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: 2020/11/1 ／ 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 →- 論文モデル予測制御ロボティクス
スタイン変分モデル予測制御
MPCをベイズ推論として定式化し、スタイン変分勾配降下法で制御パラメータ上の事後分布を直接推定することで、非凸な最適制御問題でも計画を成功させる手法を提案した。
原題: Stein Variational Model Predictive Control ／ Alexander Lambert, Adam Fishman, Dieter Fox 他
日本語で読む → - 論文報酬学習ロボティクス
ユーザーの選択肢を過小評価することで人間の目的を学習する
人間のデモンストレーションを、より単純・類似の代替行動と比較して目的を推定する報酬学習手法を提案し、選択肢を過小評価する方が最悪ケース性能に優れることを理論・実験で示した。
原題: I Know What You Meant: Learning Human Objectives by (Under)estimating Their Choice Set ／ Ananth Jonnavittula, Dylan P. Losey
日本語で読む → - 論文屋内測位機械学習
スマホセンサとWiFiを融合した深層学習による屋内測位・追跡
スマホの慣性センサとWiFiを組み合わせ、深層学習PDRとカルマンフィルタ、地図不要の投影法で屋内の歩行軌跡を高精度に推定する手法を提案した。
原題: Deep Smartphone Sensors-WiFi Fusion for Indoor Positioning and Tracking ／ Leonid Antsfeld, Boris Chidlovskii, Emilio Sansano-Sansano
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
深層強化学習による頑健な四足ロボットの跳躍
非平坦地形や動的パラメータ変動に対応するため、非線形軌道最適化を深層強化学習で拡張し、トルク・速度や電力制約を考慮した四足ロボットの跳躍制御を実機展開した研究。
原題: Robust Quadruped Jumping via Deep Reinforcement Learning ／ Guillaume Bellegarda, Chuong Nguyen, Quan Nguyen
日本語で読む → - 論文UAV/ハイブリッドエネルギーロボティクス
NederDrone：ハイブリッド揚力・ハイブリッドエネルギー水素UAV
垂直離着陸と固定翼の効率的な長距離飛行を両立させ、水素燃料電池とバッテリーを組み合わせたハイブリッドエネルギーUAVを開発し、海上の小型移動船舶からの3時間38分の飛行を含む実証データを示した。
原題: The NederDrone: A hybrid lift, hybrid energy hydrogen UAV ／ Christophe De Wagter, Bart Remes, Ewoud Smeur 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 → - 論文強化学習AI
後知恵を用いたエピソード的自己模倣学習
軌跡選択モジュールと適応損失関数を備えたエピソード単位の自己模倣学習を提案し、連続制御の疎報酬タスクにおける強化学習を高速化した論文。
原題: Episodic Self-Imitation Learning with Hindsight ／ Tianhong Dai, Hengyan Liu, Anil Anthony Bharath
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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
安定な正規化フロー制御の学習によるロボットマニピュレーション
正規化フローを用いた制御構造を深層強化学習に組み込み、接触の多いマニピュレーションタスクで安定性を保証しつつ探索効率も向上させる手法を提案した。
原題: Learning Stable Normalizing-Flow Control for Robotic Manipulation ／ Shahbaz Abdul Khader, Hang Yin, Pietro Falco 他
日本語で読む → - 論文強化学習×模倣学習ロボティクス
不完全なデモンストレーションを用いた生成モデルによる強化学習の報酬整形
デモデータから生成モデルで状態・行動依存のポテンシャルを学習し報酬整形に用いることで、不完全なデモでも偏りなく方策学習を加速する手法を提案し、Frankaアームで実証した。
原題: Shaping Rewards for Reinforcement Learning with Imperfect Demonstrations using Generative Models ／ Yuchen Wu, Melissa Mozifian, Florian Shkurti
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
確率的な安全保証を備えた反応型動作計画
他エージェントの予測モデルをMPCに組み込み、post-bloating・SVM・conformal分析で予測の一般化保証を与える動作計画手法を提案し、自動運転高速道路シナリオで検証した。
原題: Reactive motion planning with probabilistic safety guarantees ／ Yuxiao Chen, Ugo Rosolia, Chuchu Fan 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3D探索画像認識
次はどこを探索すべきか？履歴を考慮した自律3D探索のためのExHistCNN
深度カメラによる未知屋内環境の自律3D探索において、現在の深度観測と再構成履歴を補助ユーティリティマップとして統合し、次最良視点(NBV)を軽量CNNで推定する手法を提案した論文。
原題: Where to Explore Next? ExHistCNN for History-aware Autonomous 3D Exploration ／ Yiming Wang, Alessio Del Bue
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PHMロボティクス
ROS向け予後・健康管理ツール
ROS対応の任意ロボットに使えるオープンソースのモデルベースPHMツールを提案し、健康監視やRUL、タスク完了確率の算出機能を示した研究。
原題: Prognostic and Health Management (PHM) tool for Robot Operating System (ROS) ／ Hakan Gencturk, Elcin Erdogan, Mustafa Karaca 他
日本語で読む → - 論文位置認識画像認識
DeepSeqSLAM：全天候経路認識のための学習型CNN+RNNによる大域記述と系列照合の統合
単眼画像系列から視覚・位置表現を同時学習するCNN+RNNを提案し、季節・天候変化下の経路認識で従来手法より高精度かつ高速に動作することを示した。
原題: DeepSeqSLAM: A Trainable CNN+RNN for Joint Global Description and Sequence-based Place Recognition ／ Marvin Chancán, Michael Milford
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 → - 論文クアッドロータ制御ロボティクス
クアッドロータ制御における回転誤差指標の比較分析
クアッドロータの姿勢制御で用いられる様々な回転誤差指標を統一的な枠組みで整理し、応答の大きさと方向を独立に設計できることを示すとともに、実験により各指標の差異を明らかにした。
原題: Rotational Error Metrics for Quadrotor Control ／ Alexander Spitzer, Nathan Michael
日本語で読む → - 論文教育・ビジュアルプログラミングロボティクス
教育・応用向け移動ロボットのためのROSベースビジュアルプログラミングツール
Blocklyとrosbridge/roslibjsを用い、Webブラウザ上でROS対応移動ロボットEvarobotのプログラムをブロック操作で作成できるビジュアルプログラミング環境を開発し、遠隔操作やSLAM、徘徊などの応用を実現した。
原題: ROS Based Visual Programming Tool for Mobile Robot Education and Applications ／ Mustafa Karaca, Ugur Yayan
日本語で読む → - 論文テンセグリティ制御ロボティクス
ジャイロ式テンセグリティロボットアームのロバスト形状制御
テンセグリティ構造のノード位置を駆動して形状を制御するモデルベース手法を提案し、LMIを用いて外乱抑制や各種制御問題のゲイン設計を行い、高自由度アームで有効性を示した論文。
原題: Robust Shape Control of Gyroscopic Tensegrity Robotic Arm ／ Raman Goyal, Manoranjan Majji, Robert E. Skelton
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
視点不変な物体分解型3D環境シミュレータ
RGB-D動画から物体ごとに分解された3D特徴空間を学習し、物体間の相互作用によるシーン変化を予測するダイナミクスモデルを提案。任意視点で描画可能で、実機へのsim2real転移も示した。
原題: 3D-OES: Viewpoint-Invariant Object-Factorized Environment Simulators ／ Hsiao-Yu Fish Tung, Zhou Xian, Mihir Prabhudesai 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
融合角と傾斜位相空間における矯正動作を用いた二足歩行の解析
半安定な開ループ歩行生成器に、腕振りや脚軌道の修正などの矯正動作フィードバックを組み合わせて二足ヒューマノイドの歩行を安定化する手法を提案した論文。
原題: Analytic Bipedal Walking with Fused Angles and Corrective Actions in the Tilt Phase Space ／ Philipp Allgeuer
日本語で読む → - 論文視覚オドメトリ画像認識
TartanVO：汎化可能な学習ベース視覚オドメトリ
多様な合成データで学習し、カメラ内部パラメータとスケール不変損失を組み込むことで、実世界データセットにも汎化する学習ベース視覚オドメトリを実現した論文。
原題: TartanVO: A Generalizable Learning-based VO ／ Wenshan Wang, Yaoyu Hu, Sebastian Scherer
日本語で読む → - 論文変形物体操作ロボティクス
SoftGym：変形可能物体操作のための深層強化学習ベンチマーク
変形可能物体の操作を対象としたOpenAI Gym準拠のオープンソースシミュレーションベンチマークSoftGymを提案し、複数の強化学習アルゴリズムを評価して高次元・部分観測状態における課題を明らかにした。
原題: SoftGym: Benchmarking Deep Reinforcement Learning for Deformable Object Manipulation ／ Xingyu Lin, Yufei Wang, Jake Olkin 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
月面ローバーのためのリアルタイムSLAM・VIOパイプライン
着陸機の位置情報を事前知識として活用し、着陸機の姿勢・形状とローバーのカメラ軌跡を同時最適化する物体レベルSLAMと、時間補間による画像合成で精度を高めるリアルタイム知覚手法を提案した。
原題: Vulcan Centaur: towards end-to-end real-time perception in lunar rovers ／ J. de Curtó, R. Duvall
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
未知空間を想像して経路計画を行うフレームワーク
セマンティック注釈付き点群を入力とし、画像インペインティングNNで未知空間を自由/占有として推定し、経路探索性能を向上させる手法を提案。
原題: Planning Paths Through Unknown Space by Imagining What Lies Therein ／ Yutao Han, Jacopo Banfi, Mark Campbell
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
箸でつかむ：微細操作のためのモデルフリー模倣学習における共変量シフトの克服
箸を装着したロボットによる微細な把持操作を、人間の実演からのモデルフリー模倣学習で実現。共変量シフトを低減する2つの手法を提案し、実機で成功率を37.3%から80%へ向上させた。
原題: Grasping with Chopsticks: Combating Covariate Shift in Model-free Imitation Learning for Fine Manipulation ／ Liyiming Ke, Jingqiang Wang, Tapomayukh Bhattacharjee 他
日本語で読む → - 論文モデル学習/制御ロボティクス
自律レーシングのための反復型セミパラメトリックダイナミクスモデル学習
既知の力学をパラメトリックモデル、未知の力学をニューラルネットで表現するセミパラメトリックモデルを提案し、MPCによる自律レーシングで実行時に反復更新することで未知のダイナミクスにオンライン適応できることを示した論文。
原題: Iterative Semi-parametric Dynamics Model Learning For Autonomous Racing ／ Ignat Georgiev, Christoforos Chatzikomis, Timo Völkl 他
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