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 →- 論文把持計画ロボティクス
ACRONYM：物理シミュレーションに基づく大規模把持データセット
物理シミュレーションで生成した1770万件のパラレルジョー把持データセットを構築し、学習ベース把持計画の性能向上を示した。
原題: ACRONYM: A Large-Scale Grasp Dataset Based on Simulation ／ Clemens Eppner, Arsalan Mousavian, Dieter Fox
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
幾何学的ひずみパラメータ化によるソフト連続アームの視覚的形状復元
ソフト連続アームの形状を、ひずみ基底関数による低次元表現で表し、画像から効率的に最適化して3D形状を推定する手法を提案した。アーム半径未満の精度で先端位置を推定できることを実験で示した。
原題: Vision-Based Shape Reconstruction of Soft Continuum Arms Using a Geometric Strain Parametrization ／ Ali AlBeladi, Girish Krishnan, Mohamed-Ali Belabbas 他
日本語で読む → - 論文観測計画ロボティクス
記録計画：不確実な時系列プロセスの観測計画
ロボットが不確実な時系列プロセスの観測対象を選択し、正規言語で指定されたイベント列の記録を作成する計画問題を、隠れマルコフモデルと仕様オートマトンの積構成で定式化・解法する。
原題: Planning to Chronicle ／ Hazhar Rahmani, Dylan A. Shell, Jason M. O'Kane
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボット逐次操作のための効率的な制約グラフサンプリングの学習
制約を変数部分集合ごとに分解し、モンテカルロ木探索で変数の割当順序を学習することで、逐次操作タスクの多様な実行可能解を高速に生成するフレームワークを提案した。
原題: Learning Efficient Constraint Graph Sampling for Robotic Sequential Manipulation ／ Joaquim Ortiz-Haro, Valentin N. Hartmann, Ozgur S. Oguz 他
日本語で読む → - 論文軌道予測画像認識
車線方位を考慮した補助損失による自動運転の軌道予測
車線の進行方向に反する軌道を罰する微分可能な新指標を補助損失として導入し、MTPやMultiPathモデルを拡張してnuScenesベンチマークで車線追従性の高い予測を実現した。
原題: Trajectory Prediction in Autonomous Driving with a Lane Heading Auxiliary Loss ／ Ross Greer, Nachiket Deo, Mohan Trivedi
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 → - 論文衝突回避ロボティクス
協調なしの狭所環境における衝突回避：階層制御アプローチ
動的環境をニューラルネットで高レベル戦略に写像し、その戦略に基づく時変半空間制約をモデルベースMPCに組み込む階層制御を提案。1/10スケール車でMPCベースラインを上回る衝突回避を実証した。
原題: Collision Avoidance in Tightly-Constrained Environments without Coordination: a Hierarchical Control Approach ／ Xu Shen, Edward L. Zhu, Yvonne R. Stürz 他
日本語で読む → - 論文自己認識/身体性ロボティクスロボティクス
鏡の中のロボット：鏡像自己認識の身体性に基づく計算モデルに向けて
鏡像自己認識テストの通過に必要な要素をプロセスモデルとして分解し、深層自己符号化器による顔の生成モデル学習と予測誤差を利用した新規性検出により、ヒューマノイドロボットNaoに鏡像自己認識を実現させた研究。
原題: Robot in the mirror: toward an embodied computational model of mirror self-recognition ／ Matej Hoffmann, Shengzhi Wang, Vojtech Outrata 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
複数ドローンの協調によるロボット撮影
複数の空撮ドローンをリアルタイムで協調制御し、衝突やカメラ同士の遮蔽を避けつつ多様な視点で動く被写体を撮影するシステムを開発した。
原題: Do You See What I See? Coordinating Multiple Aerial Cameras for Robot Cinematography ／ Arthur Bucker, Rogerio Bonatti, Sebastian Scherer
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 → - 論文自動運転検証ロボティクス
自動運転システムのシナリオベース試験におけるストレステスト手法
交通流シミュレータとマルチボディシミュレータの連成環境で、周辺車両を外部ドライバモデルで操作し事故統計に基づく危険シナリオを意図的に誘発するストレステスト手法を提案した。
原題: Stress Testing Method for Scenario Based Testing of Automated Driving Systems ／ Demin Nalic, Hexuan Li, Arno Eichberger 他
日本語で読む → - 論文接触推定ロボティクス
トルクセンサなしで動作中のロボットアームの接触位置を推定
ドメインランダム化を用いて、関節トルクを観測せずに動作中のロボットアームの接触位置を推定するニューラルネットワークを訓練し、91.5%の検出精度と3.0cmの位置誤差を達成した。
原題: Contact Localization for Robot Arms in Motion without Torque Sensing ／ Jacky Liang, Oliver Kroemer
日本語で読む → - 論文運動再ターゲティングロボティクス
動的運動プリミティブを用いた両腕手話動作の運動再ターゲティング
人間の両腕手話動作をDMPとグラフ最適化でパラメータ化し、26自由度の双腕協働ロボットで実行可能な軌道へ変換する手法を提案した。
原題: Dynamic Movement Primitive based Motion Retargeting for Dual-Arm Sign Language Motions ／ Yuwei Liang, Weijie Li, Yue Wang 他
日本語で読む → - 論文自動運転/追従制御画像認識
グループ畳み込みを用いた階層型深層ニューラルネットワークによる追従走行戦略
歩行者の方向と速度に合わせて自動運転車が追従するエンドツーエンド運転モデルを、分類器と回帰器からなる階層型DNNで実現し、グループ畳み込みとIPUで学習を高速化した研究。
原題: A Follow-the-Leader Strategy using Hierarchical Deep Neural Networks with Grouped Convolutions ／ Jose Solomon, Francois Charette
日本語で読む → - 論文農業ロボティクス画像認識
半教師あり学習による精密農業のための雑草密度と分布推定
限られたカラー画像から深層学習の半教師あり手法で農地の雑草密度と分布を推定し、選択的除草管理に活用する研究。
原題: Weed Density and Distribution Estimation for Precision Agriculture using Semi-Supervised Learning ／ Shantam Shorewala, Armaan Ashfaque, Sidharth R 他
日本語で読む → - 論文群衆ナビゲーションロボティクス
群衆ナビゲーションのための分散型構造RNNと深層強化学習
空間・時間関係を推論する分散型構造RNNを深層強化学習で訓練し、混雑した群衆環境でのロボットナビゲーションを実現、実機TurtleBot 2iにも転移した研究。
原題: Decentralized Structural-RNN for Robot Crowd Navigation with Deep Reinforcement Learning ／ Shuijing Liu, Peixin Chang, Weihang Liang 他
日本語で読む → - 論文故障診断ロボティクス
知覚システムの監視と診断可能性
知覚システムの実行時監視と故障検出・識別のための数理的モデルを提案し、自己運転シミュレータで有効性を示した論文。
原題: Monitoring and Diagnosability of Perception Systems ／ Pasquale Antonante, David I. Spivak, Luca Carlone
日本語で読む → - 論文衝突回避ロボティクス
予測に基づく到達可能性解析による自動運転の衝突回避
軌道予測と運転モード分類を組み合わせ、最悪ケース仮定の保守性を緩和した到達可能性ベースの安全制御器を提案し、T字路と8方向ラウンドアバウトのシミュレーションで衝突回避と通常走行の両立を示した。
原題: Prediction-Based Reachability for Collision Avoidance in Autonomous Driving ／ Anjian Li, Liting Sun, Wei Zhan 他
日本語で読む → - 論文ヒューマンアウェアナビゲーションロボティクス
グラフニューラルネットワークによる人に配慮したナビゲーション地図の生成
既存の1次元データセットを活用してコストマップのデータセットを生成し、GNNとCNNを組み合わせてリアルタイムに人に配慮したナビゲーション用コストマップを出力する手法を提案した論文。
原題: Generation of Human-aware Navigation Maps using Graph Neural Networks ／ Daniel Rodriguez-Criado, Pilar Bachiller, Luis J. Manso
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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
安定な正規化フロー制御の学習によるロボットマニピュレーション
正規化フローを用いた制御構造を深層強化学習に組み込み、接触の多いマニピュレーションタスクで安定性を保証しつつ探索効率も向上させる手法を提案した。
原題: Learning Stable Normalizing-Flow Control for Robotic Manipulation ／ Shahbaz Abdul Khader, Hang Yin, Pietro Falco 他
日本語で読む → - 論文力推定ロボティクス
視覚とロボット状態を用いた深層学習による手術支援ロボットの力推定
RGB画像とロボット状態を入力とするニューラルネットで手術ロボットの把持力を推定し、視点や道具の変化への汎化性とリアルタイム性を評価した研究。
原題: Toward Force Estimation in Robot-Assisted Surgery using Deep Learning with Vision and Robot State ／ Zonghe Chua, Anthony M. Jarc, Allison M. Okamura
日本語で読む → - 論文経路計画機械学習
予測的衝突管理による時間・リスク依存経路計画
移動予測を時間依存グラフに組み込み、リスクに応じて衝突回避のための迂回を判断する経路計画手法PCMPを提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Predictive Collision Management for Time and Risk Dependent Path Planning ／ Carsten Hahn, Sebastian Feld, Hannes Schroter
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
効率的な多面体頂点探索に基づくオンライン力能力評価
アクチュエータ制約の平行体幾何を利用して多面体頂点探索を高速化し、2台のPandaロボットで12kgの荷重を運ぶ実験でオンラインの力配分制御を実証した論文。
原題: On-line force capability evaluation based on efficient polytope vertex search ／ Antun Skuric, Vincent Padois, David Daney
日本語で読む → - 論文モデルベース強化学習機械学習
入れ子型エキスパート混合によるハイブリッド力学系の協調・競合学習
ホワイトボックスとブラックボックスを組み合わせた入れ子型エキスパート混合モデルを提案し、接触や運動・動特性の事前知識を協調・競合学習で取り込み、ハイブリッド力学系のモデルベース強化学習を高効率化した論文。
原題: Nested Mixture of Experts: Cooperative and Competitive Learning of Hybrid Dynamical System ／ Junhyeok Ahn, Luis Sentis
日本語で読む → - 論文レーダーオドメトリロボティクス
スピニングレーダーナビゲーションにおける運動歪みとドップラー効果の補償は必要か？
スピニングレーダーを用いたオドメトリと位置推定において、運動歪みとドップラー効果が与える影響を実データで評価し、両効果を考慮した軽量推定器の有効性を示した。
原題: Do We Need to Compensate for Motion Distortion and Doppler Effects in Spinning Radar Navigation? ／ Keenan Burnett, Angela P. Schoellig, Timothy D. Barfoot
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
CVaRバリア関数によるリスク回避型計画：二足歩行ロボットの運動への応用
最悪ケースの安全性を評価するCVaR安全の概念とCVaRバリア関数を提案し、既存制御器に最小限の干渉でCVaR安全を保証する制御器を差分凸計画で設計、二足歩行ロボットに適用した。
原題: Risk-Averse Planning via CVaR Barrier Functions: Application to Bipedal Robot Locomotion ／ Mohamadreza Ahmadi, Xiaobin Xiong, Aaron D. Ames
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
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