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 →- 論文状態推定ロボティクス
多様体上のカルマンフィルタ
ロボットなど多様体上で状態が変化するシステム向けに、⊕や⊖演算を用いて多様体上で直接動作する汎用的なカルマンフィルタの枠組みとC++ツールキットを提案した論文。
原題: Kalman Filters on Differentiable Manifolds ／ Dongjiao He, Wei Xu, Fu Zhang
日本語で読む → - 論文強化学習AI
LTL2Action：マルチタスク強化学習におけるLTL指示の汎化
線形時相論理(LTL)で記述された指示を強化学習エージェントに与え、訓練時に見ていない新しい指示にも汎化できる方策を学習する手法を提案した論文。
原題: LTL2Action: Generalizing LTL Instructions for Multi-Task RL ／ Pashootan Vaezipoor, Andrew Li, Rodrigo Toro Icarte 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
触覚提示付き複合現実による遠隔ロボットの混合主導制御システム
LIDARやRGBDカメラで再構成した3D環境を複合現実で可視化し、触覚インタフェースを通じて遠隔操作者が移動ロボットに指示を与える混合主導制御システムを提案した。
原題: Haptic-enabled Mixed Reality System for Mixed-initiative Remote Robot Control ／ Yuan Tian, Lianjun Li, Andrea Fumagalli 他
日本語で読む → - 論文接触ダイナミクス機械学習
物理構造化ニューラルネットワークによる接触ダイナミクスの学習
深層ニューラルネットと微分方程式の対応を利用し、物体間の接触を含む不連続なダイナミクスをデータ効率的に学習するネットワーク構造を提案。触覚フィードバックの理想化が学習を容易にする鍵だと示した。
原題: Learning Contact Dynamics using Physically Structured Neural Networks ／ Andreas Hochlehnert, Alexander Terenin, Steindór Sæmundsson 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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
布操作のための視空間的先読みによる連続物理タスクの実現
RGB-D画像上で学習した視覚ダイナミクスモデルを用い、単一のゴール条件付き方策で布の連続的な折り畳み・平滑化タスクを実現し、深度情報の有効性と長期的なコーナー動作の改善を示した研究。
原題: VisuoSpatial Foresight for Physical Sequential Fabric Manipulation ／ Ryan Hoque, Daniel Seita, Ashwin Balakrishna 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
反復改善によるリアルタイム多ロボット経路計画
劣最適なMAPFソルバで初期解を高速に得た後、エージェント部分集合を選んで最適ソルバで反復改善する anytime 手法を提案し、高速収束とスケーラビリティを示した。
原題: Iterative Refinement for Real-Time Multi-Robot Path Planning ／ Keisuke Okumura, Yasumasa Tamura, Xavier Defago
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
ループ閉じ込みと大域最適化を備えたパノラマ環状SLAM
パノラマ環状レンズを用いた視覚SLAMシステムを提案し、ハイブリッドな特徴点選択とループ閉じ込み・大域最適化により精度とロバスト性を向上させた。
原題: Panoramic annular SLAM with loop closure and global optimization ／ Hao Chen, Weijian Hu, Kailun Yang 他
日本語で読む → - 論文自動運転/車線検出画像認識
車線検出と経路予測のエンドツーエンド深層学習によるリアルタイム自動運転
Depthwise分離畳み込みを用いた軽量UNet(DSUNet)で車線検出と経路予測をエンドツーエンド学習し、シミュレーションと実車で有効性を示した論文。
原題: End-to-End Deep Learning of Lane Detection and Path Prediction for Real-Time Autonomous Driving ／ Der-Hau Lee, Jinn-Liang Liu
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
強化学習の行動探索を簡略化するための動作プリミティブの自動注釈付け
動作プリミティブの動きと行動を微分幾何学的な時空間キネマティクス記述子と重み付き最近傍分類器で自動注釈付けし、強化学習の探索を高速化する手法を提案した論文。
原題: Annotating Motion Primitives for Simplifying Action Search in Reinforcement Learning ／ Isaac J. Sledge, Darshan W. Bryner, Jose C. Principe
日本語で読む → - 論文自動運転データセットロボティクス
PixSet：フルウェーブフォームLiDARデータセットで3Dコンピュータビジョンを点群の先へ
自動運転向けに、固体フラッシュLiDARのフルウェーブフォームデータを含む約2.9万フレームの3Dバウンディングボックス注釈付きデータセットを公開した。
原題: PixSet : An Opportunity for 3D Computer Vision to Go Beyond Point Clouds With a Full-Waveform LiDAR Dataset ／ Jean-Luc Déziel, Pierre Merriaux, Francis Tremblay 他
日本語で読む → - 論文進化ロボティクス機械学習
学習と進化による身体性知能
多様な形態のエージェントを進化させ強化学習で移動・操作タスクを学ばせるDERLフレームワークを提案し、環境複雑性が形態的知能と学習速度の進化を促すことを示した。
原題: Embodied Intelligence via Learning and Evolution ／ Agrim Gupta, Silvio Savarese, Surya Ganguli 他
日本語で読む → - 論文モデルベースRL機械学習
文脈を探れ：文脈条件付きダイナミクスモデルのための最適データ収集
パラメータ化された力学系の族に対し、潜在文脈変数で条件付けした確率的ダイナミクスモデルを学習し、文脈推定に最も情報量の多い遷移を選ぶ行動列で効率的に探索する手法を提案した。
原題: Explore the Context: Optimal Data Collection for Context-Conditional Dynamics Models ／ Jan Achterhold, Joerg Stueckler
日本語で読む → - 論文運動生成ロボティクス
動的運動プリミティブのロボティクスにおけるチュートリアルサーベイ
ロボットの運動生成に用いられる動的運動プリミティブ（DMP）の数学的定式化と実装、および関連研究を体系的に解説したチュートリアルサーベイ。
原題: Dynamic Movement Primitives in Robotics: A Tutorial Survey ／ Matteo Saveriano, Fares J. Abu-Dakka, Aljaz Kramberger 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
強化学習中の時相論理制約の確率的保証付き充足
強化学習の各エピソードで時相論理制約を所望の確率で満たすため、オートマトン理論に基づき制約充足確率の下界を計算して探索行動を調整する手法を提案し、ドローンの定期配送タスクで実証した。
原題: Probabilistically Guaranteed Satisfaction of Temporal Logic Constraints During Reinforcement Learning ／ Derya Aksaray, Yasin Yazicioglu, Ahmet Semi Asarkaya
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
メモリニューロンネットワークによる時空間先読み軌道予測
過去の位置から将来の軌道を予測する軽量な再帰型ニューラルネット（MNN）を提案し、NGSIMやCARLAの合成データで既存手法を上回る性能を示した論文。
原題: Spatio-Temporal Look-Ahead Trajectory Prediction using Memory Neural Network ／ Nishanth Rao, Suresh Sundaram
日本語で読む → - 論文フレームワーク抽象化機械学習
Ivy: フレームワーク間移植性を実現するテンプレート型深層学習
TensorFlow・PyTorch・Jaxなど複数の深層学習フレームワークの関数を統一インターフェースで抽象化し、フレームワーク非依存のコードを書けるようにするライブラリIvyを提案。
原題: Ivy: Templated Deep Learning for Inter-Framework Portability ／ Daniel Lenton, Fabio Pardo, Fabian Falck 他
日本語で読む → - 論文ソフトウェア工学ロボティクス
ロボットシステムのソフトウェア工学：体系的マッピング研究
ロボットシステムへのソフトウェア工学適用に関する50件の一次研究を体系的に分析し、適用領域・研究ギャップを整理したマッピング研究。
原題: Software Engineering for Robotic Systems:a systematic mapping study ／ Marcela G. dos Santos, Fabio Petrillo
日本語で読む → - 論文テレプレゼンスロボティクス
没入型テレプレゼンスにおける一人称視点からの好ましく自然なロボット動作の定義
HMD越しにテレプレゼンスロボットに没入した人が、直線的な経路と滑らかな経路をどう好み・快適さ・自然さで評価するかを36人の被験者実験で調べた研究。
原題: Defining Preferred and Natural Robot Motions in Immersive Telepresence from a First-Person Perspective ／ Katherine J. Mimnaugh, Markku Suomalainen, Israel Becerra 他
日本語で読む → - 論文強化学習/歩行ロボティクス
CPG-ACTOR：強化学習による中枢パターン生成器の訓練
CPGをActor-CriticのActorとして直接組み込み、感覚フィードバックで振動子のダイナミクスを変形できる強化学習手法を提案し、単脚ホッピングで従来の6倍の報酬を達成した。
原題: CPG-ACTOR: Reinforcement Learning for Central Pattern Generators ／ Luigi Campanaro, Siddhant Gangapurwala, Daniele De Martini 他
日本語で読む → - 論文最適化/群制御cs.CC
複数巡回セールスマン問題の包括的サーベイ：応用・手法・分類体系
複数巡回セールスマン問題（MTSP）の近年の研究を、古典的な車両・ロボットから無人航空機まで対象に、解法と応用分野を整理し、変種の分類体系を提案したサーベイ論文。
原題: A Comprehensive Survey on the Multiple Travelling Salesman Problem: Applications, Approaches and Taxonomy ／ Omar Cheikhrouhou, Ines Khoufi
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
都市環境における小型UASの運動計画のためのメトリックマップ
小型UASの都市低空飛行計画向けに、地図ベースと経路ベースの運動計画品質指標を定義し、幾何・グラフ・サンプリング型プランナに適用してニューヨーク市街で評価した研究。
原題: Urban Metric Maps for Small Unmanned Aircraft Systems Motion Planning ／ Cosme A. Ochoa, Ella M. Atkins
日本語で読む → - 論文VIOロボティクス
動的環境における視覚慣性オドメトリの課題に対応するシミュレーションデータセットVIODE
動く物体を系統的に配置したシミュレーションUAVデータセットVIODEを構築し、最先端VIOの性能劣化を示すとともに、意味情報を用いた改善手法を提案した。
原題: VIODE: A Simulated Dataset to Address the Challenges of Visual-Inertial Odometry in Dynamic Environments ／ Koji Minoda, Fabian Schilling, Valentin Wüest 他
日本語で読む → - 論文UAV/UGV協調ロボティクス
地下環境におけるUAV/UGVチームの位置推定不確かさを考慮した探索計画
地下環境での捜索救助のため、UGVがUAVの位置推定と軌道計画を担うチーム構成で、信念空間を評価して位置推定誤差を抑えつつ探索経路を計画するアルゴリズムを提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Search Planning of a UAV/UGV Team with Localization Uncertainty in a Subterranean Environment ／ Matteo De Petrillo, Jared Beard, Yu Gu 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
方策拡張による深層強化学習の高速収束のための探索戦略
帰納的行列補完を用いて未探索の状態行動ペアの価値を補完し、初期段階から高価値な行動を取れるようにする方策拡張アルゴリズムを提案し、深層強化学習の収束を高速化した。
原題: Policy Augmentation: An Exploration Strategy for Faster Convergence of Deep Reinforcement Learning Algorithms ／ Arash Mahyari
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ケーブルで繋がれた2台のロボットの動作計画
ケーブルで連結された2台の平面ロボットについて、可視性グラフを用いて軌道計画を経路探索問題に帰着させ、A*探索で解く手法を提案した論文。
原題: Motion Planning for a Pair of Tethered Robots ／ Reza H. Teshnizi, Dylan A. Shell
日本語で読む → - 論文慣性ナビゲーションロボティクス
三叉四元数フレームワークによる慣性ナビゲーション 第II部：誤差モデルと初期アライメントへの応用
三叉四元数の左右誤差モデルを導出し、それに基づく拡張カルマンフィルタを設計して、車両のオドメータ支援による静止・走行中の姿勢アライメント性能を評価した論文。
原題: A Trident Quaternion Framework for Inertial-based Navigation Part II: Error Models and Application to Initial Alignment ／ Wei Ouyang, Yuanxin Wu
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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