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 →- 論文自動運転ロボティクス
トラック運転者の挙動分析に基づく自動運転の車線変更スタイル設計
トラック運転者の挙動をモデル化し、積極的・中庸・保守的な3つの自動車線変更スタイルを設計。シミュレータ実験で運転者がスタイルを区別でき、安全性・信頼性ともに許容されると確認した。
原題: Analysis of Truck Driver Behavior to Design Different Lane Change Styles in Automated Driving ／ Zheng Wang, Muhua Guan, Jin Lan 他
日本語で読む → - 論文自動運転/安全性評価ロボティクス
実世界シナリオを用いた自動運転車の安全性評価手順
申請者・評価者・当局の3者を考慮し、ODD/DDTに合わせた実世界シナリオベースの公道承認評価手順を提案した論文。
原題: Procedure for the Safety Assessment of an Autonomous Vehicle Using Real-World Scenarios ／ Erwin de Gelder, Olaf Op den Camp
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
効率的な姿勢推定器：チュートリアルとサーベイ
MEMS慣性センサを用いた姿勢推定フィルタの設計・利点・欠点を整理し、組み込み向けアルゴリズムとソースコードを包括的に解説したチュートリアル兼サーベイ。
原題: Efficient Attitude Estimators: A Tutorial and Survey ／ Hussein Al-Jlailaty, Mohammad M. Mansour
日本語で読む → - 論文幾何学math.MG
親族関係：ポンスレ3周期軌道の性質による関連付け
3種類の同心楕円対に内接するポンスレ族の軌跡型と不変量を比較し、既知の3つの族との類似性から3つの関連グループに整理した。
原題: Family Ties: Relating Poncelet 3-Periodics by their Properties ／ Ronaldo Garcia, Dan Reznik
日本語で読む → - 論文接触推定ロボティクス
トルクセンサなしで動作中のロボットアームの接触位置を推定
ドメインランダム化を用いて、関節トルクを観測せずに動作中のロボットアームの接触位置を推定するニューラルネットワークを訓練し、91.5%の検出精度と3.0cmの位置誤差を達成した。
原題: Contact Localization for Robot Arms in Motion without Torque Sensing ／ Jacky Liang, Oliver Kroemer
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/マニピュレーションロボティクス
球状ソフトロボットアームによる高速で信頼性の高いピックアンドプレース
柔らかい連続関節を持つ球状ソフトロボットアームに対し、ゲインスケジューリング制御と反復学習制御を組み合わせ、負荷質量や関節剛性の変動に頑健な高速ピックアンドプレースを実現した。
原題: A Fast and Reliable Pick-and-Place Application with a Spherical Soft Robotic Arm ／ Jasan Zughaibi, Matthias Hofer, Raffaello D'Andrea
日本語で読む → - 論文自動運転検証ロボティクス
自動運転システムのシナリオベース試験におけるストレステスト手法
交通流シミュレータとマルチボディシミュレータの連成環境で、周辺車両を外部ドライバモデルで操作し事故統計に基づく危険シナリオを意図的に誘発するストレステスト手法を提案した。
原題: Stress Testing Method for Scenario Based Testing of Automated Driving Systems ／ Demin Nalic, Hexuan Li, Arno Eichberger 他
日本語で読む → - 論文逆強化学習機械学習
ベイズ最適化による逆強化学習での報酬関数の効率的探索
逆強化学習において、方策不変な報酬関数を潜在空間に射影する新カーネルとベイズ最適化を用い、専門家の実演と整合する複数の報酬関数を効率的に探索するBO-IRLを提案した。
原題: Efficient Exploration of Reward Functions in Inverse Reinforcement Learning via Bayesian Optimization ／ Sreejith Balakrishnan, Quoc Phong Nguyen, Bryan Kian Hsiang Low 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
通信対応ロボットのための同時自己位置推定・電波マッピング
SLAMと地図復元を組み合わせ、屋内環境で地理マップと電波マップを同時に構築するSLARMフレームワークを提案し、その精度を評価した。
原題: SLARM: Simultaneous Localization and Radio Mapping for Communication-aware Connected Robot ／ Xinyu Gao, Yuanwei Liu, Xidong Mu
日本語で読む → - 論文人間行動予測機械学習
模擬救助活動における人間の戦略予測
Minecraftの模擬救助タスクで人間の軌跡からトリアージ戦略と次の移動先をニューラル系列モデルで予測し、人間観察者や証拠蓄積法と比較評価した研究。
原題: Predicting Human Strategies in Simulated Search and Rescue Task ／ Vidhi Jain, Rohit Jena, Huao Li 他
日本語で読む → - 論文行動計画ロボティクス
能動推論とビヘイビアツリーを組み合わせた動的環境向け反応型行動計画
ビヘイビアツリーの葉ノードに目標状態を記述し、実行する行動の選択を能動推論でオンラインに行うことで、動的環境での適応性と安全性を両立させる手法を提案した論文。
原題: Active Inference and Behavior Trees for Reactive Action Planning and Execution in Robotics ／ Corrado Pezzato, Carlos Hernandez Corbato, Stefan Bonhof 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
周期的報酬合成による二足歩行の全基本歩容のsim-to-real学習
力と速度に周期的な確率的コストを課す報酬設計で、立ち・歩行・跳躍・走行・スキップの全二足歩行を学習し、実機Cassieへ転移させた研究。
原題: Sim-to-Real Learning of All Common Bipedal Gaits via Periodic Reward Composition ／ Jonah Siekmann, Yesh Godse, Alan Fern 他
日本語で読む → - 論文力推定ロボティクス
視覚とロボット状態を用いた深層学習による手術支援ロボットの力推定
RGB画像とロボット状態を入力とするニューラルネットで手術ロボットの把持力を推定し、視点や道具の変化への汎化性とリアルタイム性を評価した研究。
原題: Toward Force Estimation in Robot-Assisted Surgery using Deep Learning with Vision and Robot State ／ Zonghe Chua, Anthony M. Jarc, Allison M. Okamura
日本語で読む → - 論文3D再構成画像認識
DRACO: 弱教師ありによる物体形状の高密度再構成と正規化
カメラ姿勢とセマンティックキーポイントのみの弱教師あり学習で、RGB画像から物体のスケール・回転・並進を正規化した高密度3D形状を推定する手法。
原題: DRACO: Weakly Supervised Dense Reconstruction And Canonicalization of Objects ／ Rahul Sajnani, AadilMehdi Sanchawala, Krishna Murthy Jatavallabhula 他
日本語で読む → - 論文自己認識ロボティクス
双腕ロボットに自己感覚を獲得させる
視覚と固有感覚の入力を用いたニューラルネットワークで、双腕ロボットが環境から自分の腕を識別できるようにし、雑然とした環境でも平均88.7%の精度で自己を区別できることを示した。
原題: Enabling the Sense of Self in a Dual-Arm Robot ／ Ali AlQallaf, Gerardo Aragon-Camarasa
日本語で読む → - 論文自動運転計画ロボティクス
PILOT: 模倣学習と最適化による安全な自動運転のための効率的計画
模倣学習ネットワークの計画を軽量最適化器で補正し、安全性と快適性を保証しつつ専門家の7倍高速な自動運転計画を実現した。
原題: PILOT: Efficient Planning by Imitation Learning and Optimisation for Safe Autonomous Driving ／ Henry Pulver, Francisco Eiras, Ludovico Carozza 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
方策勾配法における誘導探索のための最適制御ベースのベースライン
強化学習の方策勾配法において、最適制御問題の価値関数をベースラインとして用いることで、分散低減だけでなく誘導的な探索を実現し、疎な報酬環境でのロボット学習で有効性を示した論文。
原題: Optimal Control-Based Baseline for Guided Exploration in Policy Gradient Methods ／ Xubo Lyu, Site Li, Seth Siriya 他
日本語で読む → - 論文経路計画機械学習
予測的衝突管理による時間・リスク依存経路計画
移動予測を時間依存グラフに組み込み、リスクに応じて衝突回避のための迂回を判断する経路計画手法PCMPを提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Predictive Collision Management for Time and Risk Dependent Path Planning ／ Carsten Hahn, Sebastian Feld, Hannes Schroter
日本語で読む → - 論文姿勢制御ロボティクス
多様体上のスライディング：クォータニオンによる幾何学的姿勢制御
クォータニオン空間上で直接動作するスライディング変数を提案し、二重被覆性を明示的に扱うことで任意の目標姿勢軌道に対する大域的追従を可能にした姿勢制御手法。
原題: Sliding on Manifolds: Geometric Attitude Control with Quaternions ／ Brett T. Lopez, Jean-Jacques E. Slotine
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
効率的な多面体頂点探索に基づくオンライン力能力評価
アクチュエータ制約の平行体幾何を利用して多面体頂点探索を高速化し、2台のPandaロボットで12kgの荷重を運ぶ実験でオンラインの力配分制御を実証した論文。
原題: On-line force capability evaluation based on efficient polytope vertex search ／ Antun Skuric, Vincent Padois, David Daney
日本語で読む → - 論文レーダーオドメトリロボティクス
スピニングレーダーナビゲーションにおける運動歪みとドップラー効果の補償は必要か？
スピニングレーダーを用いたオドメトリと位置推定において、運動歪みとドップラー効果が与える影響を実データで評価し、両効果を考慮した軽量推定器の有効性を示した。
原題: Do We Need to Compensate for Motion Distortion and Doppler Effects in Spinning Radar Navigation? ／ Keenan Burnett, Angela P. Schoellig, Timothy D. Barfoot
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
教師なし経路回帰ネットワーク
正解の最適経路を使わずに、ニューラルネットワークから直接スプライン回帰で衝突のない最短経路を求める手法を提案した論文。
原題: Unsupervised Path Regression Networks ／ Michal Pándy, Daniel Lenton, Ronald Clark
日本語で読む → - 論文テンセグリティ/軟体ロボットロボティクス
HEDRA：多面体パラレルモジュールを備えた生体模倣モジュラー・テンセグリティ軟体ロボット
剛体ストラットとテンセグリティ関節を積層した350mmのモジュラー型テンセグリティロボットを提案し、最大76度の屈曲と適応型ケーブル駆動グリッパによる多様な物体把持を実験で実証した。
原題: HEDRA: A Bio-Inspired Modular Tensegrity Soft Robot With Polyhedral Parallel Modules ／ Vishal Ramadoss, Keerthi Sagar, Mohamed Sadiq Ikbal 他
日本語で読む → - 論文協調測位/マルチロボットロボティクス
異種マルチロボットシステムにおけるVIO-UWB協調測位と高密度シーン再構成
地上ロボットと小型ドローンの異種チームで、UWB測距とVIO自己運動推定、地上LiDARを組み合わせて相対姿勢を推定し、視野制約を考慮した経路計画で高密度な3D再構成を実現する手法を提案した。
原題: VIO-UWB-Based Collaborative Localization and Dense Scene Reconstruction within Heterogeneous Multi-Robot Systems ／ Jorge Peña Queralta, Li Qingqing, Fabrizio Schiano 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
複数ドローンの協調によるロボット撮影
複数の空撮ドローンをリアルタイムで協調制御し、衝突やカメラ同士の遮蔽を避けつつ多様な視点で動く被写体を撮影するシステムを開発した。
原題: Do You See What I See? Coordinating Multiple Aerial Cameras for Robot Cinematography ／ Arthur Bucker, Rogerio Bonatti, Sebastian Scherer
日本語で読む → - 論文モデルベース強化学習機械学習
入れ子型エキスパート混合によるハイブリッド力学系の協調・競合学習
ホワイトボックスとブラックボックスを組み合わせた入れ子型エキスパート混合モデルを提案し、接触や運動・動特性の事前知識を協調・競合学習で取り込み、ハイブリッド力学系のモデルベース強化学習を高効率化した論文。
原題: Nested Mixture of Experts: Cooperative and Competitive Learning of Hybrid Dynamical System ／ Junhyeok Ahn, Luis Sentis
日本語で読む → - 論文軌道予測画像認識
車線方位を考慮した補助損失による自動運転の軌道予測
車線の進行方向に反する軌道を罰する微分可能な新指標を補助損失として導入し、MTPやMultiPathモデルを拡張してnuScenesベンチマークで車線追従性の高い予測を実現した。
原題: Trajectory Prediction in Autonomous Driving with a Lane Heading Auxiliary Loss ／ Ross Greer, Nachiket Deo, Mohan Trivedi
日本語で読む → - 論文宇宙ロボット軌道計画ロボティクス
自由浮遊宇宙ロボットの最適な事前定義時間軌道計画
双腕自由浮遊宇宙ロボットの衝突回避軌道計画において、事前定義時間の姿勢フィードバックとGAによるパラメータ最適化で、エンドエフェクタのマイクロン級追従精度と低関節角速度を両立させる手法を提案した。
原題: Optimal Predefined-time Trajectory Planning for a Free-floating Space Robot ／ Wen Yan, Yicheng Liu
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
CVaRバリア関数によるリスク回避型計画：二足歩行ロボットの運動への応用
最悪ケースの安全性を評価するCVaR安全の概念とCVaRバリア関数を提案し、既存制御器に最小限の干渉でCVaR安全を保証する制御器を差分凸計画で設計、二足歩行ロボットに適用した。
原題: Risk-Averse Planning via CVaR Barrier Functions: Application to Bipedal Robot Locomotion ／ Mohamadreza Ahmadi, Xiaobin Xiong, Aaron D. Ames
日本語で読む → - 論文ロバスト推定画像認識
不変量に基づく外れ値棄却のためのグラフ理論的アプローチROBIN
測定値の相互整合性を不変量で高速判定し、グラフのクリーク/最大k-coreで外れ値を除去する手法ROBINを提案。90%以上が外れ値でも既存ソルバのロバスト性を向上させる。
原題: ROBIN: a Graph-Theoretic Approach to Reject Outliers in Robust Estimation using Invariants ／ Jingnan Shi, Heng Yang, Luca Carlone
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