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 →- 論文手術支援/ジェスチャー認識画像認識
ロボット手術におけるジェスチャー認識のレビュー
ロボット手術中の細かい手技ジェスチャーを自動認識する研究52件を、教師あり/なしなどの枠組みごとに整理し、課題と今後の方向性を示したレビュー論文。
原題: Gesture Recognition in Robotic Surgery: a Review ／ Beatrice van Amsterdam, Matthew J. Clarkson, Danail Stoyanov
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットマニピュレーション制御のための深層強化学習：焦点を絞ったミニレビュー
ロボットマニピュレーション制御に深層強化学習を適用する研究の最近の進展を、サンプル効率や汎化性の課題を中心に概観したレビュー論文。
原題: Deep Reinforcement Learning for the Control of Robotic Manipulation: A Focussed Mini-Review ／ Rongrong Liu, Florent Nageotte, Philippe Zanne 他
日本語で読む → - 論文自動運転評価ロボティクス
高自動運転車のためのインタラクションを考慮した評価手法
高速道路合流などの高インタラクション走行シナリオ向けに、他車をゲーム理論的エージェントとしてモデル化し、強化学習と適応的テストケースサンプリングで自動運転車の安全性を評価する枠組みを提案した。
原題: An Interaction-aware Evaluation Method for Highly Automated Vehicles ／ Xinpeng Wang, Songan Zhang, Kuan-Hui Lee 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 → - 論文軌道計画ロボティクス
機械学習による自動運転車のリアルタイム最適軌道計画とラップタイムシミュレーション
従来の最適制御によるラップタイムシミュレーションで生成した多数のサーキットの走行ラインを学習し、フィードフォワードニューラルネットで走行ラインをリアルタイム予測する手法を提案した。予測誤差は平均±0.27m、コーナー頂点で±0.11mと人間ドライバー並みで、計算時間は従来法の9000倍以上高速である。
原題: Real-Time Optimal Trajectory Planning for Autonomous Vehicles and Lap Time Simulation Using Machine Learning ／ Sam Garlick, Andrew Bradley
日本語で読む → - 論文自動運転/安全性評価AI
自動運転車の安全性評価に向けたコーナーケース生成と分析
強化学習で背景車両の攻撃的な運転方策を学習し、意思決定システム向けの危険シナリオを生成。特徴抽出とクラスタリングで代表的なコーナーケースを特定する枠組みを提案。
原題: Corner Case Generation and Analysis for Safety Assessment of Autonomous Vehicles ／ Haowei Sun, Shuo Feng, Xintao Yan 他
日本語で読む → - 論文自動運転/安全システム制御
5G接続交差点向けAEBシステムの開発とシミュレーション評価
5GのV2V/V2I通信とスマートセンサを活用し、見通しの悪い交差点での衝突回避・軽減を目指す2種類のAEB制御アルゴリズムを提案し、商用レーダAEBと比較評価した。
原題: Development and Simulation-based Testing of a 5G-Connected Intersection AEB System ／ Michael Khayyat, Stefano Arrigoni, Federico Cheli
日本語で読む → - 論文歩行者予測ロボティクス
都市環境のセマンティックマップから人間の動きの占有事前分布を学習する
都市環境のセマンティック情報のみを入力として、歩行者の将来の占有マップを予測するCNNベースの手法を提案し、従来の逆最適制御法と比較して優れた性能を示した。
原題: Learning Occupancy Priors of Human Motion from Semantic Maps of Urban Environments ／ Andrey Rudenko, Luigi Palmieri, Johannes Doellinger 他
日本語で読む → - 論文モデルベース強化学習機械学習
モデル不変状態抽象化によるモデルベース強化学習
行動の影響が局所的である因果的疎性を利用し、未見状態への組合せ的汎化を可能にする新たな状態抽象化「モデル不変性」を提案し、MuJoCo Humanoid等でサンプル効率の向上を示した論文。
原題: Model-Invariant State Abstractions for Model-Based Reinforcement Learning ／ Manan Tomar, Amy Zhang, Roberto Calandra 他
日本語で読む → - 論文協調搬送ロボティクス
通信不要の分散ロボット網による柔軟物体の凝集搬送
ロボット間通信なしに局所的な力計測のみを用いて、柔軟物体を変形を抑えながら協調搬送する分散制御手法を提案し、離散時間実装の安定条件を導出、相対変形を85%削減できることを実験で示した。
原題: Communication-free Cohesive Flexible-Object Transport using Decentralized Robot Networks ／ Yoshua Gombo, Anuj Tiwari, Santosh Devasia
日本語で読む → - 論文システムテストロボティクス
失敗のノイズを学習する：ロボットのためのインテリジェントなシステムテスト
ロボット動作中の騒音をシミュレーション上で推定し、SVMで故障を分類する自動システムテスト手法を提案。ヒューマノイドLOLAで高い検出精度と低い誤検知率を達成し、オープンソースツールNoisyTestとして公開した。
原題: Learning the Noise of Failure: Intelligent System Tests for Robots ／ Felix Sygulla, Daniel Rixen
日本語で読む → - 論文信念空間プランニングロボティクス
レンジセンサ搭載移動ロボットのためのiLQGを用いた信念空間プランニング
レンジセンサの非微分可能な測定モデルと疎な情報測定に対処するため、微分不要なフィルタと測定モデルのパラメータ導入でiLQGを拡張し、信念空間での移動計画を実現した論文。
原題: Belief Space Planning for Mobile Robots with Range Sensors using iLQG ／ Ke Sun, Vijay Kumar
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
視線に基づく二重解像度の深層模倣学習による高精度な器用ロボット操作
人間の周辺視と中心視の二重解像度制御に着想を得て、注視点周辺の高解像度画像と周辺の低解像度画像を組み合わせた深層模倣学習により、汎用マニピュレータで針通しなどの高精度操作を実現し計算効率も改善した。
原題: Gaze-based dual resolution deep imitation learning for high-precision dexterous robot manipulation ／ Heecheol Kim, Yoshiyuki Ohmura, Yasuo Kuniyoshi
日本語で読む → - 論文探索/階層的計画ロボティクス
PLGRIM: 未知環境の大規模探索のための階層的価値学習
不確実性を考慮した信念空間での大規模探索を可能にするため、局所的なリスク対応と大域的な報酬追求を階層的に統合した価値学習フレームワークPLGRIMを提案し、火星類似の溶岩洞窟を含む実機・シミュレーションで検証した。
原題: PLGRIM: Hierarchical Value Learning for Large-scale Exploration in Unknown Environments ／ Sung-Kyun Kim, Amanda Bouman, Gautam Salhotra 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
単一アクセス通路グラフ上の経路計画の高速化
片側からしかアクセスできない通路グラフ（畑や倉庫）で、限られたバッテリー内で報酬を最大化する経路計画問題に対し、最適アルゴリズムと高速な近似アルゴリズムを提案した。
原題: Speeding up Routing Schedules on Aisle-Graphs with Single Access ／ Francesco Betti Sorbelli, Stefano Carpin, Federico Coro 他
日本語で読む → - 論文言語接地マニピュレーションロボティクス
言語指示を接地してピック・アンド・プレイス作業を構成する
自然言語の指示から物体とその空間関係を画像と文から推定し、PR2ロボットで把持・配置作業を逐次実行するシステムを提案した。
原題: Composing Pick-and-Place Tasks By Grounding Language ／ Oier Mees, Wolfram Burgard
日本語で読む → - 論文深層強化学習機械学習
深層強化学習における大規模ネットワークの学習手法
DenseNet接続の広いネットワーク、表現学習とRL学習の分離、分散学習の3手法を組み合わせ、深層強化学習で大規模ネットワークを安定に学習させ性能向上を実現した。
原題: Training Larger Networks for Deep Reinforcement Learning ／ Kei Ota, Devesh K. Jha, Asako Kanezaki
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
スパース注意で動的に価値を見積もるマルチシーン強化学習
同一タスクの複数シーンを別々のMDPとして扱い、状態とMDPに依存する結合価値関数をスパース注意機構で近似する動的価値推定手法を提案した論文。
原題: Sparse Attention Guided Dynamic Value Estimation for Single-Task Multi-Scene Reinforcement Learning ／ Jaskirat Singh, Liang Zheng
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
人に配慮したロボットナビゲーションにおける妨害度をモデル化するグラフニューラルネットワーク
ロボットと人の動きを考慮し、経路計画に使える妨害度モデルをグラフニューラルネットワークで構築した。データセットSocNav1を拡張し、人手設計モデルより拡張性の高い手法を実現した。
原題: A Graph Neural Network to Model Disruption in Human-Aware Robot Navigation ／ Pilar Bachiller, Daniel Rodriguez-Criado, Ronit R. Jorvekar 他
日本語で読む → - 論文強化学習/時相論理AI
確率的ゲームにおける時相タスクの最適戦略学習
環境モデルが未知でもLTL仕様を満たす制御器を、確率的ゲームとしてモデル化しモデルフリー強化学習で学習する手法を提案。
原題: Learning Optimal Strategies for Temporal Tasks in Stochastic Games ／ Alper Kamil Bozkurt, Yu Wang, Michael M. Zavlanos 他
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 → - 論文単眼深度推定画像認識
相対深度を事前情報に用いた偏光単眼高密度マッピング
偏光カメラの表面法線情報と相対深度の事前情報を組み合わせ、テクスチャの乏しい領域でも高密度な深度マップをオンラインで再構成する手法を提案した論文。
原題: Polarimetric Monocular Dense Mapping Using Relative Deep Depth Prior ／ Moein Shakeri, Shing Yan Loo, Hong Zhang
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
歩行者環境ナビゲーションのためのサブゴール推薦ポリシーの学習
深層強化学習で周囲エージェントとの相互作用を考慮したサブゴールを推薦し、MPCローカルプランナに長期誘導を与えることで群衆内ナビゲーション性能を向上させた研究。
原題: Where to go next: Learning a Subgoal Recommendation Policy for Navigation Among Pedestrians ／ Bruno Brito, Michael Everett, Jonathan P. How 他
日本語で読む → - 論文3D表現学習画像認識
Points2Vec：点群からの教師なし物体レベル特徴学習
3Dスキャン空間内で物体の周囲に意味的に関連する物体が配置される構造を利用し、点群を低次元ベクトルに教師なしで埋め込む手法を提案。文脈情報の活用でクラスタリングによる意味クラス識別性能が向上することを示した。
原題: Points2Vec: Unsupervised Object-level Feature Learning from Point Clouds ／ Joël Bachmann, Kenneth Blomqvist, Julian Förster 他
日本語で読む → - 論文深層学習理論ロボティクス
ロボティクス応用に向けた層別解析的深層学習フレームワーク
全結合ニューラルネットに対し、各層の収束を解析できる逆方向層別学習と、単一隠れ層ネットを積み上げる順方向漸進学習の2手法を提案し、MNISTやCIFAR-10で有効性を示した論文。
原題: An Analytic Layer-wise Deep Learning Framework with Applications to Robotics ／ Huu-Thiet Nguyen, Chien Chern Cheah, Kar-Ann Toh
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
人とロボットの握手：研究レビュー
社会的ロボットとの握手に関する研究を整理し、同期や視線・音声などの要因が握手の知覚に与える影響を分析したレビュー論文。
原題: Human-Robot Handshaking: A Review ／ Vignesh Prasad, Ruth Stock-Homburg, Jan Peters
日本語で読む → - 論文モデリングロボティクス
ダルブー枠による平面上を転がる球のパラメータ化：劣駆動系から全駆動モデルへの非線形変換
平面上を回転しながら転がる球の劣駆動モデルを、接触点のダルブー枠を用いた非線形状態変換により全駆動モデルへ変換し、その可制御性を議論した論文。
原題: Darboux-Frame-Based Parametrization for a Spin-Rolling Sphere on a Plane: A Nonlinear Transformation of Underactuated System to Fully-Actuated Model ／ Seyed Amir Tafrishi, Mikhail Svinin, Motoji Yamamoto
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
POMDPのための記憶ベース深層強化学習
TD3にLSTMの記憶機構を組み込んだLSTM-TD3を提案し、部分観測環境での性能を検証した論文。
原題: Memory-based Deep Reinforcement Learning for POMDPs ／ Lingheng Meng, Rob Gorbet, Dana Kulić
日本語で読む → - 論文共有自律ロボティクス
タスク変動に対応する修正型共有自律制御
ロボットの自律タスクモデル上で人間が主要な状態変数を修正する共有自律の枠組みを提案し、航空機製造の3タスクでユーザー負担の低さを実証した。
原題: Corrective Shared Autonomy for Addressing Task Variability ／ Michael Hagenow, Emmanuel Senft, Robert Radwin 他
日本語で読む → - 論文イベントカメラ/マッピングロボティクス
Hough2Map：高速鉄道マッピングのための反復型イベントベースハフ変換
イベントカメラの横方向映像から電柱などの垂直構造物をハフ変換で検出・追跡・三角測量し、鉄道沿線のランドマーク地図をリアルタイムに構築する手法を提案した。
原題: Hough2Map -- Iterative Event-based Hough Transform for High-Speed Railway Mapping ／ Florian Tschopp, Cornelius von Einem, Andrei Cramariuc 他
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