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: 2021/1/1 ／ 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 →- 論文障害物回避ロボティクス
マルチコプタが非協力的な移動障害物を回避するための実用的制御
Lyapunov的なバリア関数を用い、高度保持モードのマルチコプタが自分より遅い非協力的移動障害物を回避しつつウェイポイントへ収束する制御法を提案し、解析と実験で有効性を示した。
原題: Practical Control for Multicopters to Avoid Non-Cooperative Moving Obstacles ／ Quan Quan, Rao Fu, Kai-Yuan Cai
日本語で読む → - 論文観察からの学習画像認識
映像キャプションによる動作系列理解に基づく観察からの学習
人間の実演動画を手の速度の極小点で分割し、映像キャプション技術で動作記述を抽出して言語指示と照合することで、意図に沿った動作系列を理解する観察からの学習フレームワークを提案した。
原題: Understanding Action Sequences based on Video Captioning for Learning-from-Observation ／ Iori Yanokura, Naoki Wake, Kazuhiro Sasabuchi 他
日本語で読む → - 論文オフロードナビゲーションロボティクス
知覚困難な極限地形における自律オフロードナビゲーション
GPSや事前地図が使えず、砂埃や霧、岩や崖など知覚が難しい未知環境で、複数のセンサの冗長性を活かしてリアルタイムに走行可能性を推定し、失敗時には復帰行動をとる自律ナビゲーション手法を提案した。DARPA地下トンネル・都市環境の実機大会で成果を上げた。
原題: Autonomous Off-road Navigation over Extreme Terrains with Perceptually-challenging Conditions ／ Rohan Thakker, Nikhilesh Alatur, David D. Fan 他
日本語で読む → - 論文ベンチマーク/視覚RLロボティクス
注意散漫制御スイート：ピクセル入力強化学習のための挑戦的ベンチマーク
DM Controlに背景・色・カメラ姿勢の3種の視覚的妨害を加えた新しいベンチマークを構築し、最先端の視覚ベース強化学習が妨害下で性能低下することを示した。
原題: The Distracting Control Suite -- A Challenging Benchmark for Reinforcement Learning from Pixels ／ Austin Stone, Oscar Ramirez, Kurt Konolige 他
日本語で読む → - 論文軌道予測画像認識
多項式軌道予測による学習性能の向上
道路利用者の軌道を時間の関数として多項式係数で予測するニューラルネットワークを訓練し、精度と汎化性能を向上させた論文。
原題: Polynomial Trajectory Predictions for Improved Learning Performance ／ Ido Freeman, Kun Zhao, Anton Kummert
日本語で読む → - 論文宇宙ロボティクスロボティクス
Slider: 2次元浮遊型衛星プラットフォームの設計とモデリング
超平滑面上で摩擦なく浮遊しながら平面運動するロボットプラットフォームを設計・製作し、動力学モデルを定式化してシミュレーションと実験で検証した論文。設計データはオープンソースで公開されている。
原題: Slider: On the Design and Modeling of a 2D Floating Satellite Platform ／ Avijit Banerjee, Jakub Haluska, Sumeet G. Satpute 他
日本語で読む → - 論文画像検索画像認識
画像検索タスクにおけるVision Transformerモデルの検討
パラメータ調整なしで使えるVision Transformerベースの画像検索記述子を提案し、36種の最先端手法と比較して競争力のある性能を示した。
原題: Investigating the Vision Transformer Model for Image Retrieval Tasks ／ Socratis Gkelios, Yiannis Boutalis, Savvas A. Chatzichristofis
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
Sim2Real学習のためのGelSight触覚画像生成
Gazeboシミュレータ上でGelSight触覚センサを模擬し、実機に近い高解像度触覚画像を生成する手法を提案した論文。
原題: Generation of GelSight Tactile Images for Sim2Real Learning ／ Daniel Fernandes Gomes, Paolo Paoletti, Shan Luo
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
マルチロボットシステムの衝突回避経路計画のための動的優先度付け
各時刻でロボットの優先順位を動的に決める自由度指標を導入し、多数ロボットや障害物が多い環境でも衝突のない経路を効率的に計画する手法を提案した。
原題: Dynamic Prioritization for Conflict-Free Path Planning of Multi-Robot Systems ／ Aditya Rathi, Rohith G, Madhu Vadali
日本語で読む → - 論文移動マニピュレーションロボティクス
深層強化学習による移動マニピュレーションの運動学的実現可能性の学習
エンドエフェクタの軌道を追従しつつ移動台車の運動学的に実行可能な動きを深層強化学習で学習するモジュール型手法を提案し、複数の移動ロボットで実機検証した。
原題: Learning Kinematic Feasibility for Mobile Manipulation through Deep Reinforcement Learning ／ Daniel Honerkamp, Tim Welschehold, Abhinav Valada
日本語で読む → - 論文自動運転/計画ロボティクス
地図・知覚・予測・計画を統合するマップレス自動運転モデルMP3
生センサ入力と高レベル指令からオンライン地図と他エージェントの状態を予測し、不確実性を考慮したニューラル運動計画で走行するマップレス自動運転の統合モデルを提案した。
原題: MP3: A Unified Model to Map, Perceive, Predict and Plan ／ Sergio Casas, Abbas Sadat, Raquel Urtasun
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
生物に着想を得た環境適応型・精密操縦可能なソフトロボットのレビュー
材料・駆動・力学特性・寸法・構造の観点からソフトロボットの最新研究を整理し、機能と製造プロセスの関係をまとめたレビュー論文。
原題: A review paper of bio-inspired environmental adaptive and precisely maneuverable soft robots ／ Mengqi Shen
日本語で読む → - 論文逆問題画像認識
フィードバックによる逆問題の反復解法
順過程が返すフィードバック信号を入力に反復更新モデルを学習し、姿勢推定や照明推定などの逆問題を高速かつ高精度に解く手法を提案した。
原題: Deep Feedback Inverse Problem Solver ／ Wei-Chiu Ma, Shenlong Wang, Jiayuan Gu 他
日本語で読む → - 論文ハプティックガイダンスHCI
最適行動ベースかユーザ予測ベースか：ハプティックガイダンスをさらに改善できるか
最適行動ベースとユーザ予測ベースのハプティックガイダンスを比較し、両者を補完する統合手法を提案。ユーザ予測型が自然さ・快適さで優れ、統合型が意図との不一致を低減することを実験で示した。
原題: Optimal Action-based or User Prediction-based Haptic Guidance: Can You Do Even Better? ／ Hee-Seung Moon, Jiwon Seo
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
GPS不感・特徴乏環境で展開可能なデータ駆動型無人車両ナビゲーション
トンネルや鉱山などGPSが使えず特徴点も乏しい環境で、車両がランドマークを配置し測距して自己位置推定しながら走行するナビゲーション手法を提案。推定・機械学習・混合整数凸最適化を組み合わせ、所望の位置精度を保ちつつ配置ランドマーク数を最小化する。
原題: Deployable, Data-Driven Unmanned Vehicle Navigation System in GPS-Denied, Feature-Deficient Environments ／ Sohum Misra, Kaarthik Sundar, Rajnikant Sharma 他
日本語で読む → - 論文点群処理画像認識
形状バックプロジェクションによる3Dシーン解析
形状ヒストグラムをテスト面にバックプロジェクションして3D表面の類似度を確率的に評価する枠組みを提案し、面分類や高曲率エッジ検出、点群ラベリングなどへの応用を示した。
原題: Shape Back-Projection In 3D Scenes ／ Ashish Kumar, L. Behera
日本語で読む → - 論文意味論ロボティクス
ロボティクスにおける意味論：マッピング・知覚・インタラクションのサーベイ
ロボットのマッピング・知覚・インタラクションにおける意味論研究を、意味の抽出・利用の観点から4カテゴリに分類し、全体像を俯瞰したサーベイ。
原題: Semantics for Robotic Mapping, Perception and Interaction: A Survey ／ Sourav Garg, Niko Sünderhauf, Feras Dayoub 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
二視点Deep Q-Networkによる押し動作と把持の協調手法
RGB-Dカメラの二視点情報と改良Deep Q-Networkを用い、押し動作と把持を協調させて散らばり・遮蔽のある非構造環境での把持成功率を83.5%まで向上させた研究。
原題: A Pushing-Grasping Collaborative Method Based on Deep Q-Network Algorithm in Dual Perspectives ／ Peng Gang, Liao Jinhu, Guan Shangbin
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
複数物体に対応するエンドツーエンド模倣学習のための位置特定手法
視覚特徴マップにインスタンス選好を表す埋め込みを付加し、自己回帰型の行動生成器を組み合わせることで、対象物体が複数ある画像でも少ない実演データから効率的に模倣学習できる手法を提案した。
原題: Multi-Instance Aware Localization for End-to-End Imitation Learning ／ Sagar Gubbi Venkatesh, Raviteja Upadrashta, Shishir Kolathaya 他
日本語で読む → - 論文把持検出ロボティクス
ボリューメトリック把持ネットワーク：混雑環境でのリアルタイム6自由度把持検出
腕装着型深度カメラから得たTSDF表現を入力とし、各ボクセルごとに把持品質・グリッパ姿勢・開き幅を直接出力するVGNを提案。10msで把持計画が可能で、実環境の片付け実験で92%の物体を除去できた。
原題: Volumetric Grasping Network: Real-time 6 DOF Grasp Detection in Clutter ／ Michel Breyer, Jen Jen Chung, Lionel Ott 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
ロボット動作計画のための非線形計画法の可視化
ロボット動作計画における高次元・多制約の非線形最適化プロセスを、視覚分析で専門家が探索・理解・トラブルシュートできるシステムを開発した。
原題: Visualization of Nonlinear Programming for Robot Motion Planning ／ David Hägele, Moataz Abdelaal, Ozgur S. Oguz 他
日本語で読む → - 論文UAV/配送cs.NI
COVID-19下での安全で効率的な宅配を実現する飛行ロボット
COVID-19による宅配需要増に対応するため、UAVと従来車両を組み合わせた宅配システムのモデルを提案し、医療品など時間-criticalな配送の優先化をケーススタディで検証した。
原題: Flying Robots for Safe and Efficient Parcel Delivery Within the COVID-19 Pandemic ／ Manuel Patchou, Benjamin Sliwa, Christian Wietfeld
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
スピルオーバーアルゴリズム：オープン共有工場におけるマルチロボット生産計画の分散協調手法
オープン共有工場で複数のロボット所有者と製品所有者が利己的に振る舞う環境で、機密情報を共有せずに生産計画を解く分散型アルゴリズムを提案した論文。
原題: Spillover Algorithm: A Decentralized Coordination Approach for Multi-Robot Production Planning in Open Shared Factories ／ Marin Lujak, Alberto Fernández, Eva Onaindia
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
説明が新型移動ロボットへの信頼に与える影響
ロボットの行動説明の有無が監督者の信頼に与える影響を、アンケートと二重課題実験で検証した。説明は初期の新規性効果を緩和するが、試行を重ねると効果は薄れることを示した。
原題: Impact of Explanation on Trust of a Novel Mobile Robot ／ Stephanie Rosenthal, Elizabeth J. Carter
日本語で読む → - 論文ソーシャルナビゲーションロボティクス
学習から再学習へ：ソーシャルロボットナビゲーションにおけるバイアス低減フレームワーク
人間の観察から学ぶ社会的ナビゲーションが不公平な行動を増幅しうる問題に対し、社会文脈を組み込む学習と有害な結果を事前に検出・修正する再学習の二段階でバイアスを低減する枠組みを提案し、複数のケーススタディで技術的・社会的に分析した論文。
原題: From Learning to Relearning: A Framework for Diminishing Bias in Social Robot Navigation ／ Juana Valeria Hurtado, Laura Londoño, Abhinav Valada
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
遅延とエネルギー制約下でのグラフの持続的カバリング
バッテリー制約のある複数UAVで広域を持続的にカバーするため、幾何・位相的性質を利用して最適化問題を縮小し、必要最小台数と巡回経路を効率的に求める手法を提案した。
原題: Persistent Covering of a Graph under Latency and Energy Constraints ／ Jyh-Ming Lien, Sam Rodriguez, Marco Morales
日本語で読む → - 論文自動除染/在室検知ロボティクス
在室検知と連動したUVCによる作業空間の自動除染システム
UVC照射による消毒と在室検知を組み合わせ、人がいない時だけ安全に作業空間を自動除染するオープンソースシステムを開発した。
原題: Automated decontamination of workspaces using UVC coupled with occupancy detection ／ Asit Kumar Mishra, Federico Tartarini, Zuraimi Sultan 他
日本語で読む → - 論文マルチモーダル記述生成ロボティクス
ロボットが描いて語る：視覚に基づくマルチモーダル記述生成に向けて
ロボットが知覚した対象を音声と手描きスケッチやジェスチャーを組み合わせて説明する「視覚接地マルチモーダル記述生成」タスクを提案し、課題と評価指標を論じた。
原題: Enabling Robots to Draw and Tell: Towards Visually Grounded Multimodal Description Generation ／ Ting Han, Sina Zarrieß
日本語で読む → - 論文支援ロボティクスロボティクス
オウム型ロボットを用いた自閉症児へのターンテイキング指導
カードゲーム形式で自閉症児とセラピストまたはオウム型ロボットが交互に行動するターンテイキング療法を実施し、ロボットとの相互作用が訓練者より大きな効果を示したことを報告した研究。
原題: Teaching Turn-Taking Skills to Children with Autism using a Parrot-Like Robot ／ Pegah Soleiman, Hadi Moradi, Maryam Mahmoudi 他
日本語で読む → - 論文マイクロマニピュレーションロボティクス
磁性流体マニピュレータ：空気-磁性流体界面における非磁性微粒子の自動操作
8個の電磁石で磁性流体の界面を変形させ、浮遊する非磁性微粒子を線・四角・円の軌道で自動操作するシステムを開発した。
原題: Ferrofluidic Manipulator: Automatic Manipulation of Non-magnetic Microparticles at Air-Ferrofluid Interface ／ Zoran Cenev, P. A. Diluka Harischandra, Seppo Nurmi 他
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