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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 →- 論文ニューロモルフィック/ROSロボティクス
ロボティクスにおけるニューロモルフィックセンシングのためのツールボックス
従来のロボットセンサ信号をスパイク列に変換・復号する符号化アルゴリズムをレビューし、性能評価のベンチマークとROSツールボックスを提供した論文。
原題: A toolbox for neuromorphic sensing in robotics ／ Julien Dupeyroux, Stein Stroobants, Guido de Croon
日本語で読む → - 論文適応制御機械学習
収縮理論に基づく学習適応制御
深層ニューラルネットワークで微分リアプノフ関数と安定化適応制御則を近似し、収縮理論によりパラメータ不確かさや外乱下での指数有界性を保証する適応制御フレームワークを提案した。
原題: Learning-based Adaptive Control using Contraction Theory ／ Hiroyasu Tsukamoto, Soon-Jo Chung, Jean-Jacques Slotine
日本語で読む → - 論文群制御機械学習
分散強化学習による柔軟で効率的なUAV群制御
通信で情報交換しながら未知領域を協調探索するUAV群のための分散強化学習手法を提案し、通信障害や不均一な目標分布にも頑健でスケール可能なことを示した。
原題: Distributed Reinforcement Learning for Flexible and Efficient UAV Swarm Control ／ Federico Venturini, Federico Mason, Francesco Pase 他
日本語で読む → - 論文スキルパラメータ推定ロボティクス
微分可能シャドウプログラム逆変換によるロボットプログラムパラメータ推定
非微分なロボットスキルの最適パラメータを、教師なし学習で訓練した微分可能な「シャドウプログラム」の勾配ベース逆変換によりデータから推定する手法を提案し、産業・家庭シナリオで検証した。
原題: Robot Program Parameter Inference via Differentiable Shadow Program Inversion ／ Benjamin Alt, Darko Katic, Rainer Jäkel 他
日本語で読む → - 論文人間モデリングロボティクス
オンライン適応する人間モデルの学習可能性を解析する手法
ロボットが人間モデルをオンライン学習する過程を力学系として定式化し、到達可能性解析と最適制御で有限時間で学習可能な仮説集合や学習時間の最悪・最良ケースを計算する。
原題: Analyzing Human Models that Adapt Online ／ Andrea Bajcsy, Anand Siththaranjan, Claire J. Tomlin 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
協調マルチエージェント採餌の平均場挙動
生物に着想を得た協調採餌マルチエージェント系を平均場近似で決定論的システムに再定式化し、極限挙動と最適性を解析した研究。
原題: Mean Field Behaviour of Collaborative Multi-Agent Foragers ／ Daniel Jarne Ornia, Pedro J Zufiria, Manuel Mazo
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
LiDARデータでループ閉じ込みを実現するグラフベースSLAMの拡張
3Dレーザースキャンをコンパクトな記述子に変換し学習済み検出器でループ検出を行うことで、環境変化に強いグラフベースSLAMを実現した研究。
原題: Have I been here before? Learning to Close the Loop with LiDAR Data in Graph-Based SLAM ／ Tim-Lukas Habich, Marvin Stuede, Mathieu Labbé 他
日本語で読む → - 論文人物探索ロボティクス
ビヘイビアツリーに基づく共生型自律移動ロボットの人物探索
ビヘイビアツリーでモジュール化した行動系列を離散時間マルコフ連鎖として解析し、ロボットが人を探すべきか待つべきかを確率的に推定する手法を提案。大学建物での588回の実世界実験で成功率と所要時間の優位性を示した。
原題: Behavior-Tree-Based Person Search for Symbiotic Autonomous Mobile Robot Tasks ／ Marvin Stuede, Timo Lerche, Martin Alexander Petersen 他
日本語で読む → - 論文意図予測ロボティクス
自動運転のためのオープンセット交差点意図予測
交差点での他車の意図予測をオープンセット問題として定式化し、時空間グラフと2つの相互補助注意モジュールで未知の交差点構造にも対応する手法を提案、実世界98交差点で有効性を示した。
原題: Open-set Intersection Intention Prediction for Autonomous Driving ／ Fei Li, Xiangxu Li, Jun Luo 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
フラックス誘導法によるUAVのフォーメーション制御
複数UAVがターゲットを常に最大カバレッジで包囲しつつ衝突回避軌道を生成するFlux Guided法を提案し、従来より1.5倍短い軌道と高速な計画を実現した。
原題: Formation Control for UAVs Using a Flux Guided Approach ／ John Hartley, Hubert P. H. Shum, Edmond S. L. Ho 他
日本語で読む → - 論文軟体ロボット設計最適化ロボティクス
伸長可能な離散関節を備えたインフレータブルビーム軟体ロボットのタスク特化型設計最適化と製作
伸長・剛性制御・離散関節を備えた軟体直列リンクマニピュレータについて、目標到達と障害物回避を満たしつつ関節数とコストを最小化する平面設計を最適化し、その迅速な製作プロセスを実証した論文。
原題: Task-Specific Design Optimization and Fabrication for Inflated-Beam Soft Robots with Growable Discrete Joints ／ Ioannis Exarchos, Karen Wang, Brian H. Do 他
日本語で読む → - 論文シーン認識ロボティクス
タスク駆動型走行シーン分類の画像ベース手法
運転者の判断に基づく弱教師ありデータを用い、対照学習でシーンの意味的属性を識別する尺度を学習し、走行シーンを分類する手法を提案した。
原題: An Image-based Approach of Task-driven Driving Scene Categorization ／ Shaochi Hu, Hanwei Fan, Biao Gao 他
日本語で読む → - 論文全方位セグメンテーション画像認識
全天球セグメンテーションのための全方位コンテキストの獲得
360度画像の長距離依存を直接捉えるEfficient Concurrent Attention Networksを提案し、マルチソース・全方位教師あり学習とWildPASSデータセットで全天球セマンティックセグメンテーションの性能を大幅に向上させた論文。
原題: Capturing Omni-Range Context for Omnidirectional Segmentation ／ Kailun Yang, Jiaming Zhang, Simon Reiß 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント/強化学習環境ロボティクス
マルチエージェント・クアッドコプター制御の強化学習のためのPyBullet物理演算Gym環境
Bullet物理エンジンを用いた複数クアッドコプター向けのOpenAI Gym風オープンソース環境を提案し、マルチエージェント・視覚ベースの強化学習インターフェースや衝突・空力効果を備え、制御と強化学習の両面で応用例を示した。
原題: Learning to Fly -- a Gym Environment with PyBullet Physics for Reinforcement Learning of Multi-agent Quadcopter Control ／ Jacopo Panerati, Hehui Zheng, SiQi Zhou 他
日本語で読む → - 論文地形セグメンテーションロボティクス
GANav: 不整地屋外環境におけるロボットナビゲーション向け高効率地形セグメンテーション
RGB画像から走行可能な地形をグループ単位の注意機構で効率的にセグメンテーションし、強化学習ナビと組み合わせて実機ロボットの走行成功率と路面選択精度を向上させた研究。
原題: GANav: Efficient Terrain Segmentation for Robot Navigation in Unstructured Outdoor Environments ／ Tianrui Guan, Divya Kothandaraman, Rohan Chandra 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
マルチエージェント強化学習によるリーダー・フォロワー航法でのリーダー識別の隠蔽
マルチエージェント強化学習・グラフニューラルネット・敵対的学習を組み合わせ、リーダーがフォロワーに紛れて振る舞うよう制御し、外部の敵からリーダーの正体を隠す手法を提案した論文。
原題: Hiding Leader's Identity in Leader-Follower Navigation through Multi-Agent Reinforcement Learning ／ Ankur Deka, Wenhao Luo, Huao Li 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
農業における群ロボット：小型電動トラクタ群による大型トラクタ代替の提案
大型内燃機関トラクタの代わりに小型電動ロボットトラクタの群れで同等の作業能力を実現する代替案を提案し、コストと作業能力を比較した論文。
原題: Swarm Robots in Agriculture ／ Daniel Albiero, Angel Pontin Garcia, Claudio Kiyoshi Umezu 他
日本語で読む → - 論文3D認識画像認識
協調型車両インフラシステムにおける堅牢な2D/3D車両認識
任意のカメラ視点に対応するため、自己教師ありのテクスチャ補完による新規視点合成でデータ拡張し、画像ピクセルと3D点の密対応を用いて2D/3D車両認識を行う手法を提案。実交通シーンのCVISデータセットも構築した。
原題: Robust 2D/3D Vehicle Parsing in CVIS ／ Hui Miao, Feixiang Lu, Zongdai Liu 他
日本語で読む → - 論文制御制御
ブームクレーンの制約付き制御
非線形劣駆動系であるブームクレーンに対し、オンライン最適化を必要としないExplicit Reference Governor(ERG)を用いて、関節範囲や振れ角の制限、静的障害物回避を満たしつつ目標位置へ導く制御手法を提案した。
原題: Constraint Control of a Boom Crane System ／ Michele Ambrosino, Arnaud Dawans, Emanuele Garone
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
マスクとバウンディングボックスを考慮した手術器具の姿勢推定
内視鏡画像から剛体手術器具の姿勢を高精度に推定するMBAPoseを提案し、合成データによる学習で従来比21%の並進誤差・26%の回転誤差改善を達成した。
原題: MBAPose: Mask and Bounding-Box Aware Pose Estimation of Surgical Instruments with Photorealistic Domain Randomization ／ Masakazu Yoshimura, Murilo Marques Marinho, Kanako Harada 他
日本語で読む → - 論文イベントカメラ/動体追跡ロボティクス
イベントカメラと深度センシングによる高速動体の検出・追跡システム
イベントカメラと深度カメラを非同期に融合し、自己運動補償・物体検出・軌道予測を統合した低遅延・高精度な高速動体知覚システムを提案した論文。
原題: FAST-Dynamic-Vision: Detection and Tracking Dynamic Objects with Event and Depth Sensing ／ Botao He, Haojia Li, Siyuan Wu 他
日本語で読む → - 論文測位・ネットワークロボティクス
UWBネットワークと測位の自律ロボット・産業システムへの応用
UWB測位・ネットワーク技術のロボティクスと産業IoTへの応用を、スケーラビリティや協調測位、機械学習による精度向上などの最新手法を含めて概観したサーベイ。
原題: Applications of UWB Networks and Positioning to Autonomous Robots and Industrial Systems ／ Xianjia Yu, Qingqing Li, Jorge Peña Queralta 他
日本語で読む → - 論文シミュレーションロボティクス
ロボティクスと強化学習向けシミュレーション環境の性能比較
ロボティクスと強化学習でよく使われる4つのシミュレーション環境を、産業応用を想定したベンチマークで性能比較した論文。単一コア性能が重要で、マルチコアでは並列実行で高速化できることを示した。
原題: Comparing Popular Simulation Environments in the Scope of Robotics and Reinforcement Learning ／ Marian Körber, Johann Lange, Stephan Rediske 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
外乱と制約を考慮したロボットマニピュレータ計画のためのロバストチューブ型スムーズMPC
区分的線形化と状態予測により、外乱や制約下でのマニピュレータ制御における計算遅延を解消し、滑らかさと応答速度を向上させるチューブ型MPCを提案した論文。
原題: A Robust Tube-Based Smooth-MPC for Robot Manipulator Planning ／ Yu Luo, Mingxuan Jing, Tianying Ji 他
日本語で読む → - 論文ロバスト制御制御
相対エントロピー信頼領域による不確実ダイナミクス下の分布ロバスト軌道最適化
ダイナミクスの不確実性や外乱に対して、相対エントロピー信頼領域を用いた分布ロバスト最適制御を提案し、最悪ケースの事後分布とロバスト方策を交互に求める手法を示した。
原題: Distributionally Robust Trajectory Optimization Under Uncertain Dynamics via Relative Entropy Trust-Regions ／ Hany Abdulsamad, Tim Dorau, Boris Belousov 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ドローン配送システムにおけるQoS保証のための動的リソース管理
ドローン配送で各配送拠点の需要に応じて機体を動的に割り当てる問題を、待ち行列理論と深層強化学習で解き、各拠点の待ち行列長に確率的な上限を保証する方策を提案した論文。
原題: Dynamic Resource Management for Providing QoS in Drone Delivery Systems ／ Behzad Khamidehi, Majid Raeis, Elvino S. Sousa
日本語で読む → - 論文特徴マッチング画像認識
RoRD: 回転に頑健な記述子と正射影ビューによる局所特徴マッチング
回転ホモグラフィによるデータ拡張で回転に頑健な局所記述子を学習し、正射影ビューと対応アンサンブルを組み合わせて、極端な視点変化下でも高精度な特徴マッチングを実現した研究。
原題: RoRD: Rotation-Robust Descriptors and Orthographic Views for Local Feature Matching ／ Udit Singh Parihar, Aniket Gujarathi, Kinal Mehta 他
日本語で読む → - 論文電力系統最適化ロボティクス
半正定値最適化に基づく分枝限定法による複数の無効電力最適潮流問題の解法
無効電力最適潮流問題の3つの新変種に対し、半正定値緩和を用いた分枝限定法で大域的最適解を求める手法を提案し、MATPOWER事例で有効性とクリーク統合による高速化を示した。
原題: A Semidefinite Optimization-based Branch-and-Bound Algorithm for Several Reactive Optimal Power Flow Problems ／ Julie Sliwak, Miguel Anjos, Lucas Létocart 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
空間注意点ネットワークによるロバストな自律ロボット動作生成
画像中の作業対象に対する空間的注意点を自動抽出し、その位置に基づいて動作を生成することで、少ない学習データで物体位置や背景・照明・障害物の変化に頑健なロボット動作生成手法を提案した。
原題: Spatial Attention Point Network for Deep-learning-based Robust Autonomous Robot Motion Generation ／ Hideyuki Ichiwara, Hiroshi Ito, Kenjiro Yamamoto 他
日本語で読む → - 論文視覚教示・再現ロボティクス
能動的なマルチカメラ視覚教示・再現のためのカメラ性能モデル学習
教示走行時のカメラ映像から各カメラの性能モデルを学習し、再現走行時に最も情報量の多いカメラを能動選択することで、遮蔽や環境変化に頑健なマルチカメラ視覚教示・再現を実現した。四足歩行ロボットでの実機実験と4カメラへの拡張も示す。
原題: Learning Camera Performance Models for Active Multi-Camera Visual Teach and Repeat ／ Matías Mattamala, Milad Ramezani, Marco Camurri 他
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