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 →- 論文誘導制御ロボティクス
サンプリングベース不変ファンネルによる堅牢な大気圏突入誘導
確率的仮定に頼らず集合ベースで不確かさを有界化し、サンプリング型SOS計画で不変ファンネルを計算して火星着陸機の突入誘導の着陸精度と熱制約を両立させた。
原題: Robust Entry Vehicle Guidance with Sampling-Based Invariant Funnels ／ Remy Derollez, Simon Le Cleac'h, Zachary Manchester
日本語で読む → - 論文視覚的データ関連付け画像認識
自己ラベル付き三つ組によるオンライン記述子強化：視覚的データ関連付けの改善
ドメイン非依存の分類ネットワークをオンラインで微調整し、時間的に離れた正例と記述子空間で近い負例からなる自己ラベル三つ組で視覚記述子を逐次改善する手法を提案。物体追跡のデータ関連付け性能を向上させる。
原題: Online Descriptor Enhancement via Self-Labelling Triplets for Visual Data Association ／ Yorai Shaoul, Katherine Liu, Kyel Ok 他
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
移動マニピュレータのタスク順序決定問題を解くMoboTSP
計算幾何学・グラフ理論・組合せ最適化を用いて、タスク空間の目標をクラスタリングし、各クラスタの到達可能なベース姿勢を解析的に求め、ベース移動回数と実行時間を最小化するタスク順序を導出する手法を提案した。
原題: MoboTSP: Solving the Task Sequencing Problem for Mobile Manipulators ／ Nicholas Adrian, Quang-Cuong Pham
日本語で読む → - 論文マルチロボットロボティクス
ROS 1とTurtleBot3を用いたマルチロボットシステムの構築
ROS 1の単一マスターネットワーク上でTurtleBot3を複数台動かすためのセットアップと設定方法を解説した論文。
原題: Utilizing ROS 1 and the Turtlebot3 in a Multi-Robot System ／ Corey Williams, Adam Schroeder
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
ロボットの内省的自己理解：ニューロン活性から内部状態を学習する
特徴抽出ネットワークの活性をVAEで再構成して内部状態を構築し、actor-criticの行動選択性能を向上させ、学習に必要なエピソード数を約1300削減した。
原題: Intrinsic Robotic Introspection: Learning Internal States From Neuron Activations ／ Nikos Pitsillos, Ameya Pore, Bjorn Sand Jensen 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
進化アルゴリズムによる戦闘ロボットの集団行動の解析
進化アルゴリズムを用いて戦闘ロボットの集団行動をシミュレーションし、蜂などの生物の協調行動に似た振る舞いが生じるかを調べた研究。
原題: Investigation of Warrior Robots Behavior by Using Evolutionary Algorithms ／ Shahriar Sharifi Borojerdi, Mehdi Karimi, Ehsan Amiri
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
モータ電流を用いた腱鞘駆動ロボットマニピュレータの非線形ヒステリシス補償
腱鞘駆動マニピュレータのバックラッシュヒステリシスと不感帯を区分線形モデルで同時補償し、モータ電流からモデルパラメータを実用的に同定する手法を提案した。心腔内エコーカテーテルで検証し、制御精度の向上を示した。
原題: Non-linear Hysteresis Compensation of a Tendon-sheath-driven Robotic Manipulator using Motor Current ／ Dong-Ho Lee, Young-Ho Kim, Jarrod Collins 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
六脚ロボットによる脚を使った自律的障害物操作
RGB-Dセンサで検出した障害物を前脚で押しのける軌道を自律生成し、30自由度六脚ロボットで実証した研究。
原題: Autonomous Obstacle Legipulation with a Hexapod Robot ／ Bethany Lu, Benjamin Tam, Navinda Kottege
日本語で読む → - 論文MPC制御
終端重みなし有限ホライズン最適化制御の安定性
終端重みを用いない有限ホライズンMPCの安定性を、1ステップ最適値関数(OSVF)が制御Lyapunov関数となる条件で保証する新アルゴリズムを提案した論文。
原題: Stability of Finite Horizon Optimisation based Control without Terminal Weight ／ Wen-Hua Chen
日本語で読む → - 論文設計最適化ロボティクス
身体性知能の構造的コデザイン手法
推進系やセンサなどのハードウェアから制御・知覚ソフトまで、身体性知能を単調コデザイン理論で統合的に設計し、自動運転車のパレート効率的解を求めた研究。
原題: Co-Design of Embodied Intelligence: A Structured Approach ／ Gioele Zardini, Dejan Milojevic, Andrea Censi 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
摺動接触を伴う動作計画のための接触遷移制約の効率的サンプリング
メッシュ物体表面上の摺動接触を制約として定式化し、開始面接触・非接触・目標面接触の3モードを均一にサンプリングする接触遷移サンプラを開発。2〜7自由度のマニピュレータで長期的な接触系列計画が可能なことを示した。
原題: Efficient Sampling of Transition Constraints for Motion Planning under Sliding Contacts ／ Marie-Therese Khoury, Andreas Orthey, Marc Toussaint
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
衝突を活用したサンプリングベースのマルチコプタ経路計画
衝突耐性のあるマルチコプタ向けに、RRT*を基盤として衝突を積極的に利用するサンプリングベース経路計画手法を提案し、トンネルのような狭い空間での性能向上と軌道追従実験を示した。
原題: Exploiting collisions for sampling-based multicopter motion planning ／ Jiaming Zha, Mark W. Mueller
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 → - 論文表現学習機械学習
表現が重要：ロボティクスにおける知覚と探索の改善
3Dブロックの持ち上げ・積み上げ・押し出しタスクで、学習済み・手設計の複数の表現をエージェント入力と補助タスクの2用途で比較し、次元数・観測性・分離性の観点から「良い表現」の性質を体系的に評価した論文。
原題: Representation Matters: Improving Perception and Exploration for Robotics ／ Markus Wulfmeier, Arunkumar Byravan, Tim Hertweck 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
知覚・注目・運転：安全な自動運転のための空間的注意の学習
運動計画に直接向けたスパース注意モジュールを備えたEnd-to-End自動運転ネットワークを提案し、重要な領域に集中計算することで安全性と解釈性を向上させた。
原題: Perceive, Attend, and Drive: Learning Spatial Attention for Safe Self-Driving ／ Bob Wei, Mengye Ren, Wenyuan Zeng 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 → - 論文群制御ロボティクス
フロー分解による高速な準最適異種タスク割り当て
異種能力を持つマルチロボットのタスク割り当てを、最小費用流で解ける同種サブ問題に分解し、最適解の1/2以上の近似保証で高速に解く手法を提案した。
原題: Fast Near-Optimal Heterogeneous Task Allocation via Flow Decomposition ／ Kiril Solovey, Saptarshi Bandyopadhyay, Federico Rossi 他
日本語で読む → - 論文動力学モデリングロボティクス
オフロード自律走行車両のためのマルチモーダル動力学モデリング
視覚・LiDAR・固有感覚を統合し、テスト時に一部モダリティが欠けても頑健に長期軌道予測を行う動力学モデルを提案し、森林走行データで有効性を示した。
原題: Multimodal dynamics modeling for off-road autonomous vehicles ／ Jean-François Tremblay, Travis Manderson, Aurélio Noca 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
自己教師あり学習による正確な注ぎ動作の獲得と汎化
教師なしデモから注ぎのダイナミクスと動作を自己教師あり学習し、未知の容器にも自己練習で汎化して高精度な注ぎを実現した。
原題: Robot Gaining Accurate Pouring Skills through Self-Supervised Learning and Generalization ／ Yongqiang Huang, Juan Wilches, Yu Sun
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
半構造化環境で建設資材を自律的に位置推定・把持・精密配置する移動マニピュレータ
照明変化や外部測位に依存せず、屋内外で建設資材の自律的な位置推定・把持・運搬・配置を行う移動マニピュレータを開発し、ドローンとの協調で知覚範囲を拡張した。
原題: Mobile Manipulator for Autonomous Localization, Grasping and Precise Placement of Construction Material in a Semi-structured Environment ／ Petr Stibinger, George Broughton, Filip Majer 他
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 → - 論文マルチロボット制御ロボティクス
イベント駆動型信号時相論理による単一・複数ロボットのタスク合成
環境イベントに反応するタスクを記述するEvent-based STLを提案し、オートマタと制御バリア関数を組み合わせて仕様を満たすロボット行動を合成する手法を示した。
原題: Event-Based Signal Temporal Logic Synthesis for Single and Multi-Robot Tasks ／ David Gundana, Hadas Kress-Gazit
日本語で読む → - 論文マルチエージェント協調知覚画像認識
位置誤差を推定・補正する協調通信を学習する自動運転マルチエージェント知覚
自動運転車同士が協調して物体検出と軌道予測を行う際、位置推定ノイズで性能が落ちる問題に対し、通信・誤差推定・合意形成を学習する枠組みを提案し、厳しい位置ノイズ下での頑健性を大幅に改善した。
原題: Learning to Communicate and Correct Pose Errors ／ Nicholas Vadivelu, Mengye Ren, James Tu 他
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SLAMロボティクス
LiDARベースSLAMシステムによる無人航空機制御の比較
Cartographer・LOAM・HDL graph SLAMをオフラインと飛行制御系への統合の両面で比較し、姿勢推定性能と制御性能を評価した。
原題: A Comparison of LiDAR-based SLAM Systems for Control of Unmanned Aerial Vehicles ／ Robert Milijas, Lovro Markovic, Antun Ivanovic 他
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