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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: 2021/2/1 ／ 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 →- 論文知覚ロボティクス
ロボティクス応用のためのリアルタイム楕円検出
画像中の輪郭に楕円をフィッティングして不良検出を棄却する軽量な楕円検出・追跡アルゴリズムを提案し、移動車両へのUAV着陸タスクで有効性を示した論文。
原題: Real-Time Ellipse Detection for Robotics Applications ／ Azarakhsh Keipour, Guilherme A. S. Pereira, Sebastian Scherer
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
COVID-19咽頭ぬぐい採取支援のための高冗長剛柔結合ロボットの設計と制御
9自由度の剛柔結合ロボットと力覚システムを用い、臨床スタッフの負担と感染リスクを減らす安全で柔らかな咽頭ぬぐい採取を実現し、可変パラメータゼロ化ニューラルネットによる動作計画を提案・検証した論文。
原題: Design and Control of a Highly Redundant Rigid-Flexible Coupling Robot to Assist the COVID-19 Oropharyngeal-Swab Sampling ／ Yingbai Hu, Jian Li, Yongquan Chen 他
日本語で読む → - 論文空陸両用ロボットロボティクス
BAXTER: 長航続・多用途移動のための空陸両用ハイブリッド車両
着陸や衝突への耐性と地上走行効率を高める2つの新機構を備え、飛行と走行の両モードで動く空陸両用ロボットを設計・試作し、飛行試験で耐久性と航続性能を評価した論文。
原題: BAXTER: Bi-modal Aerial-Terrestrial Hybrid Vehicle for Long-endurance Versatile Mobility: Preprint Version ／ Hyungho Chris Choi, Inhwan Wee, Micah Corah 他
日本語で読む → - 論文3D物体検出画像認識
自動運転のための地面を考慮した単眼3D物体検出
単眼RGB画像から3D物体検出を行う際、地面平面が奥行き推定に与える手がかりを活用するニューラルネットワークモジュールを提案し、KITTIベンチマークで最先端性能を達成した論文。
原題: Ground-aware Monocular 3D Object Detection for Autonomous Driving ／ Yuxuan Liu, Yuan Yixuan, Ming Liu
日本語で読む → - 論文制約付き強化学習機械学習
状態拡張による制約付き強化学習：報酬学習の限界を克服する
報酬の線形結合では最適方策が得られない制約付き強化学習問題に対し、状態にラグランジュ乗数を追加して双対ダイナミクスとして解く手法を提案し、最適方策のサンプリングを保証する。
原題: State Augmented Constrained Reinforcement Learning: Overcoming the Limitations of Learning with Rewards ／ Miguel Calvo-Fullana, Santiago Paternain, Luiz F. O. Chamon 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 → - 論文自律走行意思決定ロボティクス
高速道路合流部における自律走行意思決定のための解釈可能な内部状態の解明
高速道路の合流地点での多車両の逐次的な相互作用をHMM-GMRモデルでモデル化し、実データから3つの解釈可能な内部状態を同定した研究。
原題: Uncovering Interpretable Internal States of Merging Tasks at Highway On-Ramps for Autonomous Driving Decision-Making ／ Huanjie Wang, Wenshuo Wang, Shihua Yuan 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
フィードバックに基づく6自由度産業用マニピュレータの離散時間高次ターミナルスライディングモード制御
非線形性・外乱・不確かさを伴う6自由度マニピュレータに対し、時間遅延推定と高次ターミナルスライディングモードを組み合わせた離散時間制御器を提案し、シミュレーションと実験で高精度な追従性能を示した。
原題: Feedback-based Digital Higher-order Terminal Sliding Mode for 6-DOF Industrial Manipulators ／ Zhian Kuang, Xiang Zhang, Liting Sun 他
日本語で読む → - 論文経路計画AI
MPCとDDPGを組み合わせたマルチエージェント経路計画
動的障害物の軌道をMPCで予測し、連続行動空間のDDPGでロボットの自律的な経路計画を行い、人工ポテンシャル場で報酬を設計して精度と収束性を改善した研究。
原題: Multi-Agent Path Planning based on MPC and DDPG ／ Junxiao Xue, Xiangyan Kong, Bowei Dong 他
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 → - 論文触覚HCI
電気触覚フィードバックによるVR接触情報の強化
指と仮想物体のめり込み距離を電気触覚刺激の強度変調で提示するウェアラブルシステムを提案し、視覚フィードバックと同等の接触精度向上を実現した。
原題: Electrotactile Feedback For Enhancing Contact Information in Virtual Reality ／ Sebastian Vizcay, Panagiotis Kourtesis, Ferran Argelaguet 他
日本語で読む → - 論文走行制御ロボティクス
不整地での高速オフロード走行を実現する逆キノダイナミクス学習
車載の慣性観測データから複雑なキノダイナミクスモデルをデータ駆動で学習し、不整地でも高速かつ正確なオフロードナビゲーションを可能にした研究。
原題: Learning Inverse Kinodynamics for Accurate High-Speed Off-Road Navigation on Unstructured Terrain ／ Xuesu Xiao, Joydeep Biswas, Peter Stone
日本語で読む → - 論文視覚強化学習機械学習
効率的注意機構で視覚強化学習を高解像度化する
効率的な注意アルゴリズムを強化学習に導入し、注意ボトルネック型の視覚エージェントを高解像度入力や小さなパッチ（画素単位）までスケール可能にし、汎化性能を向上させた。
原題: Unlocking Pixels for Reinforcement Learning via Implicit Attention ／ Krzysztof Marcin Choromanski, Deepali Jain, Wenhao Yu 他
日本語で読む → - 論文リスク評価ロボティクス
ReSonAte: 自律システムのための実行時リスク評価フレームワーク
Bow-Tie図を拡張し、システムと環境の状態に応じた条件付き関係をモデル化することで、実行時に動的にリスクを推定するフレームワークを提案した論文。
原題: ReSonAte: A Runtime Risk Assessment Framework for Autonomous Systems ／ Charles Hartsell, Shreyas Ramakrishna, Abhishek Dubey 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
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 → - 論文モデル予測制御制御
線形時変系のためのコンティンジェンシーモデル予測制御
通常のMPCに緊急回避用の並行予測ホライズンを追加し、性能最適化と危険回避の両立を図る制御手法を提案。実車での飛び出し障害物実験で有効性を示した。
原題: Contingency Model Predictive Control for Linear Time-Varying Systems ／ John P. Alsterda, J. Christian Gerdes
日本語で読む → - 論文UAV/セキュリティロボティクス
UWBセンサへの隠密攻撃に耐えるUAVのレジリエント経路計画
GPS偽装と制御入力改ざんを同時に行う隠密攻撃者に対し、UWBセンサで検知されずにUAVの経路を大きく逸脱させる攻撃条件を明らかにし、ポントリャーギンの最大原理に基づく省エネでレジリエントな経路計画を提案した。
原題: Resilient Path Planning of UAVs against Covert Attacks on UWB Sensors ／ Jiayi He, Xin Gong, Yukang Cui 他
日本語で読む → - 論文最適制御math.OC
純粋状態等式制約付き最適制御問題に対する効率的なリカッチ再帰法
純粋状態等式制約を混合状態・制御制約に変換し、リカッチ再帰で時間線形に解く手法を提案。四足歩行の全身最適制御で有効性を示した。
原題: Efficient Riccati recursion for optimal control problems with pure-state equality constraints ／ Sotaro Katayama, Toshiyuki Ohtsuka
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 → - 論文ニューロエボリューションcs.NE
進化的リカレントニューラルネットワークによるロボットの空間・作業記憶
ロボットシミュレータ内のラット型エージェントで、進化的アルゴリズムによりRNNの重みを獲得し、三連T迷路での空間記憶・作業記憶を再現した研究。
原題: Neuroevolution of a Recurrent Neural Network for Spatial and Working Memory in a Simulated Robotic Environment ／ Xinyun Zou, Eric O. Scott, Alexander B. Johnson 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
複数人・複数ロボット遠隔操作インターフェースの透明性と情報損失に関する研究
複数の人間が複数のロボットを遠隔操作する際のインターフェース設計を探り、情報の透明性と人間間コミュニケーション、通信途絶による情報損失が与える影響を48人の被験者実験で分析し、設計指針を導出した。
原題: On Multi-Human Multi-Robot Remote Interaction: A Study of Transparency, Inter-Human Communication, and Information Loss in Remote Interaction ／ Jayam Patel, Prajankya Sonar, Carlo Pinciroli
日本語で読む → - 論文UAV/外壁点検ロボティクス
建物外壁点検のためのビジョンベース自律UAV平面推定と追従
建物を平面の集合とみなし、ビジョンによる適応オブザーバで平面姿勢を推定し、モデル予測制御で複数平面を滑らかに追従する小型UAVの外壁点検手法を提案・実証した。
原題: Vision Based Autonomous UAV Plane Estimation And Following for Building Inspection ／ Yang Lyu, Muqing Cao, Shenghai Yuan 他
日本語で読む → - 論文支援ロボティクスロボティクス
視線だけで腕と手指を動かす非侵襲型認知レベル支援ロボット
ウェアラブル視線追跡と環境の視覚情報、人間の動作文法を組み合わせ、ユーザーの目の動きだけで腕と手指を動かして物を掴んだり操作したりできる支援ロボットシステムを開発した。5分で装着・較正でき、健常者5名で初回成功率96.6%を達成した。
原題: Non-invasive Cognitive-level Human Interfacing for the Robotic Restoration of Reaching & Grasping ／ Ali Shafti, A. Aldo Faisal
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 → - 論文遠隔操作ロボティクス
ドローン遠隔操作におけるVRと視点が身体動作に与える影響
非人型ドローンの身体動作による遠隔操作で、VRと視点の違いが空間的臨場感や身体化感覚、操作者の自然な動きにどう影響するかを実験的に調べた論文。
原題: The Impact of Virtual Reality and Viewpoints in Body Motion Based Drone Teleoperation ／ Matteo Macchini, Manana Lortkipanidze, Fabrizio Schiano 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
複数アーム遠隔操作のための可操作度最適化
VRでペイロードを操作して複数の協働ロボットアームを同時に遠隔操作し、局所最適化で可操作度を高めて特異点や作業域限界を回避する手法を提案した論文。
原題: Manipulability optimization for multi-arm teleoperation ／ Florian Kennel-Maushart, Roi Poranne, Stelian Coros
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