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: 2020/12/1 ／ 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
単眼カメラによる小型UAVの障害物回避
単眼カメラの画像から深度を推定する視覚ネットワークと経路計画を組み合わせ、小型UAVが狭い環境で衝突を避けながら飛行できるシステムを提案・評価した。
原題: Obstacle Avoidance Using a Monocular Camera ／ Kyle Hatch, John Mern, Mykel Kochenderfer
日本語で読む → - 論文測位・ナビゲーションロボティクス
車輪装着MEMS IMUを用いた自律測位のための3つの計測モデルの比較
車輪に取り付けたMEMS IMUでオドメータを代替する自律測位システムにおいて、速度・変位増分・接地点ゼロ速度の3つの計測モデルを誤差状態EKFで比較し、実地試験で同等の性能を示した論文。
原題: A Comparison of Three Measurement Models for the Wheel-mounted MEMS IMU-based Dead Reckoning System ／ Yibin Wu, Xiaoji Niu, Jian Kuang
日本語で読む → - 論文経路追従ロボティクス
特異点のない誘導ベクトル場によるロボットナビゲーション
従来のベクトル場誘導経路追従が自己交差・閉曲線経路で大域収束できない不可能性を示し、高次元空間へ経路を持ち上げて特異点のない誘導ベクトル場を構成する手法を提案した論文。
原題: Singularity-free Guiding Vector Field for Robot Navigation ／ Weijia Yao, Hector Garcia de Marina, Bohuan Lin 他
日本語で読む → - 論文通信ロボティクス
5G以降に向けたロボット通信：課題と研究機会
5G/B5G時代の地上ロボット通信に着目し、信号・空間モデリングや移動性の利点と課題を整理するとともに、測位と通信を統合するSLARMフレームワークや軌道設計・資源配分を提案した論文。
原題: Robotic Communications for 5G and Beyond: Challenges and Research Opportunities ／ Yuanwei Liu, Xiao Liu, Xinyu Gao 他
日本語で読む → - 論文記号創発/計画ロボティクス
DeepSym: 教師なし連続ロボット相互作用からの深層記号生成とルール学習による計画
ロボットが物体と相互作用した経験から、二値ボトルネック付きエンコーダ・デコーダで物体や効果の離散カテゴリを獲得し、決定木で確率的ルールに変換してPPDDLで計画に利用する手法を提案した。
原題: DeepSym: Deep Symbol Generation and Rule Learning from Unsupervised Continuous Robot Interaction for Planning ／ Alper Ahmetoglu, M. Yunus Seker, Justus Piater 他
日本語で読む → - 論文強化学習/制御ロボティクス
強化学習制御のための行動方策平滑化正則化
強化学習で学習した制御方策の行動が滑らかでない問題に対し、CAPSという正則化手法を提案し、実機のドローンで消費電力を約80%削減した。
原題: Regularizing Action Policies for Smooth Control with Reinforcement Learning ／ Siddharth Mysore, Bassel Mabsout, Renato Mancuso 他
日本語で読む → - 論文物体SLAMロボティクス
物体SLAMに基づく能動的マッピングとロボット把持
物体SLAMと多物体姿勢推定を統合し、対象物体の不確実性を減らす探索戦略で高精度な物体マップを自律生成、把持・配置タスクで有効性を示した研究。
原題: Object SLAM-Based Active Mapping and Robotic Grasping ／ Yanmin Wu, Yunzhou Zhang, Delong Zhu 他
日本語で読む → - 論文POMDP計画機械学習
ボロノイ漸進拡張：連続状態・行動・観測POMDPのための効率的オンライン解法
連続的な状態・行動・観測を持つPOMDPに対し、ボロノイ楽観最適化と行動漸進拡張を統合したVPWを提案し、大域収束保証付きのVOWSSと高性能なVOMCPOWの2アルゴリズムを導出・検証した論文。
原題: Voronoi Progressive Widening: Efficient Online Solvers for Continuous State, Action, and Observation POMDPs ／ Michael H. Lim, Claire J. Tomlin, Zachary N. Sunberg
日本語で読む → - 論文強化学習/飛行制御/sim2realロボティクス
クアッドロータのための強化学習フライト制御フレームワークRE+AL
強化学習による低レベル姿勢制御の制御則の滑らかさと応答性を両立させるため、シミュレーション訓練環境を体系的に設計するフレームワークRE+ALを提案し、競技用クアッドロータNF1で実機転移を実証した。
原題: How to Train your Quadrotor: A Framework for Consistently Smooth and Responsive Flight Control via Reinforcement Learning ／ Siddharth Mysore, Bassel Mabsout, Kate Saenko 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
適応型クルーズコントロールとストップ＆ゴーシステムの最新動向
ACCとストップ＆ゴーシステム、車車間通信を活用したITSの現状を概説し、使用センサーやシミュレータ（MEKAR含む）を調査したサーベイ論文。
原題: State of the Art of Adaptive Cruise Control and Stop and Go Systems ／ Emre Kural, Tahsin Hacibekir, Bilin Aksun-Guvenc
日本語で読む → - 論文音響視覚ナビゲーション画像認識
意味的音響視覚ナビゲーション
環境内の物体が意味に沿った音（トイレの水音やドアのきしみなど）を断続的に発する状況で、音響イベントが止んだ後も目標に到達できるTransformerベースのモデルを提案し、SoundSpacesを拡張した新タスクを構築した。
原題: Semantic Audio-Visual Navigation ／ Changan Chen, Ziad Al-Halah, Kristen Grauman
日本語で読む → - 論文制御ロボティクス
LQR支援による配水管路内アンダーアクチュエータロボットの制御アルゴリズム
配水管内検査ロボットの非線形動力学モデルを導出し、LQRによる姿勢安定化とPIDによる移動制御を組み合わせた制御則を提案、MATLABシミュレーションで検証した。
原題: An LQR-assisted Control Algorithm for an Under-actuated In-pipe Robot in Water Distribution Systems ／ Saber Kazeminasab, Roozbeh Jafari, M. Katherine Banks
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
履歴を参照した言語指示の視覚的接地による操作
過去の操作履歴を参照して一連の言語指示を解釈し、遮蔽物の位置も推論しながらピック＆プレースを行うタスク・データセット・モデルを提案した。
原題: Visually Grounding Language Instruction for History-Dependent Manipulation ／ Hyemin Ahn, Obin Kwon, Kyoungdo Kim 他
日本語で読む → - 論文マルチモーダルセンシング画像認識
深層学習とマルチモーダルセンシングによる小型クアッドコプターの追跡と状態推定
単眼RGB・熱画像・2D LiDARを組み合わせ、深層学習で小型ドローンの検出・追跡・位置推定を行うパイプラインを構築した研究。
原題: Deep Learning based Multi-Modal Sensing for Tracking and State Extraction of Small Quadcopters ／ Zhibo Zhang, Chen Zeng, Maulikkumar Dhameliya 他
日本語で読む → - 論文ドローン配送ロボティクス
探索によるドローン配送サービスの航続距離拡張
都市環境の建物や木などの構造物を利用し、経路ごとの消費エネルギーを学習しながら到達可能範囲を広げる適応的探索手法を提案した論文。
原題: Extending the Range of Drone-based Delivery Services by Exploration ／ Tsz-Chiu Au
日本語で読む → - 論文追跡回避ゲームロボティクス
空中防御者と地上侵入者の周辺防衛ゲーム
半球面上を移動する防御者が、基地平面への到達を狙う侵入者を捕捉する追跡回避ゲームを解析し、最適突破点に基づく両者の最適戦略と勝敗領域を分けるバリアを導出した。
原題: Perimeter-defense Game between Aerial Defender and Ground Intruder ／ Elijah S. Lee, Daigo Shishika, Vijay Kumar
日本語で読む → - 論文ヒューマンロボット協働ロボティクス
ロボティクスが実現する労働力の拡張
人とロボットが協働するチームの可能性を論じ、米国がロボティクス分野でリーダーとなるために基礎研究・技術開発・教育・生涯学習への投資が必要だと提言した論文。
原題: Robotics Enabling the Workforce ／ Henrik Christensen, Maria Gini, Odest Chadwicke Jenkins 他
日本語で読む → - 論文UAV通信cs.IT
DNNチャネル推定を組み込んだURLLC対応UAVシステムの電力制御
DNNによるチャネル推定結果を用いて解析的チャネルモデルを構築し、SDRで非凸性を解消するUAV向け電力制御アルゴリズムを提案した論文。
原題: Power Control for a URLLC-enabled UAV system incorporated with DNN-Based Channel Estimation ／ Peng Yang, Xing Xi, Tony Q. S. Quek 他
日本語で読む → - 論文ポリシー学習ロボティクス
構造化ポリシー表現：任意条件付き動的システムに安定性を課す
任意のコンテキスト状態で条件付けでき、大域的に安定な深層ニューラルネットワークベースの動的システムを提案し、構造化ロボットポリシーとして利用する手法を示した。
原題: Structured Policy Representation: Imposing Stability in arbitrarily conditioned dynamic systems ／ Julen Urain, Davide Tateo, Tianyu Ren 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
姿勢ベース触覚サーボ制御：深層学習を用いた制御されたソフトタッチ
柔らかい光学式触覚センサの姿勢を深層学習で推定し、それをサーボ制御ループに組み込むことで、複雑な3D物体上でもロバストかつ正確な触覚サーボ制御を実現した論文。
原題: Pose-Based Tactile Servoing: Controlled Soft Touch using Deep Learning ／ Nathan F. Lepora, John Lloyd
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
リソース制約下の移動ロボット群における集合知覚のための分散データ蓄積と融合
低リソースな移動ロボット群が協調して物体を分類するため、分散型の共有データ構造と投票ベースの分散アルゴリズムを提案し、シミュレーションで評価した論文。
原題: Distributed Data Storage and Fusion for Collective Perception in Resource-Limited Mobile Robot Swarms ／ Nathalie Majcherczyk, Daniel Jeswin Nallathambi, Tim Antonelli 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
分散型地図分類のための局所観測を用いたロボット群制御
通信可能なロボット群が局所的な視覚情報を交換し、グラフ分解に基づくオフライン学習で効率的に地図を分類する手法を提案した。
原題: Distributed Map Classification using Local Observations ／ Guangyi Liu, Arash Amini, Martin Takáč 他
日本語で読む → - 論文最適制御math.OC
適応動的計画法ツールボックス
連続時間非線形システムの最適制御を、モデルベースとモデルフリーの両モードで解く適応動的計画法ツールボックスADPTを開発した。
原題: The Adaptive Dynamic Programming Toolbox ／ Xiaowei Xing, Dong Eui Chang
日本語で読む → - 論文物体位置推定画像認識
シャムネットワークによる視覚的手がかりを用いたワンショット物体位置推定
レーザーポインタで指し示された未知物体を、シャムネットワークを組み込んだエンドツーエンドのニューラルネットワークで認識・位置推定し、ロボットが把持・配置できることを示した研究。
原題: One-Shot Object Localization Using Learnt Visual Cues via Siamese Networks ／ Sagar Gubbi Venkatesh, Bharadwaj Amrutur
日本語で読む → - 論文3D物体検出画像認識
エネルギーベースモデルによる高精度3D物体検出
3Dバウンディングボックス用の微分可能なプーリング演算子を設計し、条件付きエネルギーベースモデルをSA-SSDに統合することで、KITTIデータセット上で全指標においてベースラインを上回る高精度な3D物体検出を実現した。
原題: Accurate 3D Object Detection using Energy-Based Models ／ Fredrik K. Gustafsson, Martin Danelljan, Thomas B. Schön
日本語で読む → - 論文UAV検査計画ロボティクス
橋梁表面検査のためのオンラインGTSPベース経路計画手法GATSBI
LiDARでオンライン生成した占有マップから橋梁部分をセグメント化し、GTSPを解いて視点候補を巡回するUAVの検査経路を再帰的に計画する手法を提案し、シミュレーションと実機で有効性を示した。
原題: GATSBI: An Online GTSP-Based Algorithm for Targeted Surface Bridge Inspection ／ Harnaik Dhami, Kevin Yu, Troi Williams 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
スキル前提条件のための関係学習
物体間のペア関係を学習するモデルを提案し、シミュレーションで訓練した後に実世界のマニピュレーションタスク（掃き・切断・積み下ろし）のスキル前提条件予測に応用して精度向上を実現した。
原題: Relational Learning for Skill Preconditions ／ Mohit Sharma, Oliver Kroemer
日本語で読む → - 論文社会的支援ロボットロボティクス
選好推論と説明を用いた適応的支援への知識駆動型アプローチ
社会的支援ロボットがユーザーの意図を類推的マインド理論で推論し、ヒントエンジンで適切な支援を選び、説明合成器でその理由を説明する知識駆動型の枠組みを提案した論文。
原題: A Knowledge Driven Approach to Adaptive Assistance Using Preference Reasoning and Explanation ／ Jason R. Wilson, Leilani Gilpin, Irina Rabkina
日本語で読む → - 論文パラレルマニピュレータmath.AG
小さな線形スパンを持つ六脚パラレルマニピュレータ
代数幾何学を用いて、1自由度の六脚パラレルマニピュレータの配置曲線を分類し、埋め込み次元に関する制約下での構造を明らかにした論文。
原題: Hexapods with a small linear span ／ Hans-Christian Graf von Bothmer, Matteo Gallet, Josef Schicho
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
重み付き彩色グラフにおける大域最適経路探索のための一般化A*アルゴリズム
辺の重みと色で幾何・意味情報を表現した重み付き彩色グラフ上で、低ランク色の辺を最小限に含む最短経路を探索するClass-Ordered A*を提案し、完全性と最適性を証明した。
原題: A Generalized A* Algorithm for Finding Globally Optimal Paths in Weighted Colored Graphs ／ Jaein Lim, Panagiotis Tsiotras
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