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 →- 論文ベイズ最適化ロボティクス
慎重なベイズ最適化による効率的でスケーラブルな方策探索
ベイズ最適化の方策探索空間を予測不確実性の劣位集合に制限することで、高次元空間でもスケールし、システム破損リスクを抑える手法を提案し、モータースキルやsim2real課題で有効性を示した。
原題: Cautious Bayesian Optimization for Efficient and Scalable Policy Search ／ Lukas P. Fröhlich, Melanie N. Zeilinger, Edgar D. Klenske
日本語で読む → - 論文オフライン強化学習ロボティクス
潜在行動空間を用いたオフライン強化学習
方策を潜在行動空間で学習することでデータ分布外の行動選択を自然に防ぎ、ロボットを含む連続制御タスクで既存手法を上回る性能を示した論文。
原題: PLAS: Latent Action Space for Offline Reinforcement Learning ／ Wenxuan Zhou, Sujay Bajracharya, David Held
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
鏡面・対称物体の6D姿勢推定
単眼RGBカメラのみを用い、データ駆動型のCNNで鏡面金属物体の6D姿勢を推定し、対称性を扱うコスト関数を提案して把持の実現可能性を示した論文。
原題: Pose Estimation of Specular and Symmetrical Objects ／ Jiaming Hu, Hongyi Ling, Priyam Parashar 他
日本語で読む → - 論文探索計画ロボティクス
微分可能な情報利得を用いた未知2D環境のロボット探索
フロンティアベースの情報利得を微分可能な関数として再定式化し、サンプリング計画と勾配最適化を組み合わせて未知環境の探索経路を効率的に生成する手法を提案した。
原題: Robotic Exploration of Unknown 2D Environment Using a Frontier-based Automatic-Differentiable Information Gain Measure ／ Di Deng, Runlin Duan, Jiahong Liu 他
日本語で読む → - 論文交通流制御/マルチエージェントRL制御
分散型自動運転車とマルチエージェント強化学習による混合交通流の最適化
サンフランシスコ・オークランド・ベイブリッジの縮小モデルである二段階ボトルネックにおいて、完全分散型のマルチエージェント強化学習で自動運転車を制御し、混入率5%で20%、40%で33%のスループット改善を達成した。手設計のフィードバック制御より優れ、局所センシングのみでも有効な戦略が可能なことを示した。
原題: Optimizing Mixed Autonomy Traffic Flow With Decentralized Autonomous Vehicles and Multi-Agent RL ／ Eugene Vinitsky, Nathan Lichtle, Kanaad Parvate 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
複数センサの把持力信号の相関が複雑な課題-ユーザ系における把持制御戦略を明らかにする
複数箇所の把持力センサデータを相関分析し、熟練度や利き手の違いによる把持制御戦略の差異を明らかにした研究。
原題: Correlating grip force signals from multiple sensors highlights prehensile control strategies in a complex task-user system ／ Birgitta Dresp-Langley, Florent Nageotte, Philippe Zanne 他
日本語で読む → - 論文3D位置合わせ画像認識
RANSAC仮説と3D剛体位置合わせのための効率的でロバストな評価指標
RANSACによる6自由度姿勢推定の仮説評価指標を改善し、インライアとアウトライアの寄与を分析して効率的・ロバストな複数の指標を提案、4つの標準データセットで位置合わせ精度と速度の向上を実証した論文。
原題: On Efficient and Robust Metrics for RANSAC Hypotheses and 3D Rigid Registration ／ Jiaqi Yang, Zhiqiang Huang, Siwen Quan 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
学習したキーポイントで密な結び目を解く
ロープやケーブルの密な結び目を解くため、学習ベースの知覚と幾何プランナを組み合わせたHULKを提案し、シミュレーションとda Vinci手術ロボットで有効性を示した。
原題: Untangling Dense Knots by Learning Task-Relevant Keypoints ／ Jennifer Grannen, Priya Sundaresan, Brijen Thananjeyan 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
再帰的信念更新による暗黙的な目標記述の接地に基づく屋内ロボットナビゲーション
自然言語の目的地指示を文法単位に分解し、地図上の領域信念分布を再帰的に更新することで高レベルなナビ計画へ変換する手法を提案し、実オフィス環境で有効性を示した。
原題: Grounding Implicit Goal Description for Robot Indoor Navigation Via Recursive Belief Update ／ Rui Chen, Jinxin Zhao, Liangjun Zhang
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
キャプチャーステップ：ヒューマノイドロボットのための堅牢な歩行
外乱に対して即座に足の着地位置とタイミングを修正するキャプチャーステップを用い、少ないセンサと計算で全方向歩行と強い押し復元能力を実現した枠組みを提案。
原題: Capture Steps: Robust Walking for Humanoid Robots ／ Marcell Missura, Maren Bennewitz, Sven Behnke
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
双安定性を持つ葉状折り紙による自己適応型把持動作
ハエトリグサに着想を得た双安定の葉状折り紙構造を提案し、電源なしで物体を自己適応的に把持する動作を実現した。
原題: Leaf-like Origami with Bistability for Self-Adaptive Grasping Motions ／ Hiromi Yasuda, Kyle Johnson, Vicente Arroyos 他
日本語で読む → - 論文自動運転安全性ロボティクス
Waymoの公道における安全性実績データ
Waymoがフェニックスで610万マイル超の自動運転（うち無人の6.5万マイル）を走行した際の衝突・接触事象を実データと反事実シミュレーションで分析し、重傷級の事故はゼロだったと報告した論文。
原題: Waymo Public Road Safety Performance Data ／ Matthew Schwall, Tom Daniel, Trent Victor 他
日本語で読む → - 論文手術ロボティクス画像認識
手術ロボティクスにおけるマルチモーダル自己教師あり表現学習による自動ジェスチャー認識
手術動画とキネマティクスから自己教師あり・マルチモーダル表現を学習し、術者ジェスチャー認識・タスク間転移・術者技能分類の精度を定量的に示した研究。
原題: Multimodal and self-supervised representation learning for automatic gesture recognition in surgical robotics ／ Aniruddha Tamhane, Jie Ying Wu, Mathias Unberath
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
実動画からの近似状態推定による物体操作スキルの学習
2D視覚認識と微分可能レンダリングを用いて動画から手と物体の粗い3D状態を教師なしで推定し、その軌道を強化学習の報酬として物体操作スキルを学習、実機ロボットへ転移できることを示した。
原題: Learning Object Manipulation Skills via Approximate State Estimation from Real Videos ／ Vladimír Petrík, Makarand Tapaswi, Ivan Laptev 他
日本語で読む → - 論文外骨格/強化学習ロボティクス
強化学習による股関節外骨格の最適・適応的パーソナライズ
人間-ロボット動力学のモデル化なしに強化学習で歩行時の股関節外骨格のアシストトルクを最適かつ適応的に個人調整する枠組みを提案し、健常者で有効性を検証した。
原題: A Data-Driven Reinforcement Learning Solution Framework for Optimal and Adaptive Personalization of a Hip Exoskeleton ／ Xikai Tu, Minhan Li, Ming Liu 他
日本語で読む → - 論文自動運転・行動推論ロボティクス
StylePredict：軌跡から人間ドライバーの行動を推論する機械理論オブマインド
車両の軌跡をスペクトル解析や中心性関数で解析し、人間ドライバーの運転スタイルを推論する機械理論オブマインド手法を提案し、米中印星の交通文化を分析した。
原題: StylePredict: Machine Theory of Mind for Human Driver Behavior From Trajectories ／ Rohan Chandra, Aniket Bera, Dinesh Manocha
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
スマートフォン向け都市規模の協調拡張現実を実現する生涯学習型地図
都市規模の共有AR体験をスマホで実現するため、生涯学習型マッピングと複数端末のSLAM同期を提案し、サンフランシスコで数百km規模の実運用と大規模データセット公開を行った。
原題: Collaborative Augmented Reality on Smartphones via Life-long City-scale Maps ／ Lukas Platinsky, Michal Szabados, Filip Hlasek 他
日本語で読む → - 論文自動運転シミュレーションロボティクス
大規模混在都市交通における自動運転シミュレータSUMMIT
CARLAを拡張し、OpenStreetMap上の任意の都市で多様な交通参加者の挙動を模擬する高忠実度シミュレータSUMMITを提案。多エージェント運動モデルGAMMAとPOMDPプランナContext-POMDPを備え、群衆運転アルゴリズムの開発・評価を可能にする。
原題: Simulating Autonomous Driving in Massive Mixed Urban Traffic ／ Yuanfu Luo, Panpan Cai, Yiyuan Lee 他
日本語で読む → - 論文機構設計ロボティクス
挙動仕様から折り畳み機構を計算設計・製作する手法
直交二層波板機構の面内・面外剛性を設計パラメータの式で表し、重量最小化の最適化で仕様から折り畳みパターンを自動生成する迅速設計法を提案した。
原題: Computational Design and Fabrication of Corrugated Mechanisms from Behavioral Specifications ／ Chang Liu, Wenzhong Yan, Ankur Mehta
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
動的環境における車両型ロボットのための探索ベースオンライン軌道計画
動き回る障害物が多い環境で車両型ロボットが安全かつ時間的にほぼ最適な軌道をミリ秒単位で生成できる、探索ベースのオンライン部分動作計画手法を提案した論文。
原題: Search-Based Online Trajectory Planning for Car-like Robots in Highly Dynamic Environments ／ Jiahui Lin, Tong Zhou, Delong Zhu 他
日本語で読む → - 論文把持推定ロボティクス
マルチタスク学習と位置損失による単眼画像からのロボット把持性能の改善
単眼カラー画像からの把持推定CNNに、深度再構成の補助タスクと把持可能点のみに着目する位置損失を導入し、把持成功率を72%から79%へ向上させた研究。
原題: Improving Robotic Grasping on Monocular Images Via Multi-Task Learning and Positional Loss ／ William Prew, Toby Breckon, Magnus Bordewich 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 → - 論文飛行ロボットロボティクス
衝突に強いクアッドロータの設計・衝突特性評価・衝突後の飛行継続のための復帰制御
柔軟アームとホールセンサで衝突を検知・吸収し、衝突後も滑らかな軌道で飛行を継続する復帰制御を実現したクアッドロータの研究。
原題: Toward Impact-resilient Quadrotor Design, Collision Characterization and Recovery Control to Sustain Flight after Collisions ／ Zhichao Liu, Konstantinos Karydis
日本語で読む → - 論文能動視覚/強化学習ロボティクス
深層強化学習を用いたヒューマノイドサッカーロボットのリアルタイム能動視覚
ヒューマノイドサッカーロボットの頭部視点をDeep Q-learningで最適化し、自己位置推定に有用なランドマークとボールを同時に捉える能動視覚手法を提案した論文。
原題: Real-time Active Vision for a Humanoid Soccer Robot Using Deep Reinforcement Learning ／ Soheil Khatibi, Meisam Teimouri, Mahdi Rezaei
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
高精度自動運転車両モデリングのためのDRFフレームワーク
既存の車両動学モデルに深層ニューラルネットとSVGPを組み合わせた残差補正モデルを付加し、軌道誤差を最大85%削減する枠組みを提案した論文。
原題: DRF: A Framework for High-Accuracy Autonomous Driving Vehicle Modeling ／ Shu Jiang, Yu Wang, Longtao Lin 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
MRPB 1.0：移動ロボット局所計画手法を統一的に評価するベンチマーク
移動ロボットの局所計画手法を公平に比較するため、大規模・未知・動的環境などのシミュレーションシナリオと安全性・効率性・滑らかさの評価指標を備えた統一ベンチマークMRPB 1.0を提案した論文。
原題: MRPB 1.0: A Unified Benchmark for the Evaluation of Mobile Robot Local Planning Approaches ／ Jian Wen, Xuebo Zhang, Qingchen Bi 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
明示的動作を用いない階層型強化学習によるロボット制御
メタ方策が目標状態を操作し、逆動力学モデルが実際の動作を生成する階層型強化学習フレームワークを提案。敵対的学習と情報ボトルネックで訓練を安定化し、状態のみのデモによる模倣学習も可能にした。
原題: NEARL: Non-Explicit Action Reinforcement Learning for Robotic Control ／ Nan Lin, Yuxuan Li, Yujun Zhu 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
アーク溶接ロボットのための点群モデルからの自動シーム抽出による経路計画
手ジェスチャで作業物の点群を取得・再構成し、ノイズ除去後に強度ベースのアルゴリズムで溶接シームを抽出して6自由度の溶接経路を自動生成するシステムを提案した。
原題: Path Planning with Automatic Seam Extraction over Point Cloud Models for Robotic Arc Welding ／ Peng Zhou, Rui Peng, Maggie Xu 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
HAVEN：HRI拡張現実研究のためのUnity製仮想ロボット環境
Unityで構築したVRシミュレーション上で仮想ロボットと対話できるHAVENを提案し、廊下ですれ違うシナリオと人間とロボットが協力して物体を回収するシナリオの2つのHRI実験設計を実装した。
原題: HAVEN: A Unity-based Virtual Robot Environment to Showcase HRI-based Augmented Reality ／ Andre Cleaver, Darren Tang, Victoria Chen 他
日本語で読む → - 論文水中ロボティクス/視覚注意画像認識
自律型水中ロボットによる顕著性誘導型視覚注意モデリング
水中画像の顕著物体検出のため、ボトムアップとトップダウンの二枝を持つ深層ネットワークSVAM-Netを提案し、海洋試験で汎化性能とロボット搭載可能性を示した。
原題: SVAM: Saliency-guided Visual Attention Modeling by Autonomous Underwater Robots ／ Md Jahidul Islam, Ruobing Wang, Junaed Sattar
日本語で読む →