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 →- 論文自動運転ロボティクス
模倣学習による自動運転の実験
RGBDカメラと教師あり学習で自動運転車を作る試み。データ不均衡により限定的な効果に留まった。
原題: Experiments in Autonomous Driving Through Imitation Learning ／ Michael Muratov, Abdulwasay Mehar, Wan Song Lee 他
日本語で読む → - 論文誘導制御ロボティクス
サンプリングベース不変ファンネルによる堅牢な大気圏突入誘導
確率的仮定に頼らず集合ベースで不確かさを有界化し、サンプリング型SOS計画で不変ファンネルを計算して火星着陸機の突入誘導の着陸精度と熱制約を両立させた。
原題: Robust Entry Vehicle Guidance with Sampling-Based Invariant Funnels ／ Remy Derollez, Simon Le Cleac'h, Zachary Manchester
日本語で読む → - 論文触覚/マニピュレーションロボティクス
マジックテープ剥がしのための多段リカレントQ学習
非剛体物体の操作としてマジックテープ剥がしに取り組み、触覚入力を用いた多段リカレントQ学習で長期的依存をモデル化し、実機で約90%の成功率を達成した。
原題: Multi-Step Recurrent Q-Learning for Robotic Velcro Peeling ／ Jiacheng Yuan, Nicolai Häni, Volkan Isler
日本語で読む → - 論文データセット/3Dセマンティックセグメンテーション画像認識
RELLIS-3Dデータセット：オフロード環境向けマルチモーダル3Dセマンティックセグメンテーション用データとベンチマーク
テキサスA&M大学のオフロード環境で収集したLiDARスキャン13,556件と画像6,235枚のマルチモーダルデータセットを公開し、既存の3Dセマンティックセグメンテーション手法を評価した。
原題: RELLIS-3D Dataset: Data, Benchmarks and Analysis ／ Peng Jiang, Philip Osteen, Maggie Wigness 他
日本語で読む → - 論文車輪脚ロボット/力制御ロボティクス
ファネル制御による過渡性能を保証した車輪脚ロボットの脚力制御と姿勢調整
車輪脚ロボットの脚力をファネル制御で追従させ、不整地でも過渡性能を保証しつつ機体姿勢を調整する手法を提案し、実機実験で有効性を示した。
原題: Posture Adjustment for a Wheel-legged Robotic System via Leg Force Control with Prescribed Transient Performance ／ Dongchen Liu, Junzheng Wang, Shoukun Wang 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
シミュレーションで学び、実車で走る
簡単な車両モデルとモデルランダム化を用いたシミュレーションのみで強化学習ポリシーを訓練し、実車のミニチュアレースカーに転移させた。ポリシー出力の正則化と持ち上げアクション空間により滑らかかつアグレッシブな走行を実現し、実環境データで微調整することでMPCに匹敵するラップタイムと50%の制約違反削減を達成した。
原題: Learning from Simulation, Racing in Reality ／ Eugenio Chisari, Alexander Liniger, Alisa Rupenyan 他
日本語で読む → - 論文自動運転安全/形式検証ロボティクス
自動運転のための形式検証済みフェイルオペレーショナル安全コンセプト
多重故障に対応するため、分散プロセッサや冗長通信網を4モードの劣化ポリシーで制御する統合的安全コンセプトを提案し、mCRL2でモデル化して5つの安全要件を形式証明した論文。
原題: A Formally Verified Fail-Operational Safety Concept for Automated Driving ／ Yuting Fu, Andrei Terechko, Jan Friso Groote 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
事前学習済みニューラルネットワークを用いた四足ロボットのロバストなバウンディング制御方策の効率的学習
モデルベース制御のデータでNNを事前学習し、深層強化学習で微調整することで、四足ロボットのバウンディング歩容を効率的に学習させ、実機Jueying Miniで不整地走行を実現した。
原題: Efficient Learning of Control Policies for Robust Quadruped Bounding using Pretrained Neural Networks ／ Zhicheng Wang, Anqiao Li, Yixiao Zheng 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
観測空間こそが重要：ベンチマークと最適化アルゴリズム
深層強化学習における観測空間の設計選択をベンチマークし、不要な観測チャネルを除去して最適な観測空間を探索するアルゴリズムを提案した論文。
原題: Observation Space Matters: Benchmark and Optimization Algorithm ／ Joanne Taery Kim, Sehoon Ha
日本語で読む → - 論文変形物体操作ロボティクス
SoftGym：変形可能物体操作のための深層強化学習ベンチマーク
変形可能物体の操作を対象としたOpenAI Gym準拠のオープンソースシミュレーションベンチマークSoftGymを提案し、複数の強化学習アルゴリズムを評価して高次元・部分観測状態における課題を明らかにした。
原題: SoftGym: Benchmarking Deep Reinforcement Learning for Deformable Object Manipulation ／ Xingyu Lin, Yufei Wang, Jake Olkin 他
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
動的環境における車両型ロボットのための探索ベースオンライン軌道計画
動き回る障害物が多い環境で車両型ロボットが安全かつ時間的にほぼ最適な軌道をミリ秒単位で生成できる、探索ベースのオンライン部分動作計画手法を提案した論文。
原題: Search-Based Online Trajectory Planning for Car-like Robots in Highly Dynamic Environments ／ Jiahui Lin, Tong Zhou, Delong Zhu 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
明示的動作を用いない階層型強化学習によるロボット制御
メタ方策が目標状態を操作し、逆動力学モデルが実際の動作を生成する階層型強化学習フレームワークを提案。敵対的学習と情報ボトルネックで訓練を安定化し、状態のみのデモによる模倣学習も可能にした。
原題: NEARL: Non-Explicit Action Reinforcement Learning for Robotic Control ／ Nan Lin, Yuxuan Li, Yujun Zhu 他
日本語で読む → - 論文視点計画ロボティクス
果実のサイズと位置推定のための視点計画
植物の果実領域をオクツリーで管理し、情報利得に基づく視点候補の評価と探索・注視の自動切替により、葉の遮蔽下でも果実の位置とサイズを推定する手法を提案し、シミュレーションと実機で有効性を示した。
原題: Viewpoint Planning for Fruit Size and Position Estimation ／ Tobias Zaenker, Claus Smitt, Chris McCool 他
日本語で読む → - 論文位置推定ロボティクス
小型単一検出器コンプトンカメラを搭載したMAVによるガンマ線源の位置推定
40gの小型コンプトンカメラをドローンに搭載し、飛翔中にガンマ線源の位置をリアルタイムで推定するフィルタ手法を開発、シミュレーションとCs137線源実験で実証した。
原題: Gamma Radiation Source Localization for Micro Aerial Vehicles with a Miniature Single-Detector Compton Event Camera ／ Tomas Baca, Petr Stibinger, Daniela Doubravova 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
二足歩行のためのタスク空間行動学習
モデルベース逆動力学制御とタスク空間方策を統合し、足先目標点という自然な行動空間で二足歩行を強化学習する手法を提案。シミュレーションで学習し実機Cassieへ転移できることを示した。
原題: Learning Task Space Actions for Bipedal Locomotion ／ Helei Duan, Jeremy Dao, Kevin Green 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
深層物体姿勢推定のための高速不確実性定量化
複数の事前学習済み姿勢推定モデルの予測の不一致から不確実性を推定する簡便な手法を提案し、実ロボット把持の成功率を35%から90%に向上させた。
原題: Fast Uncertainty Quantification for Deep Object Pose Estimation ／ Guanya Shi, Yifeng Zhu, Jonathan Tremblay 他
日本語で読む → - 論文能動探索ロボティクス
深度を考慮したノイズモデルによるマルチエージェント能動探索
距離や遮蔽による物体検出の不確実性を考慮し、Thompson Samplingで分散協調する複数ロボットの能動探索アルゴリズムNATSを提案し、シミュレーションで既存手法を上回ることを示した。
原題: Multi-Agent Active Search using Realistic Depth-Aware Noise Model ／ Ramina Ghods, William J. Durkin, Jeff Schneider
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
テンセグリティロボット向けデータ効率の良い微分可能物理エンジンのSim2Sim評価
テンセグリティロボット向けにケーブル・接触・駆動をモデル化した初の微分可能物理エンジンを提案し、MuJoCoを真値系としたsim2sim転移で少ないデータでも歩行方策を学習できることを示した。
原題: Sim2Sim Evaluation of a Novel Data-Efficient Differentiable Physics Engine for Tensegrity Robots ／ Kun Wang, Mridul Aanjaneya, Kostas Bekris
日本語で読む → - 論文マルチロボット運動計画ロボティクス
有限サンプリングによる準最適マルチロボット運動計画
テンソルロードマップに基づくマルチロボット運動計画において、有限サンプル数で準最適解を保証する条件を初めて解析し、必要なサンプル数や接続半径を明らかにした。
原題: Near-Optimal Multi-Robot Motion Planning with Finite Sampling ／ Dror Dayan, Kiril Solovey, Marco Pavone 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 → - 論文機構設計ロボティクス
挙動仕様から折り畳み機構を計算設計・製作する手法
直交二層波板機構の面内・面外剛性を設計パラメータの式で表し、重量最小化の最適化で仕様から折り畳みパターンを自動生成する迅速設計法を提案した。
原題: Computational Design and Fabrication of Corrugated Mechanisms from Behavioral Specifications ／ Chang Liu, Wenzhong Yan, Ankur Mehta
日本語で読む → - 論文自動運転シミュレーションロボティクス
大規模混在都市交通における自動運転シミュレータSUMMIT
CARLAを拡張し、OpenStreetMap上の任意の都市で多様な交通参加者の挙動を模擬する高忠実度シミュレータSUMMITを提案。多エージェント運動モデルGAMMAとPOMDPプランナContext-POMDPを備え、群衆運転アルゴリズムの開発・評価を可能にする。
原題: Simulating Autonomous Driving in Massive Mixed Urban Traffic ／ Yuanfu Luo, Panpan Cai, Yiyuan Lee 他
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
スマートフォン向け都市規模の協調拡張現実を実現する生涯学習型地図
都市規模の共有AR体験をスマホで実現するため、生涯学習型マッピングと複数端末のSLAM同期を提案し、サンフランシスコで数百km規模の実運用と大規模データセット公開を行った。
原題: Collaborative Augmented Reality on Smartphones via Life-long City-scale Maps ／ Lukas Platinsky, Michal Szabados, Filip Hlasek 他
日本語で読む → - 論文自動運転・行動推論ロボティクス
StylePredict：軌跡から人間ドライバーの行動を推論する機械理論オブマインド
車両の軌跡をスペクトル解析や中心性関数で解析し、人間ドライバーの運転スタイルを推論する機械理論オブマインド手法を提案し、米中印星の交通文化を分析した。
原題: StylePredict: Machine Theory of Mind for Human Driver Behavior From Trajectories ／ Rohan Chandra, Aniket Bera, Dinesh Manocha
日本語で読む → - 論文把持ロボティクス
同じ物体でも掴み方は違う：タスク指向把持のためのデータと意味的知識
56タスク・191物体・25万件のタスク指向把持データセットTaskGraspを構築し、物体とタスクの意味知識を知識グラフで活用するGCNGraspを提案した論文。未知物体や新タスクへの汎化性能を約12%向上させ、実機でも検証した。
原題: Same Object, Different Grasps: Data and Semantic Knowledge for Task-Oriented Grasping ／ Adithyavairavan Murali, Weiyu Liu, Kenneth Marino 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 → - 論文モデルベース強化学習ロボティクス
実世界オフライン強化学習のための微分可能物理モデル
力学構造が既知ならば、物理ベースの微分可能モデルがブラックボックスモデルより優れることを示し、実機で4分のデータのみからボール・イン・カップ課題を学習した。
原題: Differentiable Physics Models for Real-world Offline Model-based Reinforcement Learning ／ Michael Lutter, Johannes Silberbauer, Joe Watson 他
日本語で読む → - 論文クアッドロータ/ステレオ視/可変ベースラインロボティクス
MorphEyes: 可変ベースラインステレオによるクアッドロータナビゲーション
ステレオカメラのベースラインを飛行中に動的に変更できる枠組みを提案し、森林飛行や未知の隙間通過、移動物体の3D姿勢検出で精度と堅牢性が向上することを示した。
原題: MorphEyes: Variable Baseline Stereo For Quadrotor Navigation ／ Nitin J. Sanket, Chahat Deep Singh, Varun Asthana 他
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