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 →- 論文把持設計ロボティクス
Fit2Form：把持対象に合わせたロボットグリッパ形状を生成する3D生成モデル
把持対象ごとに最適な指形状を生成する3D生成設計フレームワークを提案し、把持成功・安定性・頑健性を予測するFitnessネットワークで生成モデルを学習させた。
原題: Fit2Form: 3D Generative Model for Robot Gripper Form Design ／ Huy Ha, Shubham Agrawal, Shuran Song
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
音響による確率的ダイナミクスのsim-to-realフレームワークSTReSSD
跳ねるボールの衝突音から反発係数やノイズモデルをベイズ推定し、確率的シミュレータを実環境に校正して、カップイン予測やロボットアームによるリアルタイム打球実験を実現した。
原題: STReSSD: Sim-To-Real from Sound for Stochastic Dynamics ／ Carolyn Matl, Yashraj Narang, Dieter Fox 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SLAMロボティクス
RISE-SLAM: リソース認識型逆シュミット推定器によるSLAM
シュミット・カルマンフィルタの考え方を情報領域で再構成し、メモリ線形・計算コスト調整可能な一貫性のある近似推定法RISEを提案。探索/再定位フェーズで構成を切り替える視覚慣性SLAMを実現し、公開データセットで精度と効率の優位性を示した。
原題: RISE-SLAM: A Resource-aware Inverse Schmidt Estimator for SLAM ／ Tong Ke, Kejian J. Wu, Stergios I. Roumeliotis
日本語で読む → - 論文センシングロボティクス
単一チップミリ波レーダによる未改造ドローンの3次元モーションキャプチャ
プロペラのドップラー信号を利用し、マーカー不要で単一のミリ波レーダからドローンの3次元位置を10Hz・デシメートル精度で推定する深層学習システムを提案した。
原題: 3-D Motion Capture of an Unmodified Drone with Single-chip Millimeter Wave Radar ／ Peijun Zhao, Chris Xiaoxuan Lu, Bing Wang 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
歩行改善のための適応型聴覚キューイング手法
ガウス過程回帰で個人のキュー応答モデルを学習し、最適化で聴覚キューを適応生成することで歩行状態を効果的に変化させる手法を提案・検証した。
原題: Human-in-the-loop Auditory Cueing Strategy for Gait Modification ／ Tina LY Wu, Anna Murphy, Chao Chen 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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
分散型マルチアーム動作計画の学習
マルチエージェント強化学習とBiRRTの専門家デモを組み合わせ、チーム規模に応じてスケールする分散型マルチアーム動作計画を実現した論文。
原題: Learning a Decentralized Multi-arm Motion Planner ／ Huy Ha, Jingxi Xu, Shuran Song
日本語で読む → - 論文視覚的場所認識画像認識
メモリ管理付き隠れマルコフモデルによる視覚的場所認識
外観変化に強い視覚的場所認識のため、有望な候補画像を時間的先読みでアクティブメモリと受動ストレージ間で移動させる二層メモリ管理付きHMMを提案し、固定領域で定数時間・空間推論を実現した。
原題: HM4: Hidden Markov Model with Memory Management for Visual Place Recognition ／ Anh-Dzung Doan, Yasir Latif, Tat-Jun Chin 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
鏡面・対称物体の6D姿勢推定
単眼RGBカメラのみを用い、データ駆動型のCNNで鏡面金属物体の6D姿勢を推定し、対称性を扱うコスト関数を提案して把持の実現可能性を示した論文。
原題: Pose Estimation of Specular and Symmetrical Objects ／ Jiaming Hu, Hongyi Ling, Priyam Parashar 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
複数ロボットの非敵対的探索のための混合整数線形計画モデル
期限付きで移動目標を捕獲する複数ロボット探索計画問題に対し、複数探索者・任意の捕獲範囲・偽陰性を同時に扱う初のMILPモデルを提案し、計算時間を98%削減した。
原題: Mixed-Integer Linear Programming Models for Multi-Robot Non-Adversarial Search ／ Beatriz A. Asfora, Jacopo Banfi, Mark Campbell
日本語で読む → - 論文強化学習×模倣学習ロボティクス
不完全なデモンストレーションを用いた生成モデルによる強化学習の報酬整形
デモデータから生成モデルで状態・行動依存のポテンシャルを学習し報酬整形に用いることで、不完全なデモでも偏りなく方策学習を加速する手法を提案し、Frankaアームで実証した。
原題: Shaping Rewards for Reinforcement Learning with Imperfect Demonstrations using Generative Models ／ Yuchen Wu, Melissa Mozifian, Florian Shkurti
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 → - 論文模倣学習機械学習
ワンショット視覚模倣のためのTransformer
他エージェントの動画からロボットの行動を推論し、テスト時に一度の実演例で新しいタスクを模倣できるTransformerベースの手法を提案。
原題: Transformers for One-Shot Visual Imitation ／ Sudeep Dasari, Abhinav Gupta
日本語で読む → - 論文外骨格・リハビリ制御ロボティクス
人間中心の下肢ロボット支援のためのモデル予測制御
EMGから推定した人間のトルクをモデル予測制御に組み込み、ファジィ論理で支援モードを切り替える下肢外骨格の制御手法を提案し、膝関節の実験で有効性を示した。
原題: Model Predictive Control for Human-Centred Lower Limb Robotic Assistance ／ Christopher Caulcrick, Weiguang Huo, Enrico Franco 他
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 → - 論文マルチロボット/パラメータ同定ロボティクス
双対性を用いた実行可能領域に基づくパラメータ同定
マルチロボット系でタスクパラメータの厳密推定が困難な場合に、最適化制御のKKT条件と衝突回避制約のSVDからパラメータの上下界を導出し、UKFより速く収束する実行可能領域を生成する手法を提案した。
原題: Feasible Region-based Identification Using Duality (Extended Version) ／ Jaskaran Grover, Changliu Liu, Katia Sycara
日本語で読む → - 論文協調探査ロボティクス
モンテカルロ視点品質レンダリングによる空中・地上ロボット協調探査
地上・空中ロボットチームが大規模未知環境を効率的に探査するため、フロンティア分布とモンテカルロ視点品質レンダリング、自動微分可能な情報利得指標を組み合わせた枠組みを提案した。
原題: Coordinated Aerial-Ground Robot Exploration via Monte-Carlo View Quality Rendering ／ Di Deng, Zhefan Xu, Wenbo Zhao 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 → - 論文逆強化学習機械学習
f-IRL：状態周辺分布マッチングによる逆強化学習
エージェントと専門家の状態分布間のfダイバージェンスの解析的勾配を導出し、専門家密度から定常報酬関数を復元するf-IRLを提案。サンプル効率と必要専門家軌跡数で敵対的模倣学習を上回り、下流タスクや動力学変化への行動転移にも有効。
原題: f-IRL: Inverse Reinforcement Learning via State Marginal Matching ／ Tianwei Ni, Harshit Sikchi, Yufei Wang 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
BirdSLAM: 鳥瞰図における単眼マルチボディSLAM
単眼カメラのみを搭載した自動運転車両向けに、鳥瞰図を構成空間として自己位置推定と地図構築を行うSLAMシステムを提案し、スケール曖昧性や動的物体の位置推定の課題を解決した。
原題: BirdSLAM: Monocular Multibody SLAM in Bird's-Eye View ／ Swapnil Daga, Gokul B. Nair, Anirudha Ramesh 他
日本語で読む → - 論文強化学習/マニピュレーションロボティクス
拡張好奇心駆動型経験リプレイ
目標指向の好奇心探索と動的な初期状態選択を組み合わせ、報酬が疎なロボットマニピュレーションタスクのサンプル効率を改善する手法を提案した論文。
原題: ACDER: Augmented Curiosity-Driven Experience Replay ／ Boyao Li, Tao Lu, Jiayi Li 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
サーカスANYmal：四足ロボットが四肢で巧みな操作を学習
四足ロボットANYmalがモデルフリー強化学習で軽量ボールを四肢でバランス・操作する深層方策を訓練し、シミュレーションから実機へゼロショット展開を実現した。
原題: Circus ANYmal: A Quadruped Learning Dexterous Manipulation with Its Limbs ／ Fan Shi, Timon Homberger, Joonho Lee 他
日本語で読む → - 論文タスク計画AI
例からのドメイン具体化：欠落したドメイン知識をロバスト計画で補う
設計者が与えた不完全なドメインモデルと人間の教示軌跡から候補モデル集合を探索し、その下で成功率最大のロバスト計画を生成する手法を提案した。
原題: Domain Concretization from Examples: Addressing Missing Domain Knowledge via Robust Planning ／ Akshay Sharma, Piyush Rajesh Medikeri, Yu Zhang
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
Parrot: 強化学習のためのデータ駆動型行動事前分布
多様な既存タスクの成功試行から複雑な入出力関係を学習する行動事前分布を事前学習し、新規タスクの迅速な学習を可能にする手法を提案。画像観測と疎報酬のロボットマニピュレーションで大幅に優れる。
原題: Parrot: Data-Driven Behavioral Priors for Reinforcement Learning ／ Avi Singh, Huihan Liu, Gaoyue Zhou 他
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
限られたチャネル知識下での通信を考慮した省エネ軌道計画
無線通信しながら目標地点へ移動するロボットのため、機械的エネルギー消費を抑えつつ通信量を最大化する軌道（経路と速度プロファイル）を最適化する手法を提案し、ドローンの現実的なモデルでシミュレーション検証した。
原題: Communication-Aware Energy Efficient Trajectory Planning with Limited Channel Knowledge ／ D. Bonilla Licea, M. Bonilla, M. Ghogho 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボット学習と制御のためのディアボロ解析モデル
ディアボロと紐の系を解析的にモデル化し、実機の双腕ロボットでディアボロ遊びや人間との投げ渡しを実現した研究。
原題: An analytical diabolo model for robotic learning and control ／ Felix von Drigalski, Devwrat Joshi, Takayuki Murooka 他
日本語で読む → - 論文折り紙ロボティクスロボティクス
レーザー成形折り紙を例にしたシミュレーション・イン・ザ・ループによる折り畳み動作計画
熱・化学・電磁気などの物理現象を伴う自己折り畳み構造の設計において、計算コストの高い物理シミュレーションを動作計画に組み込み、幾何学だけでなく物理特性も考慮して折り畳みやすさを評価する手法を提案した。
原題: Planning Folding Motion with Simulation in the Loop Using Laser Forming Origami and Thermal Behaviors as an Example ／ Yue Hao, Weilin Guan, Edwin A Peraza Hernandez 他
日本語で読む → - 論文3D探索画像認識
次はどこを探索すべきか？履歴を考慮した自律3D探索のためのExHistCNN
深度カメラによる未知屋内環境の自律3D探索において、現在の深度観測と再構成履歴を補助ユーティリティマップとして統合し、次最良視点(NBV)を軽量CNNで推定する手法を提案した論文。
原題: Where to Explore Next? ExHistCNN for History-aware Autonomous 3D Exploration ／ Yiming Wang, Alessio Del Bue
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ピクセルから脚へ：四足歩行の階層的学習
階層強化学習により、四足ロボットがカメラ画像から障害物を避けつつ歩行・経路計画を同時に学習できることを示した論文。
原題: From Pixels to Legs: Hierarchical Learning of Quadruped Locomotion ／ Deepali Jain, Atil Iscen, Ken Caluwaerts
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