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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 →- 論文柔軟マニピュレータロボティクス
デュアルトライアングル弾性セグメントからなる柔軟直列マニピュレータの力学
デュアルトライアングル型の弾性セグメントで構成された柔軟直列マニピュレータについて、安定・不安定平衡配置と形状を解析・数値的に求め、負荷時と無負荷時の剛性行列を仮想関節法で計算した。初期形状が直線か非直線かで座屈・準座屈が生じることを示し、シミュレーションで理論を検証した。
原題: Mechanics of compliant serial manipulator composed of dual-triangle segments ／ Damien Chablat, Wanda Zhao, Anatol Pashkevich 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/制御ロボティクス
次元削減有限要素モデルによるソフトロボットの最適制御
有限要素モデルをモデル次数削減で低次元化し、逐次凸計画法で軌道追従の最適制御を実現した研究。9768次元のケーブル駆動ソフトロボットのシミュレーションで有効性を示した。
原題: Soft Robot Optimal Control Via Reduced Order Finite Element Models ／ Sander Tonkens, Joseph Lorenzetti, Marco Pavone
日本語で読む → - 論文sim2real機械学習
拡張シミュレーションを用いた複雑な実時間物理問題解決のためのデータ効率学習
物理エンジンとガウス過程回帰の残差モデルを組み合わせ、円形迷路内のビー玉をリアルタイムNMPCで制御する手法を提案した論文。
原題: Data-Efficient Learning for Complex and Real-Time Physical Problem Solving using Augmented Simulation ／ Kei Ota, Devesh K. Jha, Diego Romeres 他
日本語で読む → - 論文安全ナビゲーションロボティクス
メモリ付き学習バリア関数によるロバストな安全ナビゲーション
未知環境での安全なナビゲーションのため、距離センサからオンラインで制御バリア関数を構築し、リプレイメモリ付きでニューラルネットの符号付き距離関数を学習する手法を提案した論文。
原題: Learning Barrier Functions with Memory for Robust Safe Navigation ／ Kehan Long, Cheng Qian, Jorge Cortés 他
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
ドメイン不変表現学習によるSim-to-Real転送
シミュレーションと実環境の入力・出力分布を敵対的学習で同時に整列し、少量の実データで視覚モデルを実環境に適応させる手法を提案。物体認識のsim-to-real転送精度を26.8%から91.0%に改善した。
原題: DIRL: Domain-Invariant Representation Learning for Sim-to-Real Transfer ／ Ajay Kumar Tanwani
日本語で読む → - 論文3Dシーン表現ロボティクス
ロボット操作のための3D動的シーン表現の学習
物体の永続性・非可視形状の完全性・時空間連続性を捉える3Dボリューム表現DSRと、複数回の観測を統合してこれを構築・更新するDSR-Netを提案し、モデル予測制御と組み合わせて押し操作などの計画精度を向上させた。
原題: Learning 3D Dynamic Scene Representations for Robot Manipulation ／ Zhenjia Xu, Zhanpeng He, Jiajun Wu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
冗長性不足ロボットのための動的サブタスク変調による冗長性可用性の向上
冗長性が不足するロボットで複数の制約やサブタスクを遂行するため、仮想二次タスクを動的に変調しサブタスクを統合する制御手法を提案し、零空間投影に基づく枠組みで有効性を示した。
原題: Improving Redundancy Availability: Dynamic Subtasks Modulation for Robots with Redundancy Insufficiency ／ Lu Chen, Lipeng Chen, Xiangchi Chen 他
日本語で読む → - 論文逆運動学ロボティクス
逆運動学を低ランクユークリッド距離行列補完として解く
剛体付着点間の距離行列でロボットの運動学を表し、逆運動学を低ランク行列補完問題としてリーマン最適化で解く手法を提案した。
原題: Inverse Kinematics as Low-Rank Euclidean Distance Matrix Completion ／ Filip Marić, Matthew Giamou, Ivan Petrović 他
日本語で読む → - 論文共有自律/ドローン着陸ロボティクス
ドローン着陸を支援する共有自律システムの学習
RGB-D画像を潜在表現に圧縮する知覚モジュールとTD3で訓練した政策モジュールからなる共有自律手法を提案し、初心者パイロットが熟練者と同等以上に安全な着陸を行えることをユーザー研究で示した。
原題: Learning to Assist Drone Landings ／ Kal Backman, Dana Kulić, Hoam Chung
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
GANで学ぶロボット関節配置の制約付き分布
GANを用いて制約下での有効なロボット関節配置の分布を学習し、高自由度系の高速逆運動学や制約付き動作計画のサンプリング効率化を実現した。
原題: Learning Constrained Distributions of Robot Configurations with Generative Adversarial Network ／ Teguh Santoso Lembono, Emmanuel Pignat, Julius Jankowski 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
連続距離計測を用いた移動ロボットの部分観測下における確率的動作計画
LIDARのような連続観測を持つ移動ロボットのPOMDP動作計画のため、POMCPを拡張したPOMCP++を提案し、連続観測空間への対応とロールアウト時の過度な楽観性の除去を実現した。
原題: Stochastic Motion Planning under Partial Observability for Mobile Robots with Continuous Range Measurements ／ Ke Sun, Brent Schlotfeldt, George Pappas 他
日本語で読む → - 論文センサシミュレーションロボティクス
往って還って：実世界応用のためのレーダーデータシミュレーション学習
標高マップから忠実なレーダー観測を生成する順モデルと、実レーダーから標高マップを推定する逆モデルを敵対的学習とサイクル整合性で同時最適化し、シミュレーションのみで学習したセグメンテーションモデルが実世界で実データ学習に匹敵する性能を達成した。
原題: There and Back Again: Learning to Simulate Radar Data for Real-World Applications ／ Rob Weston, Oiwi Parker Jones, Ingmar Posner
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
物体操作のための多面体摩擦錐推定器
物体と環境の形状や摩擦係数の事前知識なしに、接触時の反力集合である多面体摩擦錐を推定し、物体移動時も再推定不要にする変換法を提案。シミュレーションと実機で物体操作に応用して有効性を示した。
原題: Polyhedral Friction Cone Estimator for Object Manipulation ／ Morteza Azad, Silvia Cruciani, Michael J. Mathew 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
手術ロボット技能データベースDESKによる戦場医療への知識転移
4種類の手術ロボットでペグ移動タスクの技能データを収集し、シミュレーションと実機データを組み合わせた転移学習でロボット間の技能移行を評価した研究。
原題: From the DESK (Dexterous Surgical Skill) to the Battlefield -- A Robotics Exploratory Study ／ Glebys T. Gonzalez, Upinder Kaur, Masudur Rahma 他
日本語で読む → - 論文医療最適化ロボティクス
救急部門における人的・物的資源最適化のための混合整数線形計画法
救急部門の医師・看護師・ベッド配置を混合整数線形計画法で最適化し、待機患者数を減らす手法を実データで検証した。
原題: A Mixed Integer Linear Program For Human And Material Resources Optimization In Emergency Department ／ Ibtissem Chouba, Lionel Amodeo, Farouk Yalaoui 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
強化学習による小型ロボットサッカーのコーチ戦略の学習
IEEE Very Small Size Soccerにおいて、試合中の情報から相手や状況に応じた最適なフォーメーションを選ぶコーチ方策を強化学習で学習し、強豪チーム相手に勝率約2.0を達成した。
原題: An analysis of Reinforcement Learning applied to Coach task in IEEE Very Small Size Soccer ／ Carlos H. C. Pena, Mateus G. Machado, Mariana S. Barros 他
日本語で読む → - 論文地形分類ロボティクス
脚式ロボットの地形分類のための半教師ありゲート付きリカレントニューラルネットワーク
ゲート付きリカレントニューラルネットワークを用いて、脚式ロボットが走行する地形を教師あり・半教師ありの両方で分類し、ラベルなしデータの活用で精度を大幅に向上させた研究。
原題: Semi-supervised Gated Recurrent Neural Networks for Robotic Terrain Classification ／ Ahmadreza Ahmadi, Tønnes Nygaard, Navinda Kottege 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
熟練操作者による多段階遠隔マニピュレーションのための人とロボットのチーム作業の実験的評価
双腕デクスタラスロボットの遠隔操作において、テレオートノミーと支援計画を組み合わせた人とロボットのチーム作業を提案し、熟練者12名の被験者内実験で直接遠隔操作や3D知覚などと比較評価した。
原題: Experimental Assessment of Human-Robot Teaming for Multi-Step Remote Manipulation with Expert Operators ／ Claudia Pérez-D'Arpino, Rebecca P. Khurshid, Julie A. Shah
日本語で読む → - 論文群衆ナビゲーションロボティクス
歩行者軌道予測を統合した社会的混雑環境ナビゲーション
歩行者のマルチモーダル軌道予測と社会的注意機構付き強化学習を組み合わせ、群衆中を安全に走行する自動運転ポリシーを学習した研究。
原題: Socially Aware Crowd Navigation with Multimodal Pedestrian Trajectory Prediction for Autonomous Vehicles ／ Kunming Li, Mao Shan, Karan Narula 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
接触を考慮したオンライン文脈推論による汎化可能な非平面押し操作
接触リッチな相互作用から動特性の文脈埋め込みをオンラインで推定する深層強化学習手法COCOIを提案し、物体を直立させたまま目標位置へ押す非平面押しタスクでシミュレーションと実機転移の有効性を示した。
原題: COCOI: Contact-aware Online Context Inference for Generalizable Non-planar Pushing ／ Zhuo Xu, Wenhao Yu, Alexander Herzog 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
LiDAR点群による自由凸多面体の離散化と移動ロボット計画
LiDAR点群から自由凸多面体を抽出して環境を離散化し、遷移グラフを構築することで高レベル計画と低レベル制御を橋渡しする手法を提案し、ドローンとセグウェイで検証した。
原題: Lidar-based exploration and discretization for mobile robot planning ／ Yuxiao Chen, Andrew Singletary, Aaron D. Ames
日本語で読む → - 論文データアノテーションロボティクス
FLAVA：LiDAR点群アノテーションを効率化する発見・位置特定・調整・検証パイプライン
LiDAR点群のアノテーション作業を「発見・位置特定・調整・検証」の4段階に分け、段階ごとにUIを最適化しアノテーション結果の伝播機構を導入することで、人手の介入を大幅に削減し作業の高速化と品質向上を実現した。
原題: FLAVA: Find, Localize, Adjust and Verify to Annotate LiDAR-Based Point Clouds ／ Tai Wang, Conghui He, Zhe Wang 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
重み付きエントロピーによるSoft Actor-Criticの改良
状態行動ペアに質的な重みを導入して最大エントロピー原理を重み付きエントロピーに一般化し、自己バランス型の探索を実現するSoft Actor-Criticアルゴリズムを提案した。MuJoCoタスクで最先端性能を達成。
原題: Weighted Entropy Modification for Soft Actor-Critic ／ Yizhou Zhao, Song-Chun Zhu
日本語で読む → - 論文形状補完ロボティクス
曖昧な深度画像から多様で妥当な形状補完を生成する手法
単一の2.5D深度画像から、観測と整合する複数の妥当な3D形状を多様に生成するPSSNetを提案し、物体把持に応用した。
原題: Diverse Plausible Shape Completions from Ambiguous Depth Images ／ Brad Saund, Dmitry Berenson
日本語で読む → - 論文位置推定ロボティクス
LiDARと魚眼カメラを用いた直接・間接観測によるドローンと地上車両の相対位置推定
地上車両のLiDARでドローンを直接追跡し、車両とドローンの魚眼カメラの消失点対応から相対姿勢を推定する自動手法を提案した。
原題: Relative Drone-Ground Vehicle Localization using LiDAR and Fisheye Cameras through Direct and Indirect Observations ／ Jan Hausberg, Ryoichi Ishikawa, Menandro Roxas 他
日本語で読む → - 論文パラレルマニピュレータロボティクス
Orthoglideの振動力を低減する最適加速度制御
パラレルマニピュレータOrthoglideの重心加速度を最適制御し、カウンターウェイトを追加せずに振動力を低減する手法を提案し、ADAMSシミュレーションで有効性を示した。
原題: Shaking Force Balancing of the Orthoglide ／ Jing Geng, Vigen Arakelian, Damien Chablat
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
操作プリミティブ列の強化学習によるロボット組立
組立作業を「接触するまで下降」などの操作プリミティブの動的系列として表現し、強化学習で自動獲得してシミュレーションから実機へ直接転送する手法を提案した論文。
原題: Learning Sequences of Manipulation Primitives for Robotic Assembly ／ Nghia Vuong, Hung Pham, Quang-Cuong Pham
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
自発的な動きは直感的な身体機械インターフェースにつながるか？ウェアラブル遠隔操作のための身体部位の適合性研究
遠隔操作ドローンを1つのIMUで操作する身体機械インターフェースを複数の身体部位で比較し、自発的な動きに基づく部位選択が必ずしも最適性能にならないことをユーザー研究で示した。
原題: Does spontaneous motion lead to intuitive Body-Machine Interfaces? A fitness study of different body segments for wearable telerobotics ／ Matteo Macchini, Jan Frogg, Fabrizio Schiano 他
日本語で読む → - 論文触覚ガイダンス/操舵支援ロボティクス
意図推定に基づく車線変更・車線維持の触覚ガイダンス操舵システム
ドライバーの車線変更意図を深層学習で推定し、車線維持と車線変更の両方を支援する触覚共有操舵システムを設計・評価した研究。
原題: Intention-Based Lane Changing and Lane Keeping Haptic Guidance Steering System ／ Zhanhong Yan, Kaiming Yang, Zheng Wang 他
日本語で読む → - 論文自動運転検証ロボティクス
強化学習によるパラメータ最適化を用いた自動運転車検証のための効率的な反証手法
自動運転システムの検証のため、方策勾配強化学習でパラメータ最適化問題を解き、RSS安全指標や衝突などを用いて危険なシナリオを効率的に探索する反証手法を提案した論文。
原題: Efficient falsification approach for autonomous vehicle validation using a parameter optimisation technique based on reinforcement learning ／ Dhanoop Karunakaran, Stewart Worrall, Eduardo Nebot
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