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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 →- 論文建設ロボティクスロボティクス
螺旋レンガ柱の構築ロボットに向けて
螺旋状のレンガ柱を組み立てるためのタスクレベル手法を提案し、計算機シミュレーションでその実現可能性と効率性を示した。
原題: Towards Spiral Brick Column Building Robots ／ Yaseer Ashraf, Ahmed Abdallah, Abdelhaleem Osman 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
月面ローバーのためのリアルタイムSLAM・VIOパイプライン
着陸機の位置情報を事前知識として活用し、着陸機の姿勢・形状とローバーのカメラ軌跡を同時最適化する物体レベルSLAMと、時間補間による画像合成で精度を高めるリアルタイム知覚手法を提案した。
原題: Vulcan Centaur: towards end-to-end real-time perception in lunar rovers ／ J. de Curtó, R. Duvall
日本語で読む → - 論文マルチエージェント/データ駆動制御cs.MA
非パラメトリック閉ループ挙動学習によるマルチエージェント運動計画のためのデータ駆動予測制御
未知システムの閉ループ入出力データから非パラメトリックに挙動を学習し、計算負荷を抑えつつロバストなデータ駆動型予測制御でマルチUAVの運動計画を実現した研究。
原題: Data-Driven Predictive Control Towards Multi-Agent Motion Planning With Non-Parametric Closed-Loop Behavior Learning ／ Jun Ma, Zilong Cheng, Wenxin Wang 他
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 → - 論文軌道学習機械学習
着陸進入パラメータを解釈可能に学習するトンネルガウス過程モデル
円筒座標系の大規模データから航空機の進入・着陸ダイナミクスを学習するトンネルガウス過程モデルを提案し、着陸の安定性を解釈可能な形で可視化した研究。
原題: A Tunnel Gaussian Process Model for Learning Interpretable Flight's Landing Parameters ／ Sim Kuan Goh, Narendra Pratap Singh, Zhi Jun Lim 他
日本語で読む → - 論文ニューロモルフィック/着陸ロボティクス
Loihiプロセッサを用いた視覚流によるMAV自律着陸のニューロモルフィック制御
小型飛行ロボット上にLoihiニューロモルフィックチップを完全搭載し、腹側視覚流の発散から推力を算出するスパイキングニューラルネットで自律着陸を実現、シミュレーションと実機のギャップを埋めた。
原題: Neuromorphic control for optic-flow-based landings of MAVs using the Loihi processor ／ Julien Dupeyroux, Jesse Hagenaars, Federico Paredes-Vallés 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント軌道最適化ロボティクス
GPUで高速化するマルチエージェント軌道最適化の凸近似
非凸な衝突回避制約を凸な無制約QPに再定式化し、行列分解をオフライン化してGPUで数十エージェントの軌道を1秒未満で計算する手法を提案した。
原題: GPU Accelerated Convex Approximations for Fast Multi-Agent Trajectory Optimization ／ Fatemeh Rastgar, Houman Masnavi, Jatan Shrestha 他
日本語で読む → - 論文自動運転/制御ロボティクス
大規模自動運転展開に向けた学習ベースのチューニング不要制御フレームワーク
車両ごとの制御パラメータ調整を人手なしで自動化するため、学習ベースの動力学モデリング・開ループマッピング・ベイズ最適化による閉ループ調整を組み合わせたフレームワークを提案し、シミュレーションと実車で効率と性能の向上を示した。
原題: A Learning-Based Tune-Free Control Framework for Large Scale Autonomous Driving System Deployment ／ Yu Wang, Shu Jiang, Weiman Lin 他
日本語で読む → - 論文モデルベース制御ロボティクス
順モデル予測誤差を活用した制御学習
モデル学習とデータ収集を交互に行い、順モデルの予測誤差を制御学習の損失に組み込むことで、接触を伴う複雑な運動制御タスクの学習を改善する手法を提案した論文。
原題: Leveraging Forward Model Prediction Error for Learning Control ／ Sarah Bechtle, Bilal Hammoud, Akshara Rai 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 → - 論文軌道予測画像認識
シンプルこそ速い：CPUで動く一人称単眼動画からのリアルタイム人物軌道予測
バウンディングボックスだけを用いた軽量RNNで、一人称動画中の人物の将来位置をCPU上で高速かつ高精度に予測する手法を提案した論文。
原題: Simple means Faster: Real-Time Human Motion Forecasting in Monocular First Person Videos on CPU ／ Junaid Ahmed Ansari, Brojeshwar Bhowmick
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 → - 論文表現学習機械学習
制御可能な物理システム表現の学習に向けて
力学系の表現が制御に適しているかを、真の状態との対応の一意性に基づく2つの指標（時間的滑らかさと相互情報量）で評価し、ペグ挿入タスクの強化学習性能を予測できることを示した論文。
原題: Towards Learning Controllable Representations of Physical Systems ／ Kevin Haninger, Raul Vicente Garcia, Joerg Krueger
日本語で読む → - 論文VPSロボティクス
都市峡谷でのスマホ位置推定に向けた意味論ベースVPS
BIMの3D都市モデルを材質ごとに分割し、スマホ画像の材質セグメンテーションと照合することで、GNSSが苦手な高層街路でも2m級の高精度な位置・姿勢推定を実現した。
原題: Semantic-Based VPS for Smartphone Localization in Challenging Urban Environments ／ Max Jwo Lem Lee, Li-Ta Hsu, Hoi-Fung Ng 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
日本語で読む → - 論文水中ロボティクスロボティクス
水中ロボットのためのダイバー顔認識
スキューバマスクや呼吸装置で顔が大きく隠れた水中ダイバーを深層学習で識別する手法を提案し、従来比3倍の精度とロボット搭載可能な推論性能を実現した。
原題: Visual Diver Face Recognition for Underwater Human-Robot Interaction ／ Jungseok Hong, Sadman Sakib Enan, Christopher Morse 他
日本語で読む → - 論文強化学習/解釈性機械学習
実データと想像データから強化学習の行動条件を説明する
強化学習エージェントの行動戦略や結果を予測する条件を、実環境と学習済み世界モデルが生成した想像軌道の両方から解釈可能な決定木で抽出する手法を提案した論文。
原題: Explaining Conditions for Reinforcement Learning Behaviors from Real and Imagined Data ／ Aastha Acharya, Rebecca Russell, Nisar R. Ahmed
日本語で読む → - 論文自己教師あり学習画像認識
動的環境における自己教師あり深度・自己運動学習のための注意分離統合ネットワーク
注意機構でシーンの静的・動的特徴を分離統合し、動的物体を自動検出して自己教師あり深度・自己運動学習の精度を向上させる手法を提案。
原題: Attentional Separation-and-Aggregation Network for Self-supervised Depth-Pose Learning in Dynamic Scenes ／ Feng Gao, Jincheng Yu, Hao Shen 他
日本語で読む → - 論文強化学習/スケジューリングロボティクス
好奇心ベース強化学習によるロボット製造セルのスケジューリング制御
柔軟なロボット製造セルのスケジューリング制御に好奇心ベースの強化学習を適用し、報酬設計の手間を軽減しつつ環境間で好奇心モジュールを転移できることを示した。
原題: Curiosity Based Reinforcement Learning on Robot Manufacturing Cell ／ Mohammed Sharafath Abdul Hameed, Md Muzahid Khan, Andreas Schwung
日本語で読む → - 論文設計最適化ロボティクス
人とロボットが共存する空間の設計
電動車椅子を例に、人の好みとロボットの移動制約を両立する部屋の家具配置を計算で最適化するフレームワークを提案し、高速な動作計画で設計時間を大幅短縮した。
原題: Designing Human-Robot Coexistence Space ／ Jixuan Zhi, Lap-Fai Yu, Jyh-Ming Lien
日本語で読む → - 論文Vision-and-Language Navigation自然言語
ArraMon: 動的環境におけるナビゲーションと組み立てを統合した指示解釈タスク
自然言語指示に従って屋外環境を移動し物体を集めた後、集めた物体をグリッド上に組み立てる新タスクArraMonを提案し、3D動的環境シミュレータと英語・ヒンディー語のデータセットを構築した。
原題: ArraMon: A Joint Navigation-Assembly Instruction Interpretation Task in Dynamic Environments ／ Hyounghun Kim, Abhay Zala, Graham Burri 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
Koopman作用素による螺旋駆動慣性ソフトロボットアームのモデリング・次元削減・制御
遅延付きHankel動的モード分解で螺旋状ソフトアームの線形モデルを同定し、LQRとKoopmanスペクトル解析による次元削減で任意姿勢への開ループ制御を実現した。
原題: Modeling, Reduction, and Control of a Helically Actuated Inertial Soft Robotic Arm via the Koopman Operator ／ David A. Haggerty, Michael J. Banks, Patrick C. Curtis 他
日本語で読む → - 論文模倣学習/手術ロボティクスロボティクス
専門家の実演から学ぶ眼内手術器具の自律ナビゲーション
深層ネットワークが専門家の軌道を模倣し、網膜上の目標位置へ針状手術器具を平均137ミクロンの精度で自律的に誘導するシステムを提案した。
原題: Autonomously Navigating a Surgical Tool Inside the Eye by Learning from Demonstration ／ Ji Woong Kim, Changyan He, Muller Urias 他
日本語で読む → - 論文ゲーム理論計画ロボティクス
LUCIDGames: 適応的な軌道予測と計画のためのオンラインUnscented逆動的ゲーム
他エージェントの目的関数をUKFでリアルタイム推定し、その不確実性を考慮したゲーム論的MPC計画に組み込む手法を提案。自動運転シナリオで40Hz動作を実証。
原題: LUCIDGames: Online Unscented Inverse Dynamic Games for Adaptive Trajectory Prediction and Planning ／ Simon Le Cleac'h, Mac Schwager, Zachary Manchester
日本語で読む → - 論文通信最適化ロボティクス
IRS支援マルチロボットNOMA屋内ネットワークにおける軌道とパッシブビームフォーミング設計
移動ロボット群をNOMAで通信させるIRS支援ネットワークにおいて、ロボットの軌道・IRS反射係数・電力配分をD3QNで最適化し総レートを最大化する手法を提案した論文。
原題: Trajectory and Passive Beamforming Design for IRS-aided Multi-Robot NOMA Indoor Networks ／ Xinyu Gao, Yuanwei Liu, Xidong Mu
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