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: 2021/2/1 ／ 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 →- 論文制御/精密位置決め制御
実用的な分数階可変ゲイン超ねじれ制御と半導体露光装置ウェハステージへの応用
超ねじれアルゴリズムと新しい分数階スライディング面、可変ゲイン則を組み合わせ、チャタリング抑制と外乱補償を両立させた制御手法を提案し、露光装置のウェハステージで従来法より優れた追従性能を示した。
原題: Practical Fractional-Order Variable-Gain Super-Twisting Control with Application to Wafer Stages of Photolithography Systems ／ Zhian Kuang, Liting Sun, Huijun Gao 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
サイバー攻撃下でのマルチロボットシステムの分散スイッチング制御
欺瞞攻撃とDoS攻撃を検知し、攻撃種別に応じて制御則を切り替えることで、ロボット間の状態合意を維持する分散制御手法を提案し、Robotariumで実証した。
原題: Distributed Control of Multi-Robot Systems in the Presence of Deception and Denial of Service Attacks ／ Sangjun Lee, Byung-Cheol Min
日本語で読む → - 論文飛行マニピュレーションロボティクス
カテナリーロボット：2機のクアッドロータで駆動するケーブルの設計と制御
2機のドローンでケーブル両端を保持し、ケーブルをカテナリー曲線として5自由度でモデル化することで、フック状物体の把持・運搬を実現した研究。
原題: The Catenary Robot: Design and Control of a Cable Propelled by Two Quadrotors ／ Diego S. D'antonio, Gustavo A. Cardona, David Saldaña
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
HERONの訓練法：2Dレーザーによる湖岸・河岸航行のゼロショットRL
2Dレーザースキャナのみを用い、シミュレーションでモデルベース強化学習とドメインランダム化により湖岸・河岸追従を学習し、実機の無人水上艇でゼロショット適用に成功した。
原題: How To Train Your HERON ／ Antoine Richard, Stephanie Aravecchia, Thomas Schillaci 他
日本語で読む → - 論文sim2real機械学習
仮想方策勾配を用いた強化学習のハイブリッド手法による倒立振子の平衡制御
シミュレーション上で方策勾配法により倒立振子の平衡制御を学習し、その重みを実機に転移することで、高速かつ堅牢な制御を実現した。
原題: A Hybrid Approach for Reinforcement Learning Using Virtual Policy Gradient for Balancing an Inverted Pendulum ／ Dylan Bates
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
ロボット遠隔操作システムのための安全・受動性フィルタ
人間が操作するロボット遠隔操作系において、安全制約と受動性制約を単一の凸二次計画問題に統合し、制御入力をオンラインでフィルタリングする手法を提案した。
原題: A Safety and Passivity Filter for Robot Teleoperation Systems ／ Gennaro Notomista, Xiaoyi Cai
日本語で読む → - 論文慣性航法/初期整列ロボティクス
二重直接空間等長変換群に基づくストラップダウン慣性航法システムの初期整列
SINSの初期整列を、慣性座標系における姿勢・速度・位置を二重直接空間等長変換群の要素として定式化し、群アフィン性と対数線形誤差モデルを利用して大きなミスアラインメントでも線形推定できる手法を提案した論文。
原題: Strapdown Inertial Navigation System Initial Alignment based on Group of Double Direct Spatial Isometries ／ Lubin Chang, Fangjun Qin, Jiangning Xu
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
分散マルチロボット印刷の最適化に向けたアルゴリズム的アプローチ
画像を測地線セルに分解して複数の移動ロボットに割り当てることで、印刷時間を最小化する分散印刷手法を提案し、インク噴射可能なホロノミックロボットを試作して実験的に検証した。
原題: Towards Optimized Distributed Multi-Robot Printing: An Algorithmic Approach ／ Kedar Karpe, Avinash Sinha, Shreyas Raorane 他
日本語で読む → - 論文視覚ナビゲーションロボティクス
長期的視覚ナビゲーションのための合成可能な行動埋め込みの学習
連続的な行動表現CBEを提案し、経路形状を捉えつつ未知障害物に頑健で、省メモリな経路追従とトポロジカルマッピングを実現した。
原題: Learning Composable Behavior Embeddings for Long-horizon Visual Navigation ／ Xiangyun Meng, Yu Xiang, Dieter Fox
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
飛行目標を捕獲するドローンベース受動マニピュレータの設計と統合
ドローンに1自由度の受動マニピュレータを搭載し、揺れやダウンウォッシュに対応しながら飛翔する目標物を捕獲するシステムを開発、屋外実験で70%の成功率を達成した。
原題: Design and Integration of a Drone based Passive Manipulator for Capturing Flying Targets ／ B. V. Vidyadhara, Lima Agnel Tony, Mohitvishnu S. Gadde 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
深層学習による動的環境での自律ナビゲーション
DroNetを地上ロボット向けに改良し、SLAMによる地図構築とDijkstra経路計画を組み合わせて、動的障害物を避けつつ最短経路で目標へ向かう屋内ナビゲーション手法を提案した論文。
原題: Autonomous Navigation in Dynamic Environments: Deep Learning-Based Approach ／ Omar Mohamed, Zeyad Mohsen, Mohamed Wageeh 他
日本語で読む → - 論文農業ロボットロボティクス
深層学習を用いた梨園向け可変流量制御インテリジェント散布ロボットの圃場評価
梨園の果樹をセグメンテーションする深層学習とPWM制御によるリアルタイム可変流量散布システムを構築し、実圃場実験で農薬使用量と曝露リスクの低減を確認した。
原題: Field Evaluations of A Deep Learning-based Intelligent Spraying Robot with Flow Control for Pear Orchards ／ Jaehwi Seol, Jeongeun Kim, Hyoung Il Son
日本語で読む → - 論文LiDARセグメンテーション画像認識
EfficientLPS：効率的なLiDARパノプティックセグメンテーション
LiDAR点群のパノプティックセグメンテーションのための新しいトップダウンアーキテクチャEfficientLPSを提案し、nuScenesとSemanticKITTIで最先端性能を達成した論文。
原題: EfficientLPS: Efficient LiDAR Panoptic Segmentation ／ Kshitij Sirohi, Rohit Mohan, Daniel Büscher 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
グラフニューラルネットワークによる効率的で解釈可能なロボットマニピュレーション
物体間の空間的制約をグラフ上の分類問題として定式化し、模倣学習で訓練した単一のGNNポリシーがブロック積み上げや食洗機への積載などの長期タスクを解き、物体数や実環境への汎化も示した。
原題: Efficient and Interpretable Robot Manipulation with Graph Neural Networks ／ Yixin Lin, Austin S. Wang, Eric Undersander 他
日本語で読む → - 論文外骨格ロボティクス
医療従事者の腹臥位療法を支援する外骨格パイロット研究
COVID-19重症患者の腹臥位療法時の介護者負担軽減のため、腰支援外骨格LaevoをICUで試験導入し、筋電図・心電図で労力低減を確認した。
原題: Using exoskeletons to assist medical staff during prone positioning of mechanically ventilated COVID-19 patients: a pilot study ／ Serena Ivaldi, Pauline Maurice, Waldez Gomes 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
接触力センシングカテーテル向けの簡易収集データセット
接触力センシングカテーテルで簡易ハードウェアにより人手ノイズを含めてデータを収集し、参照点ずれ(SoR)問題を同定した上でRNN・FCN・Transformerによる接触力推定を比較評価した。
原題: Roughly Collected Dataset for Contact Force Sensing Catheter ／ Seunghyuk Cho, Minsoo Koo, Dongwoo Kim 他
日本語で読む → - 論文制御/空力モデリングロボティクス
データ駆動型MPCによるクアッドロータの高速飛行制御
空気力をガウス過程でモデル化しモデル予測制御に組み込むことで、高速飛行時の軌道追従誤差を最大70%削減した。
原題: Data-Driven MPC for Quadrotors ／ Guillem Torrente, Elia Kaufmann, Philipp Foehn 他
日本語で読む → - 論文形態進化機械学習
タスク非依存の形態進化
タスクや報酬の指定なしに、ランダムな行動プリミティブだけで情報理論的な目的関数を用いて多様な状態に到達できる形態を進化させる手法を提案した。
原題: Task-Agnostic Morphology Evolution ／ Donald J. Hejna, Pieter Abbeel, Lerrel Pinto
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
異種マルチロボット協調操作のための分散型能力認識適応制御
各ロボットの力発揮能力をオンラインで最大化しつつ、通信なしで負荷分散と協調を実現する分散型適応制御手法を提案し、異種ロボット群の協調搬送で検証した。
原題: Decentralized Ability-Aware Adaptive Control for Multi-robot Collaborative Manipulation ／ Lei Yan, Theodoros Stouraitis, Sethu Vijayakumar
日本語で読む → - 論文セグメンテーションロボティクス
ヒューマノイドロボットの視覚的自己認識のための深層手セグメンテーション
ドメインランダム化したシミュレーションデータでMask-RCNNを微調整し、一人称視点画像からヒューマノイドVizzyの手を少ないデータでセグメンテーションする手法を提案した論文。
原題: Where is my hand? Deep hand segmentation for visual self-recognition in humanoid robots ／ Alexandre Almeida, Pedro Vicente, Alexandre Bernardino
日本語で読む → - 論文転移強化学習ロボティクス
ホモトピー類をまたぐ転移強化学習
強化学習のファインチューニングは、元タスクと目標タスクの軌道が異なるホモトピー類に属すると性能が大きく劣ることを示し、緩和段階とカリキュラム学習段階からなるEase-In-Ease-Outファインチューニングを提案した論文。
原題: Transfer Reinforcement Learning across Homotopy Classes ／ Zhangjie Cao, Minae Kwon, Dorsa Sadigh
日本語で読む → - 論文LiDAR慣性オドメトリロボティクス
LION: 視覚不可環境向けLiDAR慣性オブザーバビリティ認識ナビゲータ
IMUとLiDARを固定ラグ平滑化で融合し、外部キャリブレーションをオンライン推定する高速オドメトリ手法を提案。幾何学的制約の弱さを自己評価するオブザーバビリティ指標を備え、地下環境での性能を実証した。
原題: LION: Lidar-Inertial Observability-Aware Navigator for Vision-Denied Environments ／ Andrea Tagliabue, Jesus Tordesillas, Xiaoyi Cai 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
空間分割と運動規則・適応的集中調停による複数移動ロボットの進行保証
環境を流動・開放・通路領域に分割し、適応的に集中化した衝突調停プロトコルでロボットの運動規則を定めることで、各ロボットの計画戦略に依存せず全ロボットの目標到達を保証するフレームワークを提案した。
原題: Ensuring Progress for Multiple Mobile Robots via Space Partitioning, Motion Rules, and Adaptively Centralized Conflict Resolution ／ Claire Liang, Wil Thomason, E. Andy Ricci 他
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
模倣学習におけるフィードバック：共変量シフトの三つのレジーム
模倣学習の性能劣化は共変量シフトの一形態であり、シミュレータを活用することで専門家への追加問い合わせなしに緩和できることを理論的・実証的に示し、既存ベンチマークの不十分さを指摘した論文。
原題: Feedback in Imitation Learning: The Three Regimes of Covariate Shift ／ Jonathan Spencer, Sanjiban Choudhury, Arun Venkatraman 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
粒状媒体内の物体識別のための掘削指：GelSight触覚センサ
振動で粒状媒体を流動化させながらGelSight触覚センサで内部の物体形状を高解像度に識別する掘削指プロトタイプを開発した。
原題: Digger Finger: GelSight Tactile Sensor for Object Identification Inside Granular Media ／ Radhen Patel, Rui Ouyang, Branden Romero 他
日本語で読む → - 論文制御・安全性検証制御
到達可能性解析を用いたニューラルネットワーク制御器の証明付き学習
非線形力学系に対し安全性・活性を保証するReLU型NN制御器を学習するため、有限状態抽象モデルと重み射影を組み合わせた枠組みを提案し、実車両でも検証した。
原題: Provably Correct Training of Neural Network Controllers Using Reachability Analysis ／ Xiaowu Sun, Yasser Shoukry
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
マルチロボット環境における移動充電ロボットの経路計画と充電スケジューリング
複数の作業ロボットに充電を行う移動充電ロボットの最適な待ち合わせ時刻と場所を、SMT（充足可能性モジュロ理論）を用いて計画する手法を提案した論文。
原題: Mobile Recharger Path Planning and Recharge Scheduling in a Multi-Robot Environment ／ Tanmoy Kundu, Indranil Saha
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
SE_2(3)に基づく慣性統合航法の拡張カルマンフィルタとスムージングの枠組み
慣性統合航法の状態推定をSE_2(3)行列リー群で表現し、群アフィン誤差ダイナミクスに基づく幾何学的EKFをNED座標系とECEF座標系で導出した論文。
原題: $SE_2(3)$ based Extended Kalman Filtering and Smoothing Framework for Inertial-Integrated Navigation ／ Yarong Luo, Chi Guo, Shengyong You 他
日本語で読む → - 論文ベイズ深層学習/惑星着陸ロボティクス
自律着陸のためのベイズ深層学習による安全地帯セグメンテーション
ベイズ深層学習とセマンティックセグメンテーションを用いて、着陸候補地の安全性予測マップと不確実性マップを同時生成し、不確実なピクセルを除外することで信頼性の高い危険検出を実現した。
原題: Bayesian Deep Learning for Segmentation for Autonomous Safe Planetary Landing ／ Kento Tomita, Katherine A. Skinner, Koki Ho
日本語で読む → - 論文UAV着陸ロボティクス
群衆地域におけるUAVの視覚ベース安全着陸：都市展開に向けた重要課題
UAV搭載カメラの映像から深層学習で人々の密度マップを作り、頭部平面に投影して安全着陸候補地を抽出・追跡するアルゴリズムを提案した。
原題: On the Visual-based Safe Landing of UAVs in Populated Areas: a Crucial Aspect for Urban Deployment ／ Javier González-Trejo, Diego Mercado-Ravell, Israel Becerra 他
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