-Physical Interactive Mobile Robotic Testbed ／ Xuda Ding, Han Wang, Hongbo Li 他
日本語で読む → - 論文制約付き強化学習ロボティクス
一般化制御バリア関数を用いたモデルベース制約付き強化学習
制約境界までの距離に基づく一般化制御バリア関数(GCBF)でモデルベース制約付き強化学習を拡張し、安全性制約違反を抑えつつサンプル効率を高める手法を提案。自動運転の衝突回避タスクで制約違反を最大4分の1に削減し、収束を3.36倍高速化した。
原題: Model-based Constrained Reinforcement Learning using Generalized Control Barrier Function ／ Haitong Ma, Jianyu Chen, Shengbo Eben Li 他
日本語で読む → - 論文ドローン自律飛行ロボティクス
機上視覚による動的環境での自律飛行
深度画像から動的・静的障害物を分類し、動的物体を楕円体でモデル化してキノダイナミック探索と勾配最適化でミリ秒単位の回避計画を行うクアッドロータ自律飛行システムを実機で検証した。
原題: Autonomous Flights in Dynamic Environments with Onboard Vision ／ Yingjian Wang, Jialin Ji, Qianhao Wang 他
日本語で読む → - 論文sim2real機械学習
ドメイン好奇心：ドメイン適応のための効率的なデータ収集戦略の学習
環境の未知部分を学習するためのデータを効率的に集める探索方策を、学習そのものを報酬として訓練する手法を提案し、シミュレーションと実機の触覚探索で有効性を示した。
原題: Domain Curiosity: Learning Efficient Data Collection Strategies for Domain Adaptation ／ Karol Arndt, Oliver Struckmeier, Ville Kyrki
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
動的環境における時相論理経路計画のためのSMTベース再帰ホライズン手法
動的に出現する障害物で経路が無効化される環境で、LTL仕様を繰り返し満たす最短周期経路をSMTソルバで逐次再計画するDT*を提案し、倉庫のピック&ドロップ課題で貪欲法より有効性を示した。
原題: DT*: Temporal Logic Path Planning in a Dynamic Environment ／ Priya Purohit, Indranil Saha
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 → - 論文姿勢推定ロボティクス
性能保証付き慣性センサ姿勢推定のための強化学習
リャプノフ法で誤差収束を保証しつつ、深層強化学習で慣性センサと磁気センサによる姿勢推定器を学習する手法を提案した。
原題: Reinforcement Learning for Orientation Estimation Using Inertial Sensors with Performance Guarantee ／ Liang Hu, Yujie Tang, Zhipeng Zhou 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
友達になろう！人間支援ロボットのためのラポール構築型3D身体性会話エージェント
人間支援ロボットに表情・頭部動作をリアルタイムでミラーリングする3D会話エージェントを統合し、ユーザー体験への効果を予備実験で検証した論文。
原題: Let's be friends! A rapport-building 3D embodied conversational agent for the Human Support Robot ／ Katarzyna Pasternak, Zishi Wu, Ubbo Visser 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
人とロボットの協働における礼儀正しさの影響を探る
テーブル片付け協働タスクでロボットの礼儀正しさを3段階に変え、高齢者20名と工学部学生30名で実験したところ、参加者は礼儀正しいモードを好んだが高齢者は段階の区別が苦手だった。
原題: Exploratory evaluation of politeness in human-robot interaction ／ Shikhar Kumar, Eliran Itzhak, Samuel Olatunji 他
日本語で読む → - 論文動作リターゲティングロボティクス
安全制約付き自己教師あり動作リターゲティング
人間の姿勢データから人型ロボットの自然な動作を生成する自己教師あり手法を提案し、衝突回避と関節限界を保証する。
原題: Self-Supervised Motion Retargeting with Safety Guarantee ／ Sungjoon Choi, Min Jae Song, Hyemin Ahn 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SLAMロボティクス
LiDAR SLAMのための貪欲法に基づく効率的な特徴選択
LiDAR SLAMにおいて、情報行列のスペクトル特性を保ちながら特徴量を組合せ最適化で選択し、確率的貪欲法でリアルタイムに近似することで精度と効率を向上させる手法を提案した。
原題: Greedy-Based Feature Selection for Efficient LiDAR SLAM ／ Jianhao Jiao, Yilong Zhu, Haoyang Ye 他
日本語で読む → - 論文協調SLAMロボティクス
分散型視覚慣性協調自己位置推定
複数ロボットが環境特徴とループ閉じ込み制約を共有し、共分散交差を用いて未知の相関を補償しながら分散的に自己位置を推定する手法を提案した論文。
原題: Distributed Visual-Inertial Cooperative Localization ／ Pengxiang Zhu, Patrick Geneva, Wei Ren 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
球面投影を利用した人間らしい手首ポインティング動作の生成
平面タスクの球面投影とフラクタルインピーダンス制御を組み合わせ、非線形逆問題を解かずに人間らしい手首ポインティング動作を低計算コストで生成する手法を提案した。
原題: Exploiting Spherical Projections To Generate Human-Like Wrist Pointing Movements ／ Carlo Tiseo, Sydney Rebecca Charitos, Michael Mistry
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 → - 論文タスク・動作計画画像認識
ThreeDWorld輸送チャレンジ：物理的に現実的な身体性AIのための視覚誘導型タスク・動作計画ベンチマーク
物理シミュレーション環境で、双腕エージェントが家の中の物体を探して運搬する視覚誘導型タスク・動作計画ベンチマークを提案し、既存手法の性能を評価した。
原題: The ThreeDWorld Transport Challenge: A Visually Guided Task-and-Motion Planning Benchmark for Physically Realistic Embodied AI ／ Chuang Gan, Siyuan Zhou, Jeremy Schwartz 他
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
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