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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 → - 論文軌道計画ロボティクス
限られたチャネル知識下での通信を考慮した省エネ軌道計画
無線通信しながら目標地点へ移動するロボットのため、機械的エネルギー消費を抑えつつ通信量を最大化する軌道（経路と速度プロファイル）を最適化する手法を提案し、ドローンの現実的なモデルでシミュレーション検証した。
原題: Communication-Aware Energy Efficient Trajectory Planning with Limited Channel Knowledge ／ D. Bonilla Licea, M. Bonilla, M. Ghogho 他
日本語で読む → - 論文知識表現ロボティクス
自律ロボットエージェントのための社会・物理活動モデルSOMAの基礎
日常活動の物理的・社会的文脈を統合的に表現する知識モデルSOMAを提案し、曖昧な自然言語指示を抽象的な計画知識で補完してロボットがタスクを遂行できる枠組みを示した論文。
原題: Foundations of the Socio-physical Model of Activities (SOMA) for Autonomous Robotic Agents ／ Daniel Beßler, Robert Porzel, Mihai Pomarlan 他
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 → - 論文強化学習ロボティクス
卓球ロボットにおけるサンプル効率の良い強化学習
卓球ロボットを例に、1ステップ環境と決定論的方策勾配法を組み合わせ、200エピソード未満の学習で高精度な返球を実現したサンプル効率の良い強化学習手法を提案した論文。
原題: Sample-efficient Reinforcement Learning in Robotic Table Tennis ／ Jonas Tebbe, Lukas Krauch, Yapeng Gao 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
受動的ナビゲーション計画アルゴリズムによる移動ロボットの衝突回避制御
フラクタルインピーダンス制御と弾性バンドを組み合わせ、低計算資源で滑らかな経路計画と衝突回避を実現する受動的制御手法を提案し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: A Passive Navigation Planning Algorithm for Collision-free Control of Mobile Robots ／ Carlo Tiseo, Vladimir Ivan, Wolfgang Merkt 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
不完全なセンシング情報下での知識拡張型巧みな把持
物体のラベルや自然言語記述から属性を解析し、知識ベースで補完して把持戦略を決定する手法を提案。多指ハンドの把持をシミュレーションと実機で評価した。
原題: Knowledge-Augmented Dexterous Grasping with Incomplete Sensing ／ Bharath Rao, Hui Li, Krishna Krishnan 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
RISE-SLAM: リソース認識型逆シュミット推定器によるSLAM
シュミット・カルマンフィルタの考え方を情報領域で再構成し、メモリ線形・計算コスト調整可能な一貫性のある近似推定法RISEを提案。探索/再定位フェーズで構成を切り替える視覚慣性SLAMを実現し、公開データセットで精度と効率の優位性を示した。
原題: RISE-SLAM: A Resource-aware Inverse Schmidt Estimator for SLAM ／ Tong Ke, Kejian J. Wu, Stergios I. Roumeliotis
日本語で読む → - 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 → - 論文能動学習ロボティクス
サンプリング手法が重要：ロボット言語獲得のための能動学習
ロボットの言語獲得タスク3種に能動学習を適用し、データ選択手法が学習効率に与える影響を分析した研究。代表性と多様性を兼ね備えたサンプリングが重要であることを示した。
原題: Sampling Approach Matters: Active Learning for Robotic Language Acquisition ／ Nisha Pillai, Edward Raff, Francis Ferraro 他
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 → - 論文水中マニピュレーションロボティクス
位置・トルク制約下における水中マニピュレータの強化学習制御
水中マニピュレータの位置制御に対し、トルクと位置の制約を満たすアクター・クリティック型強化学習による低レベル制御器を提案し、シミュレーションで有効性を示した論文。
原題: A reinforcement learning control approach for underwater manipulation under position and torque constraints ／ Ignacio Carlucho, Mariano De Paula, Gerardo G. Acosta 他
日本語で読む → - 論文自動運転知覚画像認識
自動運転知覚のための分布外検出
訓練時にOODデータを必要とせず推論コストも増やさない分布外検出法を提案し、実世界の自動車データセットで最先端手法を上回った。
原題: Out-of-Distribution Detection for Automotive Perception ／ Julia Nitsch, Masha Itkina, Ransalu Senanayake 他
日本語で読む → - 論文脚式ロボットロボティクス
アクチュエータの機械的損失が脚式ロボットの運動方程式に与える動的影響
アクチュエータの効率がロボット全体の運動方程式にどう伝播するかを定式化し、関節摩擦により見かけの慣性が増大することや高ギア比・低効率アクチュエータが静的により大きな外部荷重を支えられることを示した。
原題: The dynamic effect of mechanical losses of actuators on the equations of motion of legged robots ／ Young-woo Sim, Joao Ramos
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SLAMロボティクス
物体グラフで屋内を再構成するスケーラブルSLAM
屋内シーンを物体のグラフとして表現し、意味情報を活用したデータ関連付けと2.5D描画でドリフトのない大規模再構成を実現する高速SLAMシステムを提案した。
原題: Compositional Scalable Object SLAM ／ Akash Sharma, Wei Dong, Michael Kaess
日本語で読む → - 論文描画ロボティクスロボティクス
顔写真を一筆書きのジョルダン曲線で描くロボットシステム「Chitrakar」
顔画像をマスクR-CNNや点描処理で点群に変換し、巡回セールスマン問題と交差除去で自己交差のない一筆書き経路を生成してロボットアームで描画するシステムを提案した。
原題: Chitrakar: Robotic System for Drawing Jordan Curve of Facial Portrait ／ Aniruddha Singhal, Ayush Kumar, Shivam Thukral 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
最適解の微分によるマニピュレータ軌道のタスク摂動への高速適応
タスク制約の変化に対する最適解の解析的勾配を求め、線探索で軌道を変形させることで、軌道最適化を再実行するより最大160倍高速に軌道を適応させる手法を提案した。
原題: Fast Adaptation of Manipulator Trajectories to Task Perturbation By Differentiating through the Optimal Solution ／ Shashank Srikanth, Mithun Babu, Houman Masnavi 他
日本語で読む → - 論文物体検出画像認識
自動運転における確率的物体検出のレビューと比較研究
自動運転向けの不確かさを考慮した物体検出手法を体系的にレビューし、公開データセット上で厳密に比較評価した研究。
原題: A Review and Comparative Study on Probabilistic Object Detection in Autonomous Driving ／ Di Feng, Ali Harakeh, Steven Waslander 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ピクセルから脚へ：四足歩行の階層的学習
階層強化学習により、四足ロボットがカメラ画像から障害物を避けつつ歩行・経路計画を同時に学習できることを示した論文。
原題: From Pixels to Legs: Hierarchical Learning of Quadruped Locomotion ／ Deepali Jain, Atil Iscen, Ken Caluwaerts
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 → - 論文折り紙ロボティクスロボティクス
レーザー成形折り紙を例にしたシミュレーション・イン・ザ・ループによる折り畳み動作計画
熱・化学・電磁気などの物理現象を伴う自己折り畳み構造の設計において、計算コストの高い物理シミュレーションを動作計画に組み込み、幾何学だけでなく物理特性も考慮して折り畳みやすさを評価する手法を提案した。
原題: Planning Folding Motion with Simulation in the Loop Using Laser Forming Origami and Thermal Behaviors as an Example ／ Yue Hao, Weilin Guan, Edwin A Peraza Hernandez 他
日本語で読む → - 論文UAV自律着陸ロボティクス
動的時間カメラ-LiDAR融合による非協力環境でのUAVの堅牢な自律着陸
低コストLiDARとステレオカメラを搭載したUAVで、動的時間深度補完と深度マップ自己評価により未知環境でも安全な着陸地点を自律的に選定する手法を提案した。
原題: Robust Autonomous Landing of UAV in Non-Cooperative Environments based on Dynamic Time Camera-LiDAR Fusion ／ Lyujie Chen, Xiaming Yuan, Yao Xiao 他
日本語で読む → - 論文水中ロボティクス画像認識
DARE: マルチチャネルCNNを用いたAUV監督のためのダイバー行動認識システム
ステレオ画像をマルチチャネルCNNで融合し、木構造の深層分類器でダイバーのジェスチャーをリアルタイム認識するAUV監督システムを提案した論文。
原題: DARE: AI-based Diver Action Recognition System using Multi-Channel CNNs for AUV Supervision ／ Jing Yang, James P. Wilson, Shalabh Gupta
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 → - 論文移動ロボット/通信ロボティクス
未知の通信速度下での移動ロボットによるデータ送信とナビゲーションの学習制御
位置依存で未知の無線通信速度をサンプルから学習し、最適制御と組み合わせてデータ送信を最短時間で行う手法を提案。目標移動や障害物回避も扱い、実機ドローンで検証した。
原題: Learning control for transmission and navigation with a mobile robot under unknown communication rates ／ L. Busoniu, V. S. Varma, J. Loheac 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
視覚移動ポリシーのゼロショット地形汎化
3D LiDARの生入力を直接用いるマルチタスク強化学習で脚式ロボットの移動制御器を学習し、階段や不整地など13種類の未知環境でゼロショット汎化を実現した。
原題: Zero-Shot Terrain Generalization for Visual Locomotion Policies ／ Alejandro Escontrela, George Yu, Peng Xu 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
身体性ナビゲーションエージェントのSim2Real転移のための双方向ドメイン適応
実世界とシミュレーションのギャップを双方向に埋める手法BDAを提案し、PointGoalナビゲーションで5kサンプルのみで約600kサンプル相当の性能を達成した。
原題: Bi-directional Domain Adaptation for Sim2Real Transfer of Embodied Navigation Agents ／ Joanne Truong, Sonia Chernova, Dhruv Batra
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