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 →- 論文自動運転計画ロボティクス
強化学習に基づく複雑な運転シナリオ向けの安全な階層型計画フレームワーク
低レベルの安全な制御器群と高レベルの強化学習コーディネータを組み合わせ、安全性を保証しつつ複雑な交通状況で効率的に意思決定する階層型行動計画を提案した。
原題: A Safe Hierarchical Planning Framework for Complex Driving Scenarios based on Reinforcement Learning ／ Jinning Li, Liting Sun, Jianyu Chen 他
日本語で読む → - 論文手術ロボットロボティクス
新生児胸部モデルにおける手術ロボットSmartArmの縫合実現可能性
新生児の狭い胸腔内で食道縫合を行うため、手術ロボットSmartArmの実現可能性を新生児胸部・食道モデルで検証し、未経験者でも2回結びが可能なことを示した。
原題: SmartArm: Suturing Feasibility of a Surgical Robotic System on a Neonatal Chest Model ／ Murilo M. Marinho, Kanako Harada, Kyoichi Deie 他
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 → - 論文ナビゲーションロボティクス
怠惰な相対ナビゲーション：視覚とGNSSによる屋内・屋外自律走行
視覚とGNSSを組み合わせ、絶対状態の推定や地図最適化を遅延させることで、教示直後から屋内・屋外3.5kmの経路を滑らかに自律再走行できる手法を実機で検証した。
原題: Relatively Lazy: Indoor-Outdoor Navigation Using Vision and GNSS ／ Benjamin Congram, Timothy D. Barfoot
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 → - 論文変形物体追跡ロボティクス
物理シミュレーション不要の遮蔽に頑健な変形物体トラッキング
RGBDシーケンスとCoherent Point Driftを用い、局所線形埋め込みや形状記述子で遮蔽時の位相整合性と追跡復帰を実現した、物理モデル不要の変形物体追跡手法。
原題: Occlusion-robust Deformable Object Tracking without Physics Simulation ／ Cheng Chi, Dmitry Berenson
日本語で読む → - 論文逆強化学習機械学習
微分可能なセマンティックマッピングと計画による自律ナビゲーションの逆強化学習
距離とセマンティックカテゴリの観測から専門家のコスト関数を逆強化学習で推定し、新しい環境のセマンティック配置にも汎化できるナビゲーション手法を提案した。CARLAで交通ルールに従う走行を学習できることを示した。
原題: Inverse reinforcement learning for autonomous navigation via differentiable semantic mapping and planning ／ Tianyu Wang, Vikas Dhiman, Nikolay Atanasov
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 → - 論文マニピュレーション機械学習
ロボット操作における目標自動発見のための非対称自己対戦
アリスとボブの2エージェントによる非対称自己対戦で、人間の事前知識なしに多様な目標を自動発見し、単一の目標条件付き方策を訓練する手法を提案した。
原題: Asymmetric self-play for automatic goal discovery in robotic manipulation ／ OpenAI OpenAI, Matthias Plappert, Raul Sampedro 他
日本語で読む → - 論文移動ナビゲーションロボティクス
ハイブリッド鋼橋点検ロボットのナビゲーションフレームワーク
鋼橋点検ロボットARAが移動モードで鋼材を横断・点検するため、深度データ処理からクラスタ分割、境界推定、グラフ構築、最短点検経路生成、経路計画用ロボット構成決定までの4アルゴリズムを提案し、実験で有効性を示した。
原題: Navigation Framework for a Hybrid Steel Bridge Inspection Robot ／ Hoang-Dung Bui, Hung M. La
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 → - 論文触覚ロボティクス
装着型センサによる把持力の時空間プロファイリング
無線センサグローブを用いたピック＆ドロップ作業で、利き手・非利き手の把持力を時空間的に計測し、ユーザ間の技能差や時間変化を統計的に分析した。
原題: Wearable Sensors for Spatio-Temporal Grip Force Profiling ／ Rongrong Liu, Florent Nageotte, Philippe Zanne 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
MPC-MPNet：動力学制約下で高速かつ準最適な運動計画を実現するモデル予測型運動計画ネットワーク
生成器・識別器・並列化可能なMPCを組み合わせた模倣学習ベースの枠組みで、動力学制約下の運動計画を高速かつ準最適に解く手法を提案した。
原題: MPC-MPNet: Model-Predictive Motion Planning Networks for Fast, Near-Optimal Planning under Kinodynamic Constraints ／ Linjun Li, Yinglong Miao, Ahmed H. Qureshi 他
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 → - 論文強化学習ロボティクス
過去タスクの解を活用する行動事前分布によるロボット操作の探索支援
過去に解いたタスクの政策から行動の事前確率分布を作り、専門家デモなしでも大規模行動空間のロボット操作タスクを強化学習で解けるようにした研究。
原題: Action Priors for Large Action Spaces in Robotics ／ Ondrej Biza, Dian Wang, Robert Platt 他
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 → - 論文自己位置推定ロボティクス
ガウス過程とインスタンスセグメンテーションを用いたソフト制約付き自律走行車ナビゲーション
単眼カメラのインスタンスセグメンテーションとガウス過程回帰を組み合わせ、ランドマークまでの距離を予測してソフト制約付きパーティクルフィルタで車両を自己位置推定するナビゲーション手法を提案した。
原題: Soft Constrained Autonomous Vehicle Navigation using Gaussian Processes and Instance Segmentation ／ Bruno H. Groenner Barbosa, Neel P. Bhatt, Amir Khajepour 他
日本語で読む → - 論文ニューロモルフィック/CPGcs.NE
ニューロモルフィックボード上で動くスパイキングCPGによるヤツメウナギロボット制御
リカレント神経集団からなるスパイキング中央パターン生成器(CPG)を構築し、シミュレーション上のヤツメウナギロボットの遊泳を制御。SpiNNakerとLoihiのニューロモルフィック基板上で実装・検証した。
原題: A Spiking Central Pattern Generator for the control of a simulated lamprey robot running on SpiNNaker and Loihi neuromorphic boards ／ Emmanouil Angelidis, Emanuel Buchholz, Jonathan Patrick Arreguit O'Neil 他
日本語で読む → - 論文Visual SLAMロボティクス
大規模動的物体を含む屋外建設現場向けの階層マスキングと運動状態分類を用いたステレオカメラVisual SLAM
建設現場で重機などが大きく視界を遮る環境でも、意味情報と物体レベルの幾何制約で静的部分を抽出し、粗から細への2段階でカメラ自己運動を頑健に追跡する動的Visual SLAMを提案した論文。
原題: Stereo Camera Visual SLAM with Hierarchical Masking and Motion-state Classification at Outdoor Construction Sites Containing Large Dynamic Objects ／ Runqiu Bao, Ren Komatsu, Renato Miyagusuku 他
日本語で読む → - 論文3Dマッピング画像認識
自動運転車向けリアルタイム漸進的フォビアテクスチャマッピング
LIDARスキャンとカメラ画像から高解像度のテクスチャ付き3D都市地図をリアルタイムで漸進的に生成する枠組みを提案し、人間の網膜中心窩に着想を得た処理で計算時間を削減しつつテクスチャ品質を保つ。
原題: Real Time Incremental Foveal Texture Mapping for Autonomous Vehicles ／ Ashish Kumar, James R. McBride, Gaurav Pandey
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
コンベア上の物体把持のための定数時間計画・再計画保証付きフレームワーク
ユーザー定義の時間上限内で計画・再計画を定数時間で保証するCTMPアルゴリズムを提案し、ノイズのある知覚推定に基づきながらコンベア上の移動物体を把持する枠組みとして実現した。
原題: Provably Constant-time Planning and Replanning for Real-time Grasping Objects off a Conveyor Belt ／ Fahad Islam, Oren Salzman, Aditya Agarwal 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
マルチエージェント環境におけるインスタンス認識型予測ナビゲーション
エージェント間の相互作用や将来のシーン構造を予測するマルチインスタンスイベント予測モジュールを提案し、安全な行動系列をサンプリングして動的環境での運転方策を効率的に学習する手法。
原題: Instance-Aware Predictive Navigation in Multi-Agent Environments ／ Jinkun Cao, Xin Wang, Trevor Darrell 他
日本語で読む → - 論文確率推論ロボティクス
微分可能なノンパラメトリック信念伝播
信念伝播の確率因子を微分可能なニューラルネットに置き換え、ラベル付きデータから学習する手法を提案し、関節姿勢追跡で有効性を示した。
原題: Differentiable Nonparametric Belief Propagation ／ Anthony Opipari, Chao Chen, Shoutian Wang 他
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習機械学習
アフォーダンスに基づく強化学習による都市部の自動運転
ウェイポイントと低次元視覚表現(アフォーダンス)を用いた深層強化学習で、車線追従や交差点通過、停止などの都市運転タスクをCARLA上で学習するフレームワークを提案した。
原題: Affordance-based Reinforcement Learning for Urban Driving ／ Tanmay Agarwal, Hitesh Arora, Jeff Schneider
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