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 →- 論文遠隔医療/介護ロボティクスHCI
OpenTera：介護施設におけるCOVID-19課題へのロボットソリューション迅速プロトタイピングのためのマイクロサービスアーキテクチャ
遠隔医療・介護向けのオープンソース基盤OpenTeraを提案し、マイクロサービス構成でロボットソリューションの試作を容易にする仕組みと応用例を示した論文。
原題: OpenTera: A Microservice Architecture Solution for Rapid Prototyping of Robotic Solutions to COVID-19 Challenges in Care Facilities ／ Adina M. Panchea, Dominic Létourneau, Simon Brière 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント計画ロボティクス
MS*: 複数エージェントの同時目標順序付けと経路探索のための新たな厳密アルゴリズム
MAPFとmTSPの最新解法を融合し、複数エージェントへの目標割当・順序付けと衝突のない経路を同時に最適化するMS*を提案。20エージェント・50目標の問題をノートPCで1分以内に解けることを示した。
原題: MS*: A New Exact Algorithm for Multi-agent Simultaneous Multi-goal Sequencing and Path Finding ／ Zhongqiang Ren, Sivakumar Rathinam, Howie Choset
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 → - 論文運動予測画像認識
FloMo: 正規化フローによる扱いやすい運動予測
ノイズ分布と将来運動分布の間の正規化フローとして運動予測を密度推定問題としてモデル化し、1回の順伝播で尤度計算を可能にした手法FloMoを提案。3つのデータセットで最先端性能を達成。
原題: FloMo: Tractable Motion Prediction with Normalizing Flows ／ Christoph Schöller, Alois Knoll
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ロボット群れのための視覚ベース距離・方位・向き推定システムの設計
非対称パターンの受動ランドマークとカメラ画像解析により、群れ内ロボットの距離・方位・向きを低コストで推定する視覚システムを開発し、精度を検証した。
原題: Design of a vision based range bearing and heading system for robot swarms ／ Hamid Majidi Balanji, Emre Yilmaz, Omer Cakmak 他
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
違いを見分ける：Sim2Real微小欠陥セグメンテーションネットワーク
文脈に依存せず2枚の画像間の微小な欠陥を識別するネットワークSSDSを提案し、位相相関の姿勢感度を利用した検出層と外れ値マスキングで、安価なシミュレーションのみで訓練して実世界の微小欠陥を検出できることを示した。
原題: Learn to Differ: Sim2Real Small Defection Segmentation Network ／ Zexi Chen, Zheyuan Huang, Yunkai Wang 他
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VIOロボティクス
NVIDIA Jetson上で動かす視覚慣性オドメトリのベンチマーク：小型無人航空機による評価
代表的な視覚(慣性)オドメトリ7手法をJetson TX2・Xavier NX・AGX Xavier上で比較し、精度・CPU・メモリ使用量を評価するとともに、厳しい軌道を含むUAV向け新データセット「KAIST VIO dataset」を公開した。
原題: Run Your Visual-Inertial Odometry on NVIDIA Jetson: Benchmark Tests on a Micro Aerial Vehicle ／ Jinwoo Jeon, Sungwook Jung, Eungchang Lee 他
日本語で読む → - 論文能動センシングロボティクス
電波と視覚の確率的能動センシングによる送信機探索
電波と視覚の相関を自己教師あり学習でモデル化し、ベイズ最適化でロボットの知覚を制御して送信機を発見する手法を提案し、92%の精度を達成した。
原題: Transmitter Discovery through Radio-Visual Probabilistic Active Sensing ／ Luca Varotto, Angelo Cenedese
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
低コストFPGA上で動作する汎用LiDAR SLAMアクセラレータ
リソース制約のあるFPGA向けに、スキャンマッチングを専用コアで高速化する低消費電力・高効率な2D LiDAR SLAMアクセラレータを提案し、複数のSLAM手法に組み込んで評価した。
原題: A Universal LiDAR SLAM Accelerator System on Low-cost FPGA ／ Keisuke Sugiura, Hiroki Matsutani
日本語で読む → - 論文環境認識ロボティクス
完全な物体モデルによる拡張環境表現
屋内環境を3Dメトリック・セマンティック層、2D占有層、物体インスタンス層の多層表現として生成し、既知物体を形状マッチングで近似モデルに置き換えるパイプラインを提案した。
原題: Augmented Environment Representations with Complete Object Models ／ Krishnananda Prabhu Sivananda, Francesco Verdoja, Ville Kyrki
日本語で読む → - 論文農業ロボティクスロボティクス
農業ロボットのための高精度制御と深層学習によるトウモロコシ個体数計測アルゴリズム
小型自律フィールドロボットTerraSentia向けに、地形推定と学習ベースNMPCによる高精度経路追従制御、および深層学習と視覚追跡でトウモロコシの個体数を自動計測する手法を開発し、人手計測と高い相関(R=0.96)を達成した。
原題: High precision control and deep learning-based corn stand counting algorithms for agricultural robot ／ Zhongzhong Zhang, Erkan Kayacan, Benjamin Thompson 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
三次元環境のマルチロボット探索における体積目的関数
未知環境を探索するロボットのための体積目的関数を分析し、情報理論的目的と被覆目的の関係を明らかにするとともに、実践では被覆目的が情報目的を大きく上回ることを示した。
原題: Volumetric Objectives for Multi-Robot Exploration of Three-Dimensional Environments ／ Micah Corah, Nathan Michael
日本語で読む → - 論文多様体最適化ロボティクス
SE(3)変換のパラメータ化と多様体上最適化のチュートリアル
剛体変換の回転表現（オイラー角・回転行列・クォータニオン）の等価性や変換式、合成、不確かさの伝播、多様体上最小二乗最適化に必要なヤコビアンを統一的に解説したチュートリアル。
原題: A tutorial on $\mathbf{SE}(3)$ transformation parameterizations and on-manifold optimization ／ José Luis Blanco-Claraco
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 → - 論文データセット/ベンチマークロボティクス
F-SIOL-310：少数ショット逐次物体学習のためのロボットデータセットとベンチマーク
ロボット視覚における少数ショット逐次物体学習を評価する新データセットF-SIOL-310を構築し、8つの逐次学習アルゴリズムのベンチマーク結果を報告した論文。
原題: F-SIOL-310: A Robotic Dataset and Benchmark for Few-Shot Incremental Object Learning ／ Ali Ayub, Alan R. Wagner
日本語で読む → - 論文変形物体操作ロボティクス
剛体と変形物体の相互作用に対するグラフベースのタスク特化型予測モデル
剛体と変形可能な袋の相互作用を含む操作タスクのシミュレーション環境とデータセットを構築し、グラフニューラルネットワークによる物体中心表現と2段階・混合ホライズン予測モデルを提案した。
原題: Graph-based Task-specific Prediction Models for Interactions between Deformable and Rigid Objects ／ Zehang Weng, Fabian Paus, Anastasiia Varava 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V2Vセキュリティcs.CR
機械学習を用いた自律走行車向けの耐攻撃型協調適応クルーズコントロール
V2V通信への攻撃を機械学習で検知・緩和し、CACCの安全性を保つ仕組みRACCONを提案・評価した論文。
原題: Resilient Cooperative Adaptive Cruise Control for Autonomous Vehicles Using Machine Learning ／ Srivalli Boddupalli, Akash Someshwar Rao, Sandip Ray
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
NavTuner：シーンに適応するナビゲーション政策群の学習
既存のナビゲーションモジュールのパラメータを強化学習で動的に調整し、局所的なシーン構造に応じて適応する政策群を学習する手法を提案した。
原題: NavTuner: Learning a Scene-Sensitive Family of Navigation Policies ／ Haoxin Ma, Justin S. Smith, Patricio A. Vela
日本語で読む → - 論文マイクロマニピュレーションロボティクス
光電子ピンセット駆動マイクロロボットの同期自律制御による物体収集
光誘起誘電泳動で動く複数のマイクロロボットを自動で目標設定・経路計画し、シリカ微小球の同時収集・輸送・配置を実現した研究。
原題: Autonomous object harvesting using synchronized optoelectronic microrobots ／ Christopher Bendkowski, Laurent Mennillo, Tao Xu 他
日本語で読む → - 論文ナノUAV/オンボード推論ロボティクス
超低消費電力ナノドローン上でのAIによるオンボード人体姿勢推定
27gのナノUAV上で、PULPプロセッサと8bit量子化DNN(PULP-Frontnet)を用い、135fpsのリアルタイム人体姿勢推定と自律飛行を実現した研究。
原題: Fully Onboard AI-powered Human-Drone Pose Estimation on Ultra-low Power Autonomous Flying Nano-UAVs ／ Daniele Palossi, Nicky Zimmerman, Alessio Burrello 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 → - 論文歩行ロボティクス
二足歩行ヒューマノイドのハードウェア設計：技術レビュー
二足歩行ヒューマノイドロボットの機構・アクチュエーション・センシング・製造技術の動向を体系的に整理し、剛性駆動から柔軟性・効率重視への設計シフトを論じたレビュー論文。
原題: Bipedal Humanoid Hardware Design: A Technology Review ／ Grzegorz Ficht, Sven Behnke
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 → - 論文能動的探索ロボティクス
連続SE(3)軌道上での反復共分散制御による能動的探索とマッピング
移動ロボットのSE(3)姿勢運動を最適制御し、地図推定の共分散を反復的に最小化することで能動的探索とマッピングを行う手法を提案した。
原題: Active Exploration and Mapping via Iterative Covariance Regulation over Continuous $SE(3)$ Trajectories ／ Shumon Koga, Arash Asgharivaskasi, Nikolay Atanasov
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 → - 論文群制御cs.CG
ランダム化k-optによる協調動作計画
複数の正方形ロボットを同時に動かす際の総移動距離やメイクスパンを最小化するため、初期解生成とランダム化k-opt局所探索を組み合わせた手法を提案し、CG:SHOP2021チャレンジで距離部門1位・メイクスパン部門3位を獲得した。
原題: Coordinated Motion Planning Through Randomized k-Opt ／ Paul Liu, Jack Spalding-Jamieson, Brandon Zhang 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
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