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SLAMロボティクス
ソリッドステートLiDAR向け軽量3次元自己位置推定と地図構築
狭い視野を持つソリッドステートLiDAR向けに、特徴抽出・オドメトリ推定・確率地図構築を組み合わせた軽量SLAMフレームワークを提案し、倉庫ロボットと手持ち機器で精度と効率を実証した。
原題: Lightweight 3-D Localization and Mapping for Solid-State LiDAR ／ Han Wang, Chen Wang, Lihua Xie
日本語で読む → - 論文障害物回避math.OC
ハイブリッドフィードバックによる障害物回避
楕円体障害物が任意個あるn次元空間で点質量を目標へ安定化しつつ障害物を回避するハイブリッド制御を提案し、ゼノフリーな切替を保証した。
原題: Obstacle Avoidance via Hybrid Feedback ／ Soulaimane Berkane, Andrea Bisoffi, Dimos V. Dimarogonas
日本語で読む → - 論文強化学習AI
マスターなしでスキルを学ぶ：逐次マルチポリシー強化学習アルゴリズム
階層的なマスターポリシーを使わずに、複数のサブポリシーを逐次的に学習するSequential Soft Option Criticを提案し、3DナビゲーションやAtari、自動運転シミュレータで既存手法を上回る性能を示した論文。
原題: Learning Skills to Navigate without a Master: A Sequential Multi-Policy Reinforcement Learning Algorithm ／ Ambedkar Dukkipati, Rajarshi Banerjee, Ranga Shaarad Ayyagari 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
キノダイナミック画像による接触の多いマニピュレーションの解釈性
接触の多いマニピュレーションの運動学・動学データを画像化し、Grad-CAMでNNモデルの判断根拠を可視化する手法を提案。押し・切断タスクで失敗モードの識別を実証した。
原題: Interpretability in Contact-Rich Manipulation via Kinodynamic Images ／ Ioanna Mitsioni, Joonatan Mänttäri, Yiannis Karayiannidis 他
日本語で読む → - 論文自動運転/認識テストロボティクス
自動運転の安全のための物体ベース環境認識テストのレビュー
自動運転の安全保証における認識テストの文献を、テスト基準・シナリオ・参照データの3軸で整理し、課題が未解決であることを示したレビュー論文。
原題: A Review of Testing Object-Based Environment Perception for Safe Automated Driving ／ Michael Hoss, Maike Scholtes, Lutz Eckstein
日本語で読む → - 論文グラフ抽象化ロボティクス
情報理論的抽象化と混合整数線形計画による資源制約エージェントのためのグラフ抽象化
情報ボトルネック法と混合整数線形計画を用いて、計算資源に制約のあるエージェント向けにタスクに関連した多解像度の木構造グラフ抽象化を自動生成する手法を提案した論文。
原題: Information-Theoretic Abstractions for Resource-Constrained Agents via Mixed-Integer Linear Programming ／ Daniel T. Larsson, Dipankar Maity, Panagiotis Tsiotras
日本語で読む → - 論文制御/形式手法制御
時相論理仕様のための高次制御リアプノフ・バリア関数
任意の相対次数の制約や初期状態制約違反に対応するため高次CBFを高次制御リアプノフ・バリア関数へ一般化し、STL式の充足を保証する手法を提案した。
原題: High Order Control Lyapunov-Barrier Functions for Temporal Logic Specifications ／ Wei Xiao, Calin A. Belta, Christos G. Cassandras
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 → - 論文自動運転/説明可能AIAI
ドメイン知識に基づく関係推論による説明可能な自動運転
専門家のドメイン知識を意味的な相互作用行動として潜在空間に接地させ、エージェント間の関係グラフを推論することで、人間の知識とモデルの因果関係に整合した説明を生成する自動運転向けモデルを提案した。
原題: Grounded Relational Inference: Domain Knowledge Driven Explainable Autonomous Driving ／ Chen Tang, Nishan Srishankar, Sujitha Martin 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作・消毒ロボットロボティクス
テレプレゼンスと遠隔消毒のためのオープンソースモジュール式ロボットシステム
UVCランプによる消毒と遠隔操作によるテレプレゼンスを両立するモジュール式移動ロボットを、市販部品と3Dプリント、オープンソースソフトで構築した研究。
原題: An Open-Source Modular Robotic System for Telepresence and Remote Disinfection ／ Andre Potenza, Andrey Kiselev, Alessandro Saffiotti 他
日本語で読む → - 論文モーションプランニングロボティクス
CollisionIK：環境との衝突を回避しながらロボット動作を生成する毎瞬間姿勢最適化手法
姿勢・動作目標をできるだけ達成しつつ静的・動的障害物との衝突を避けるため、衝突回避を目的関数の一項として組み込んだ多目的非線形制約付きIK最適化を毎瞬間解く手法を提案し、シミュレーションで既存手法と比較した。
原題: CollisionIK: A Per-Instant Pose Optimization Method for Generating Robot Motions with Environment Collision Avoidance ／ Daniel Rakita, Haochen Shi, Bilge Mutlu 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
連続ハンドジェスチャ認識による分散型ヒューマン・スワーム・インタラクション
小型のハンドジェスチャ認識CNNとROS2を組み合わせ、ロボット群がジェスチャの連続入力に応じて群れの振る舞いを変える分散型ヒューマン・スワーム・インタラクション手法を提案し、3台のTurtlebot3で衝突回避のための目標間隔変更を実機・シミュレーションで検証した。
原題: Towards Decentralized Human-Swarm Interaction by Means of Sequential Hand Gesture Recognition ／ Zahi Kakish, Sritanay Vedartham, Spring Berman
日本語で読む → - 論文イベントカメラ/ナビゲーションロボティクス
FAITH: イベントベースオプティックフローを用いた高速反復半平面による注視点推定
イベントカメラのオプティックフローからRANSACベースの高速反復半平面法で注視点(FOE)を推定し、小型ドローン上でオンライン動作する軽量な進路推定手法を提案した。
原題: FAITH: Fast iterative half-plane focus of expansion estimation using event-based optic flow ／ Raoul Dinaux, Nikhil Wessendorp, Julien Dupeyroux 他
日本語で読む → - 論文手術ロボティクスロボティクス
微分可能流体シミュレーションを用いた手術止血のための吸引制御のモデル予測制御
微分可能な流体シミュレーションと吸引モデルを組み合わせ、血液を迅速に除去する吸引ツールの軌道をモデル予測制御で最適化した研究。
原題: Model-Predictive Control of Blood Suction for Surgical Hemostasis using Differentiable Fluid Simulations ／ Jingbin Huang, Fei Liu, Florian Richter 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
グラフ方策勾配による大規模分散協調型ラベルなし動作計画
多数ロボットのラベルなし動作計画をマルチエージェント問題として定式化し、グラフニューラルネットで方策をパラメータ化することで、少人数で学習したフィルタを大規模系へゼロショット転移できる手法を提案した。
原題: Large Scale Distributed Collaborative Unlabeled Motion Planning with Graph Policy Gradients ／ Arbaaz Khan, Vijay Kumar, Alejandro Ribeiro
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットコンタクトジャグリング：任意形状物体の転がり制御
任意の滑らかな物体をロボットハンド上で一点接触転がりさせるための一般的な定式化と解法を提案し、計画とフィードバック安定化をシミュレーションと実験で実証した。
原題: Robotic Contact Juggling ／ J. Zachary Woodruff, Kevin M. Lynch
日本語で読む → - 論文折り紙ロボティクスロボティクス
電気熱駆動折り紙システムの高速マルチフィジックスシミュレーション
電気熱で駆動する折り紙の熱機械連成・接触・熱伝達・大変形を同時に扱える高速マルチフィジックスシミュレーション手法を提案し、有限要素モデルや実機との比較で妥当性を検証した。
原題: Rapid Multi-Physics Simulation for Electro-Thermal Origami Systems ／ Yi Zhu, Evgueni T. Filipov
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
ハイブリッド鋼橋検査ロボットの制御・ナビゲーションフレームワーク
鋼橋検査ロボットが移動モードと尺取り虫モードを切り替えながら自律的に橋の鋼材を巡回・検査するための制御・ナビゲーション手法を提案し、実構造物で有効性を示した。
原題: Control and Navigation Framework for a Hybrid Steel Bridge Inspection Robot ／ Hoang-Dung Bui, Hung Manh La
日本語で読む → - 論文階層強化学習AI
論理オプションフレームワーク
タスクをオートマトンで表現し階層強化学習に統合することで、複雑な規則を満たす最適で合成可能な方策を効率的に学習するフレームワークを提案。
原題: The Logical Options Framework ／ Brandon Araki, Xiao Li, Kiran Vodrahalli 他
日本語で読む → - 論文視覚ナビゲーションロボティクス
視覚的特徴検出とマッチングを改善するための学習型カメラゲイン・露光制御
視覚オドメトリやSLAMのパイプラインから得られる信号を教師として、連続画像間でマッチ可能な特徴が最大になるようカメラのゲインと露光時間を予測調整する深層学習モデルを自己教師ありで訓練した。トンネル出入りなどの急激な明るさ変化に先回りして対応し、既存手法より多くのインライア特徴マッチを維持できることを実環境実験で示した。
原題: Learned Camera Gain and Exposure Control for Improved Visual Feature Detection and Matching ／ Justin Tomasi, Brandon Wagstaff, Steven L. Waslander 他
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 → - 論文計画ロボティクス
時間発展する独立部分観測タスクを達成するための長期・無限ホライズン最適計画の理論と解析
時間とともに変化する複数の独立な部分観測タスクを、長期・無限ホライズンで最適に計画するアルゴリズムの理論解析と証明を与えた論文。
原題: Theory and Analysis of Optimal Planning over Long and Infinite Horizons for Achieving Independent Partially-Observable Tasks that Evolve over Time ／ Anahita Mohseni-Kabir, Manuela Veloso, Maxim Likhachev
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
群ロボティクスにおける創発行動のセキュリティ確保
群ロボットの創発行動を通信セキュリティの観点から分類し、ハッシュチェーンを用いた簡易手法で不正ロボットを高い確率で特定できることをランダムグラフモデルで示した論文。
原題: Securing emergent behaviour in swarm robotics ／ Liqun Chen, Siaw-Lynn Ng
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 → - 論文軌道上組立/運動計画ロボティクス
軌道上組立のための安全で不確実性を考慮した敏捷なロボット運動計画手法
自由飛行ロボットによる軌道上組立において、慣性推定の不確実性を考慮しつつ、LQR-RRT*と経路平滑化、モデル学習、ロバストチューブMPCを組み合わせて障害物回避軌道を計画する手法を提案した。
原題: Safe and Uncertainty-Aware Robotic Motion Planning Techniques for Agile On-Orbit Assembly ／ Bryce Doerr, Keenan Albee, Monica Ekal 他
日本語で読む → - 論文群衆シミュレーションロボティクス
歩行者シミュレーションのレビュー
歩行者・群衆モデリングとシミュレーションの研究を、粒度や手法、交通場面での2つのアプローチを中心に概観し、各手法の利点と課題を整理したレビュー論文。
原題: Pedestrian Simulation: A Review ／ Amir Rasouli
日本語で読む → - 論文車両追跡・遠隔制御ロボティクス
車両の遠隔制御と追跡システムの新設計と実装
盗難車両の位置を緯度経度で迅速に追跡し、所有者や警察が遠隔から車両のコンピュータシステムを制御できるシステムを設計・開発した。
原題: Novel Design and Implementation of a Vehicle Controlling and Tracking System ／ Hasan Naji, Iuliana Marin, Nicolae Goga 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
分散推定・制御によるクアッドコプター群の開口部通過
ベアリング・距離センサと一部リーダーのGPS情報を用いた分散推定・制御により、クアッドコプター群が開口部を通過できるようにする手法を提案した論文。
原題: Distributed Estimation, Control and Coordination of Quadcopter Swarm Robots ／ Zheng Jia, Michael Hamer, Raffaello D'Andrea
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