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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 → - 論文軌跡予測AI
AgentFormer: エージェント認識型Transformerによる時空間マルチエージェント予測
複数エージェントの軌跡予測において、時間軸と社会的相互作用を別々に扱う従来手法の情報損失を避けるため、両者を統合的にモデル化するエージェント認識型アテンションを持つTransformerを提案した論文。
原題: AgentFormer: Agent-Aware Transformers for Socio-Temporal Multi-Agent Forecasting ／ Ye Yuan, Xinshuo Weng, Yanglan Ou 他
日本語で読む → - 論文制御/GPロボティクス
1分のデータで不安定系を制御：予測制御におけるガウス過程の微分可能性の活用
ガウス過程の微分可能性を利用して状態依存の線形化モデルを作り、モデル予測制御と組み合わせることで、1分のデータだけでセグウェイのような不安定系を頑健に制御できることを示した論文。
原題: Learning to Control an Unstable System with One Minute of Data: Leveraging Gaussian Process Differentiation in Predictive Control ／ Ivan D. Jimenez Rodriguez, Ugo Rosolia, Aaron D. Ames 他
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
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 → - 論文セキュリティロボティクス
ロボティクスにおけるサイバーセキュリティ：課題・定量的モデリング・実践
ロボットの設計初期段階からセキュリティを組み込むため、ロボット向け脆弱性スコアリングやゲーム理論による定量的なセキュリティ管理・設計手法を解説した書籍。
原題: Cybersecurity in Robotics: Challenges, Quantitative Modeling, and Practice ／ Quanyan Zhu, Stefan Rass, Bernhard Dieber 他
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
ManhattanSLAM: マンハッタンフレームの混合を活用したロバストな平面追跡とマッピング
屋内シーンの構造情報を利用し、マンハッタンワールド環境と非マンハッタン環境の両方でロバストに追跡できるRGB-D SLAMを提案。平面・直線・点特徴を組み合わせ、平面領域と非平面領域を分けた効率的なsurfelベースの密マッピングを実現した。
原題: ManhattanSLAM: Robust Planar Tracking and Mapping Leveraging Mixture of Manhattan Frames ／ Raza Yunus, Yanyan Li, Federico Tombari
日本語で読む → - 論文SLAM/地図統合画像認識
低メモリフットプリントでStructure from Motion地図を汎用的に統合する手法
個別に最適化済みのSfM地図を低メモリ表現に圧縮し、統合順序や座標系に依存せず複数地図を頑健に統合する手法を提案。ループ閉じ込めやシーン変化検出も可能で、スマホやドローン実データで検証した。
原題: Generic Merging of Structure from Motion Maps with a Low Memory Footprint ／ Gabrielle Flood, David Gillsjö, Patrik Persson 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Visual SLAMロボティクス
点と線の特徴を用いた単眼Visual SLAMにおける退化の回避
点特徴と線特徴を併用する単眼Visual SLAMで生じる退化問題を、退化線の識別法と新たな構造制約で解決し、EuRoCデータセットで精度向上を示した論文。
原題: Avoiding Degeneracy for Monocular Visual SLAM with Point and Line Features ／ Hyunjun Lim, Yeeun Kim, Kwangik Jung 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 → - 論文マルチロボット/セマンティックマッピングロボティクス
学習表現のオンライン照合による未知環境でのマルチロボット分散セマンティックマッピング
各ロボットがオンラインで教師なしセマンティックモデルを学習し、多方向マッチングでラベル対応を取ることで、未知環境でも高品質な分散セマンティックマップを統合できる手法を提案した。
原題: Multi-Robot Distributed Semantic Mapping in Unfamiliar Environments through Online Matching of Learned Representations ／ Stewart Jamieson, Kaveh Fathian, Kasra Khosoussi 他
日本語で読む → - 論文海洋ロボティクスロボティクス
アンサンブル予報とオンライン計測による空間相関を持つ海流の推定
アンサンブル予報と海洋ロボットのオンライン計測を組み合わせ、カーネル法と特異値分解で空間相関を保つ低次元の海流場モデルを構築し、再帰ベイズ推定で逐次更新する手法を提案した。
原題: Estimation of Spatially-Correlated Ocean Currents from Ensemble Forecasts and Online Measurements ／ K. Y. Cadmus To, Felix H. Kong, Ki Myung Brian Lee 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
潜在空間ロードマップによる物体操作のための視覚的行動計画
画像から低次元潜在空間に状態を写像し、その空間内でグラフ構造のロードマップを構築して変形物体を含む複雑な操作タスクの行動計画を可能にするフレームワークを提案した。
原題: Enabling Visual Action Planning for Object Manipulation through Latent Space Roadmap ／ Martina Lippi, Petra Poklukar, Michael C. Welle 他
日本語で読む → - 論文慣性航法ロボティクス
地球座標系における変換INS機構化を用いた慣性統合
姿勢・速度・位置をSE2(3)の群状態として定式化した変換INS機構化を導出し、INS/GPSやINS/オドメトリ統合に適用して大きな初期姿勢誤差に強いことを示した論文。
原題: Inertial based Integration with Transformed INS Mechanization in Earth Frame ／ Lubin Chang, Jingbo Di, Fangjun Qin
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
マニピュレータ非依存表現による視覚的模倣
異なる身体を持つ実演者の操作軌跡を視覚のみから追従できるよう、環境変化に着目したマニピュレータ非依存表現を学習し、強化学習によるクロスエンボディメント視覚模倣を実現した論文。
原題: Manipulator-Independent Representations for Visual Imitation ／ Yuxiang Zhou, Yusuf Aytar, Konstantinos Bousmalis
日本語で読む → - 論文カバレッジ計画ロボティクス
UV表面消毒のための最適化カバレッジ計画
移動型UV消毒ロボットのための、各表面に十分な照射量を確保しつつ照射時間効率を最適化する近最適カバレッジ計画手法を提案し、GPU計算と2段階近似で衝突・遮蔽を考慮した軌道と照射計画を生成する。
原題: Optimized Coverage Planning for UV Surface Disinfection ／ Joao Marcos Correia Marques, Ramya Ramalingam, Zherong Pan 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 → - 論文感情認識ロボティクス
実世界の人間-ロボット対話における感情表現のデータ駆動型カテゴリ分類体系の構築
HRIの映像を短区間に自動分割し、絵文字を用いて28種類以上の感情カテゴリでラベル付けするデータ駆動型の分類体系を提案し、実環境データセットで「懐疑的」表情が頻出することを示した。
原題: Developing a Data-Driven Categorical Taxonomy of Emotional Expressions in Real World Human Robot Interactions ／ Ghazal Saheb Jam, Jimin Rhim, Angelica Lim
日本語で読む → - 論文人間行動予測ロボティクス
人間の選好を二段階クラスタリングで学習する組立作業の行動予測
組立作業中の人間の行動系列をサブタスクと個別行動の二段階でクラスタリングし、選好を学習・推論してロボットの先回り支援を実現した。IKEA組立実験で予測精度と作業効率の向上を示した。
原題: Two-Stage Clustering of Human Preferences for Action Prediction in Assembly Tasks ／ Heramb Nemlekar, Jignesh Modi, Satyandra K. Gupta 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3D物体検出画像認識
LiDAR点群から3D物体検出と道路理解を同時に行う簡潔で効率的なマルチタスクネットワーク
生のLiDAR点群を入力とし、3D物体検出と走行可能領域・地面高さ推定など6つの知覚タスクを単一のエンコーダ・デコーダ型ネットワークで同時に予測する手法を提案し、オンライン自己位置推定にも応用した。
原題: A Simple and Efficient Multi-task Network for 3D Object Detection and Road Understanding ／ Di Feng, Yiyang Zhou, Chenfeng Xu 他
日本語で読む → - 論文キーポイント検出画像認識
魚眼画像向けキーポイント検出・記述ネットワーク FisheyeSuperPoint
魚眼画像に適応させたSuperPointベースのキーポイント検出・記述手法を提案し、HPatchesとOxford RobotCarで評価した論文。
原題: FisheyeSuperPoint: Keypoint Detection and Description Network for Fisheye Images ／ Anna Konrad, Ciarán Eising, Ganesh Sistu 他
日本語で読む → - 論文VLAロボティクス
CrossMap Transformer：二重逆翻訳を用いた視覚言語ナビゲーションのためのクロスモーダルマスク付き経路変換器
言語指示と視覚情報を統合して経路を生成するCrossMap Transformerを提案し、指示生成器との二重逆翻訳で相互強化することで視覚言語ナビゲーションの性能を向上させた論文。
原題: CrossMap Transformer: A Crossmodal Masked Path Transformer Using Double Back-Translation for Vision-and-Language Navigation ／ Aly Magassouba, Komei Sugiura, Hisashi Kawai
日本語で読む → - 論文UAV/強化学習AI
視覚に基づく深層強化学習によるUAV障害物回避
UAVの障害物回避のため、収束誤差と時間閾値を用いる手法と、ガウス混合分布で次状態を予測するドメインネットワークによる誘導手法の2つで探索を改善し、3Dシミュレーションで平均報酬を従来比2倍にした論文。
原題: A Vision Based Deep Reinforcement Learning Algorithm for UAV Obstacle Avoidance ／ Jeremy Roghair, Kyungtae Ko, Amir Ehsan Niaraki Asli 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
EKMP：適応・非線形硬制約・障害物回避を備えた汎化模倣学習
複数実演の確率的特徴を学習しつつ、任意の目標点への適応、リンク単位の障害物回避、線形・非線形の等式/不等式硬制約を同時に満たす拡張カーネル化運動プリミティブ(EKMP)を提案し、7自由度アームの関節軌道計画で有効性を検証した論文。
原題: EKMP: Generalized Imitation Learning with Adaptation, Nonlinear Hard Constraints and Obstacle Avoidance ／ Yanlong Huang
日本語で読む → - 論文把持生成ロボティクス
Contact-GraspNet：混雑環境での効率的な6自由度把持生成
深度画像から点群を直接入力とし、把持接触点を基準に4自由度に次元削減した表現で6自由度パラレルジョー把持を生成するエンドツーエンドネットワークを提案。実環境の混雑場面で90%超の成功率を達成。
原題: Contact-GraspNet: Efficient 6-DoF Grasp Generation in Cluttered Scenes ／ Martin Sundermeyer, Arsalan Mousavian, Rudolph Triebel 他
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