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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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
学習した暗黙的衝突関数を用いた物体の再配置
シーンと対象物体の点群から6自由度姿勢の衝突を予測する学習モデルを構築し、MPPI方針と組み合わせて遮蔽のある卓上での把持・配置計画を実現した。
原題: Object Rearrangement Using Learned Implicit Collision Functions ／ Michael Danielczuk, Arsalan Mousavian, Clemens Eppner 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
屋内動的環境向けRGB-D SLAMアルゴリズム
RGB-Dカメラの深度情報で動物体を除去し、光度・深度誤差の最適化と反復処理で静的背景とカメラ姿勢を高精度に推定する屋内動的環境向けSLAMを提案した。
原題: A RGB-D SLAM Algorithm for Indoor Dynamic Scene ／ Deng Su, Dehong Chong
日本語で読む → - 論文最適制御ロボティクス
因子グラフによる等式制約付き線形最適制御
等式制約付きLQR問題を制約付き因子グラフで表現し、修正グラム・シュミット法を用いた変数消去で最適軌道とフィードバック制御則を線形計算量で求める手法を提案した論文。
原題: Equality Constrained Linear Optimal Control With Factor Graphs ／ Shuo Yang, Gerry Chen, Yetong Zhang 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
環境適応型クアッドロータ経路計画
障害物分布と機体状態に応じて飛行の積極性を自動調整し、安全で滑らかな軌道を生成する環境適応型プランナを提案した論文。
原題: EVA-Planner: Environmental Adaptive Quadrotor Planning ／ Lun Quan, Zhiwei Zhang, Xingguang Zhong 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
強化学習による適応的プランナパラメータ学習
強化学習でナビゲーションのパラメータ選択方策を学習し、多様な環境で既存プランナを適応させる手法APPLRを提案し、実機・シミュレーションで固定パラメータや人間教示ベース手法を上回ることを示した。
原題: APPLR: Adaptive Planner Parameter Learning from Reinforcement ／ Zifan Xu, Gauraang Dhamankar, Anirudh Nair 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
研究向けモジュール式ロボットアーム制御スタック：Franka-InterfaceとFrankaPy
Franka Emika Panda研究用ロボットにカスタマイズ可能で扱いやすいインターフェースを提供するモジュール式制御スタックを開発した。高レベル命令をスキルとして抽象化し、C++の1kHz低レベル制御とPythonの高レベル命令を組み合わせ、外部センサフィードバックもリアルタイムで流し込める。
原題: A Modular Robotic Arm Control Stack for Research: Franka-Interface and FrankaPy ／ Kevin Zhang, Mohit Sharma, Jacky Liang 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
皮膚越しに見る：新規視触覚センサによる物体認識
半透明の皮膚を持つ光学式触覚センサを開発し、内部照明条件で触覚と視覚の両モードを切り替え、深層学習で視覚と触覚を融合して物体認識・テクスチャ認識・物性推定を行う。
原題: Seeing Through your Skin: Recognizing Objects with a Novel Visuotactile Sensor ／ Francois Robert Hogan, Michael Jenkin, Sahand Rezaei-Shoshtari 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
家庭内ロボットマラソン実験
家庭環境で移動マニピュレーションの多様なタスクを長時間完全自律で実行し、スケーラビリティとロバスト性を評価した実験。
原題: The Robot Household Marathon Experiment ／ Gayane Kazhoyan, Simon Stelter, Franklin Kenghagho Kenfack 他
日本語で読む → - 論文Visual SLAM画像認識
Visual SLAMのための回転平均化の限界を押し広げる
単眼Visual SLAMにおいて、回転と並進を分離して回転平均化を活用することで、計算コスト・収束性・初期化依存の課題を緩和し、精度・効率・ロバスト性を向上させる最適化手法を提案した論文。
原題: Pushing the Envelope of Rotation Averaging for Visual SLAM ／ Xinyi Li, Lin Yuan, Longin Jan Latecki 他
日本語で読む → - 論文視覚ナビゲーション/メタ学習ロボティクス
メタ学習による視覚ナビゲーションスキルの新しい観測への少数ショット適応
知覚ネットワークと推論ネットワークの間に潜在特徴を設け、推論側を固定したまま知覚側をメタ学習で素早く適応させることで、新しいセンサ構成や目標色に対して3ショットでナビゲーション方策を適応できる手法を提案した。
原題: A Few Shot Adaptation of Visual Navigation Skills to New Observations using Meta-Learning ／ Qian Luo, Maks Sorokin, Sehoon Ha
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
高ダイナミック二足ホッピングのための新しい制御器に関する技術報告
股関節駆動型Penn Jerboaの跳躍制御として、着地速度を径方向に揃えて減衰損失を補い、股関節トルクで前後速度を目標角運動量に制御する「迎角制御」を提案し、解析的予測と実機実験で0.4〜2.5 m/sの安定歩行を実証した。
原題: Technical Report: A New Hopping Controller for Highly Dynamical Bipeds ／ Shane Rozen-Levy, Daniel E. Koditschek
日本語で読む → - 論文ビジュアルサーボ/適応制御ロボティクス
未校正ロボットシステムのハイブリッドビジュアルサーボによる動的追従制御：矮化栽培果樹園の収穫向け
カメラ内部・外部パラメータやロボット動力学が未知の矮化果樹園収穫ロボットに対し、ハイブリッドビジュアルサーボ適応追従制御器と3つの適応則を提案し、リアプノフ理論で漸近収束を証明した研究。
原題: Hybrid Visual Servoing Tracking Control of Uncalibrated Robotic Systems for Dynamic Dwarf Culture Orchards Harvest ／ Tao Li, Quan Qiu, Chunjiang Zhao
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
ZoomTouch：ジェスチャー認識によるZoom上の複数ユーザー遠隔ロボット操作
Zoom会議の映像からDNNでジェスチャーを認識し、複数ユーザーがリアルタイムで遠隔ロボットを操作して物体を巧みに扱える技術を提案。COVID-19検査ラボでの応用を例示。
原題: ZoomTouch: Multi-User Remote Robot Control in Zoom by DNN-based Gesture Recognition ／ Ilya Zakharkin, Arman Tsaturyan, Miguel Altamirano-Cabrera 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
可変摩擦指と外部接触を用いた3Dハンド内操作の領域ベース計画
可変摩擦のロボット指と外部接触を活用し、接触領域をA*で探索する領域ベース計画により3Dハンド内操作を実現した研究。
原題: Region-Based Planning for 3D Within-Hand-Manipulation via Variable Friction Robot Fingers and Extrinsic Contacts ／ Alp Sahin, Adam J. Spiers, Berk Calli
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
ロボットは人間を信頼できるか？信頼度駆動型の人間誘導ナビゲーションへの深層強化学習アプローチ
人間の言語指示の信頼性を評価する信頼度指標を強化学習に組み込み、信頼できる案内だけを活用して目的地へ効率的に移動するロボットナビゲーション手法を提案し、シミュレーションと実環境で有効性を示した。
原題: Can a Robot Trust You? A DRL-Based Approach to Trust-Driven Human-Guided Navigation ／ Vishnu Sashank Dorbala, Arjun Srinivasan, Aniket Bera
日本語で読む → - 論文人間参加型計画ロボティクス
非文脈バンディットフィードバックを用いた人間参加型ロボット計画
人間の満足度を最大化するロボット軌道計画のため、オートエンコーダで次元削減した潜在空間上で半教師ありベイズ最適化を行い、人間からの理由を伴わない満足度フィードバックで軌道を改善する手法を提案した。
原題: Human-in-the-Loop Robot Planning with Non-Contextual Bandit Feedback ／ Yijie Zhou, Yan Zhang, Xusheng Luo 他
日本語で読む → - 論文群制御math.OC
最適輸送に基づく群ロボットのカバレッジ制御：ボロノイ分割法の一般化
最適輸送の概念を用いてカバレッジ制御を定式化し、既存のボロノイ分割法を特殊ケースとして含む新しい制御手法OTCCを提案した。リアプノフ安定性解析と数値実験により既存手法より高精度に目標分布を再現できることを示した。
原題: Optimal Transport-based Coverage Control for Swarm Robot Systems: Generalization of the Voronoi Tessellation-based Method ／ Daisuke Inoue, Yuji Ito, Hiroaki Yoshida
日本語で読む → - 論文物体受け渡しロボティクス
任意物体の反応型ヒューマン・トゥ・ロボット受け渡し
視覚と閉ループ運動計画を組み合わせ、未知の多様な物体を人からロボットへリアルタイムに受け渡すシステムを提案し、26物体のベンチマークとユーザー研究で有効性を示した。
原題: Reactive Human-to-Robot Handovers of Arbitrary Objects ／ Wei Yang, Chris Paxton, Arsalan Mousavian 他
日本語で読む → - 論文点群シーンフロー画像認識
学習あり・なし両対応の点群シーンフロー推定
点群のグラフラプラシアンでシーンフローを「できるだけ剛体的」に正則化する目的関数を提案し、自己教師あり学習にも学習なしの最適化にも使える手法を実現した。
原題: Scene Flow from Point Clouds with or without Learning ／ Jhony Kaesemodel Pontes, James Hays, Simon Lucey
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
実世界ロボット強化学習のための反事実予測のオフライン学習
視覚と力覚のマルチモーダル観測から関節速度を出力する方策を、オフラインサンプルで学習した反事実予測と力覚フィードバックを組み合わせて、終端報酬のみで効率的に実世界強化学習する手法を提案した論文。
原題: Offline Learning of Counterfactual Predictions for Real-World Robotic Reinforcement Learning ／ Jun Jin, Daniel Graves, Cameron Haigh 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 → - 論文ネットワーク化知覚ロボティクス
タスク関連表現学習によるネットワーク化ロボット知覚
ロボットの高次タスクに必要な情報だけを残すよう知覚モデルと共設計した圧縮表現を学習し、従来法より最大11倍の圧縮を実現した論文。
原題: Task-relevant Representation Learning for Networked Robotic Perception ／ Manabu Nakanoya, Sandeep Chinchali, Alexandros Anemogiannis 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
視覚的sim2real転移におけるドメインランダム化のベンチマーク
物体姿勢推定タスクでドメインランダム化の設計選択を実機評価し、高品質画像を少数使う方が低品質画像を大量に使うより優れ、妨害物体とテクスチャの両方が未知環境への汎化に重要と示した。
原題: Benchmarking Domain Randomisation for Visual Sim-to-Real Transfer ／ Raghad Alghonaim, Edward Johns
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
リスク考慮型マルチ目的巡回セールスマン問題に対するサブモジュラー最適化
不確実なコストと報酬を持つマルチ目的TSPにおいて、CVaRを最大化するリスク考慮型貪欲アルゴリズムを提案し、近似保証とシミュレーション検証を示した論文。
原題: Risk-Aware Submodular Optimization for Multi-objective Travelling Salesperson Problem ／ Rishab Balasubramanian, Lifeng Zhou, Pratap Tokekar 他
日本語で読む → - 論文点群位置合わせ画像認識
SpinNet：3D点群位置合わせのための汎用表面記述子の学習
局所表面を円筒空間に変換しSO(2)同変な特徴抽出を行うことで、回転不変かつ情報量の多い3D局所記述子を学習する手法を提案し、屋内・屋外データセットで既存手法を大きく上回る性能と異なるセンサ間での高い汎化性能を示した。
原題: SpinNet: Learning a General Surface Descriptor for 3D Point Cloud Registration ／ Sheng Ao, Qingyong Hu, Bo Yang 他
日本語で読む → - 論文点群位置合わせ画像認識
仮想対応点を用いたエンドツーエンド3D点群位置合わせ学習
LPD-Netとself/cross-attentionで2つの点群の特徴を抽出し、ソフトポインタで仮想対応点を生成してSVDで位置合わせを解くエンドツーエンド手法を提案した論文。
原題: End-to-End 3D Point Cloud Learning for Registration Task Using Virtual Correspondences ／ Zhijian Qiao, Huanshu Wei, Zhe Liu 他
日本語で読む → - 論文逆運動学ロボティクス
直動関節を含む5自由度ロボットアームの解析的逆運動学
1つの直動関節と4つの回転関節を持つ5自由度アームについて、幾何投影と可動範囲制限により逆運動学の解析解を導出し、ランダムな手先姿勢の再構成で位置誤差2cm未満・姿勢誤差4度未満を確認した。
原題: Analytical Inverse Kinematics for a 5-DoF Robotic Arm with a Prismatic Joint ／ Vighnesh Vatsal, Guy Hoffman
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
空間グラフニューラルネットワークを用いたマルチロボットの被覆と探索
被覆問題を空間グラフとして離散化し、グラフニューラルネットワークで専門家の経路計画を模倣する制御器を学習。大規模な地図や多数のロボットへ汎化でき、探索タスクでは計画ベース手法を上回ることを示した。
原題: Multi-Robot Coverage and Exploration using Spatial Graph Neural Networks ／ Ekaterina Tolstaya, James Paulos, Vijay Kumar 他
日本語で読む → - 論文深度推定画像認識
不確実性予測を伴う深層マルチビュー深度推定
オプティカルフローで対応点を求め三角測量した初期深度を、反復改良ネットワークで高精度化し、同時に深度の不確実性も予測する手法を提案した。
原題: Deep Multi-view Depth Estimation with Predicted Uncertainty ／ Tong Ke, Tien Do, Khiem Vuong 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
強化学習による両腕ロボットの縫合針持ち替えの高速動作計画
両腕ロボットで縫合針を持ち替える動作を強化学習で高速に計画する手法を提案し、サンプリングベース計画の実演で学習を加速、エンドエフェクタ基準の状態・行動空間により任意のロボット構成に適用可能とした。
原題: Bimanual Regrasping for Suture Needles using Reinforcement Learning for Rapid Motion Planning ／ Zih-Yun Chiu, Florian Richter, Emily K. Funk 他
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