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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 →- 論文移動マニピュレーションロボティクス
移動マニピュレータのタスク順序決定問題を解くMoboTSP
計算幾何学・グラフ理論・組合せ最適化を用いて、タスク空間の目標をクラスタリングし、各クラスタの到達可能なベース姿勢を解析的に求め、ベース移動回数と実行時間を最小化するタスク順序を導出する手法を提案した。
原題: MoboTSP: Solving the Task Sequencing Problem for Mobile Manipulators ／ Nicholas Adrian, Quang-Cuong Pham
日本語で読む → - 論文セマンティックマッピングロボティクス
オンライン物体指向セマンティックマッピングと地図更新
RGB-D検出に基づき物体の形状・存在確率をオンラインで更新するモジュール式セマンティックマッピングを提案し、家庭用ロボットで10Hz超の性能と既存手法を上回る精度を示した。
原題: Online Object-Oriented Semantic Mapping and Map Updating ／ Nils Dengler, Tobias Zaenker, Francesco Verdoja 他
日本語で読む → - 論文最適制御ロボティクス
因子グラフによる等式制約付き線形最適制御
等式制約付きLQR問題を制約付き因子グラフで表現し、修正グラム・シュミット法を用いた変数消去で最適軌道とフィードバック制御則を線形計算量で求める手法を提案した論文。
原題: Equality Constrained Linear Optimal Control With Factor Graphs ／ Shuo Yang, Gerry Chen, Yetong Zhang 他
日本語で読む → - 論文3D物体検出画像認識
マルチステージCNNによる単眼3D車両位置・姿勢推定
単眼カメラ画像から鳥瞰図の高さマップと深層特徴を組み合わせ、車両の3Dバウンディングボックスと向きを推定するマルチブランチCNNモデルを提案し、合成データセットとKITTIで評価した。
原題: Multi-Stage CNN-Based Monocular 3D Vehicle Localization and Orientation Estimation ／ Ali Babolhavaeji, Mohammad Fanaei
日本語で読む → - 論文制御理論機械学習
学習ベース制御と推定のためのニューラル確率収縮計量
スペクトル正規化した深層ニューラルネットで収縮計量を構成し、確率的非線形系に対して安定性を保証する制御・推定フレームワークを提案した論文。
原題: Neural Stochastic Contraction Metrics for Learning-based Control and Estimation ／ Hiroyasu Tsukamoto, Soon-Jo Chung, Jean-Jacques E. Slotine
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
ロボットの内省的自己理解：ニューロン活性から内部状態を学習する
特徴抽出ネットワークの活性をVAEで再構成して内部状態を構築し、actor-criticの行動選択性能を向上させ、学習に必要なエピソード数を約1300削減した。
原題: Intrinsic Robotic Introspection: Learning Internal States From Neuron Activations ／ Nikos Pitsillos, Ameya Pore, Bjorn Sand Jensen 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
選好学習によるユーザー誘導型HZD歩容生成
二足歩行ロボットのHZD最適化歩容を、人間の一対比較選好を用いた学習で調整し、手動チューニングなしで安定歩行を実現する枠組みを提案。
原題: Preference-Based Learning for User-Guided HZD Gait Generation on Bipedal Walking Robots ／ Maegan Tucker, Noel Csomay-Shanklin, Wen-Loong Ma 他
日本語で読む → - 論文外骨格・能動学習ロボティクス
ROIAL：外骨格歩行の選好ランドスケープを推定する関心領域能動学習
外骨格歩行の各ユーザーの効用関数を、安全性と快適性を保証する関心領域内で順序・選好フィードバックから能動的に学習するROIALを提案し、シミュレーションと3名の被験者実験で4つの歩行パラメータに対する選好ランドスケープの推定可能性を示した。
原題: ROIAL: Region of Interest Active Learning for Characterizing Exoskeleton Gait Preference Landscapes ／ Kejun Li, Maegan Tucker, Erdem Bıyık 他
日本語で読む → - 論文視覚的データ関連付け画像認識
自己ラベル付き三つ組によるオンライン記述子強化：視覚的データ関連付けの改善
ドメイン非依存の分類ネットワークをオンラインで微調整し、時間的に離れた正例と記述子空間で近い負例からなる自己ラベル三つ組で視覚記述子を逐次改善する手法を提案。物体追跡のデータ関連付け性能を向上させる。
原題: Online Descriptor Enhancement via Self-Labelling Triplets for Visual Data Association ／ Yorai Shaoul, Katherine Liu, Kyel Ok 他
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
自動運転車の運動予測に関するレビュー
自動運転における運動予測の課題を整理し、古典的手法から深層学習・強化学習までの最新研究を比較・展望したレビュー論文。
原題: Motion Prediction on Self-driving Cars: A Review ／ Shahrokh Paravarzar, Belqes Mohammad
日本語で読む → - 論文進化ロボティクスロボティクス
身体と脳の共進化ダイナミクス
ロボットの身体形状と制御特性を同時に共進化させる手法を提案し、共適応したロボットが固定設計の形態より優れることを示した研究。
原題: The Dynamic of Body and Brain Co-Evolution ／ Paolo Pagliuca, Stefano Nolfi
日本語で読む → - 論文グラフクラスタリングロボティクス
相関クラスタリングの最適解空間における多重性と多様性の分析
完全符号付きグラフ上の相関クラスタリング問題において、最適解が複数存在し大きく異なる場合があることを合成グラフ実験で示し、実世界グラフでも複数の最適解を検討する必要性を指摘した。
原題: Multiplicity and Diversity: Analyzing the Optimal Solution Space of the Correlation Clustering Problem on Complete Signed Graphs ／ Nejat Arinik, Rosa Figueiredo, Vincent Labatut
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
箸でつかむ：微細操作のためのモデルフリー模倣学習における共変量シフトの克服
箸を装着したロボットによる微細な把持操作を、人間の実演からのモデルフリー模倣学習で実現。共変量シフトを低減する2つの手法を提案し、実機で成功率を37.3%から80%へ向上させた。
原題: Grasping with Chopsticks: Combating Covariate Shift in Model-free Imitation Learning for Fine Manipulation ／ Liyiming Ke, Jingqiang Wang, Tapomayukh Bhattacharjee 他
日本語で読む → - 論文手術ロボティクスロボティクス
深層模倣学習と最適制御を組み合わせた網膜手術の自動化
網膜表面の目標位置を深層学習で予測し、安全制約下で最適軌道を生成することで、術者の手ぶれを下回る精度で手術器具の自動ナビゲーションを実現した。
原題: Towards Autonomous Eye Surgery by Combining Deep Imitation Learning with Optimal Control ／ Ji Woong Kim, Peiyao Zhang, Peter Gehlbach 他
日本語で読む → - 論文力制御/受動性ロボティクス
直列減衰弾性アクチュエーションの安定性と透明性に関する二ポート解析
速度源インピーダンス制御下の直列減衰弾性アクチュエータについて、二ポート受動性の必要十分条件を導出し、並列散逸要素と散逸付き仮想カプラの必要性を証明した研究。
原題: Two-Port Analysis of Stability and Transparency in Series Damped Elastic Actuation ／ Ugur Mengilli, Umut Caliskan, Zeynep Ozge Orhan 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント経路計画ロボティクス
車両型ロボットのための運動学的・時空間制約を考慮したマルチエージェント経路計画
非ホロノミックな車両型ロボットの形状・運動学・時空間制約を扱うCL-MAPF問題を定式化し、ボディ衝突木と時空間ハイブリッドA*を組み合わせた階層型解法を提案した論文。
原題: CL-MAPF: Multi-Agent Path Finding for Car-Like Robots with Kinematic and Spatiotemporal Constraints ／ Licheng Wen, Zhen Zhang, Zhe Chen 他
日本語で読む → - 論文制御バリア関数math.OC
制御バリア関数を用いた最適制御問題の実行可能十分条件
制御バリア関数と制御リアプノフ関数に基づく二次計画法の列で、制御制約下でも常に実行可能となる十分条件を単一の追加制約として提案し、適応クルーズコントロールで有効性を示した論文。
原題: Sufficient Conditions for Feasibility of Optimal Control Problems Using Control Barrier Functions ／ Wei Xiao, Calin Belta, Christos G. Cassandras
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
外力推定のための堅牢な視覚・慣性・動力学オドメトリ
クアッドロータに加わる外力と6自由度姿勢を同時に推定する、視覚・慣性・動力学を密結合した最適化ベースのオドメトリ手法を提案した論文。
原題: VID-Fusion: Robust Visual-Inertial-Dynamics Odometry for Accurate External Force Estimation ／ Ziming Ding, Tiankai Yang, Kunyi Zhang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
把持物体のキーポイント予測モデルをマルチモーダル学習で獲得する視覚物体操作
固有感覚と視覚を融合した自己教師ありキーポイント検出器を学習し、把持物体を含む拡張運動学チェーンを数秒の視覚データから獲得して物体操作に応用した研究。
原題: Multi-Modal Learning of Keypoint Predictive Models for Visual Object Manipulation ／ Sarah Bechtle, Neha Das, Franziska Meier
日本語で読む → - 論文画像認識/Transformerlandmark
画像は16x16の単語に価値がある：大規模画像認識のためのTransformer
画像をパッチ列として扱い、畳み込みを使わない純粋なTransformer（ViT）で画像分類を行い、大規模事前学習により従来のCNNに匹敵する性能を少ない計算資源で達成した。
原題: An Image is Worth 16x16 Words: Transformers for Image Recognition at Scale ／ Alexey Dosovitskiy, Lucas Beyer, Alexander Kolesnikov 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
筋肉様アクチュエーションで駆動するタコ型ソフトアームの制御
タコ腕の解剖学的に忠実な筋肉構造をモデル化し、エネルギー整形法と組み合わせて柔軟弾性体アームを制御する手法を提案。二段階最適化で解き、Elastica上で生体模倣実験により検証した。
原題: Controlling a CyberOctopus Soft Arm with Muscle-like Actuation ／ Heng-Sheng Chang, Udit Halder, Ekaterina Gribkova 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
投影マッピング実装：知覚結果と行動意図の直接外在化によるロボットの説明可能性向上
ロボットの知覚結果や行動意図を動作環境に直接投影する投影マッピングの実装を解説し、サンプルコードを公開した論文。
原題: Projection Mapping Implementation: Enabling Direct Externalization of Perception Results and Action Intent to Improve Robot Explainability ／ Zhao Han, Alexander Wilkinson, Jenna Parrillo 他
日本語で読む → - 論文歩行機械学習
移動運動学習における環境設計の重要性
深層強化学習で移動運動を学習する際、状態表現や報酬構造、制御周波数などの環境設計の選択が結果の脆さに大きく影響することを示した論文。
原題: Learning to Locomote: Understanding How Environment Design Matters for Deep Reinforcement Learning ／ Daniele Reda, Tianxin Tao, Michiel van de Panne
日本語で読む → - 論文力制御ロボティクス
関節ロボットのための位置/力ハイブリッド制御器
関節空間とタスク空間の滑らかな写像を用いて位置制御と力制御を分離し、研磨や両腕での箱把持に有効なハイブリッド制御器を提案・シミュレーション検証した論文。
原題: A Hybrid Position/Force Controller for Joint Robots ／ Shengwen Xie, Juan Ren
日本語で読む → - 論文歩行AI
進化するロボットにおける移動スキルの学習
任意形状のモジュール式ロボットが目標へ歩行し追従するための制御アーキテクチャと汎用学習法を提案し、クモ・ヤモリ型とその子孫ロボットで実世界検証した。
原題: Learning Locomotion Skills in Evolvable Robots ／ Gongjin Lan, Maarten van Hooft, Matteo De Carlo 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
切替可能な行動依存グラフを持続的に最適化してマルチエージェント実行スケジュールを並べ替えるフィードバック手法
AGV群の経路実行で生じる遅延に対し、MAPFを再求解せずに非巡回の行動依存グラフをオンラインで繰り返し修正し、各AGVの経路完了時間を短縮する手法を提案した。
原題: A Feedback Scheme to Reorder a Multi-Agent Execution Schedule by Persistently Optimizing a Switchable Action Dependency Graph ／ Alexander Berndt, Niels Van Duijkeren, Luigi Palmieri 他
日本語で読む → - 論文共有制御HCI
視覚・触覚ガイダンスの重み付けによる共有制御下のドライバー行動モデリングと解析
車線追従タスクにおいて、前方道路からの視覚ガイダンスとステアリング系からの触覚ガイダンスを重み付けするドライバーモデルを提案し、ドライビングシミュレータ実験でパラメータ同定と検証を行った。
原題: Modeling and analysis of driver behavior under shared control through weighted visual and haptic guidance ／ Zheng Wang, Rencheng Zheng, Edric John Cruz Nacpil 他
日本語で読む → - 論文強化学習/ドローン制御ロボティクス
Soft Actor-CriticによるUAVの低レベル制御
強化学習のSoft Actor-Criticを用いて、モデル知識なしにクアッドロータを目標地点へ誘導する低レベル制御方策をシミュレーションで学習し、未知の状況にも対応できる頑健性を示した論文。
原題: Using Soft Actor-Critic for Low-Level UAV Control ／ Gabriel Moraes Barros, Esther Luna Colombini
日本語で読む → - 論文ソフトグリッパロボティクス
剛性と形状を独立制御できる新型ソフトロボットグリッパ
空気圧筋で駆動する3本指ソフトグリッパを開発し、指の剛性と曲げ形状を独立に制御することで、多様な物体の適応把持と把持品質の向上を実現した。
原題: A Novel Variable Stiffness Soft Robotic Gripper ／ Dimuthu D. Arachchige, Yue Chen, Ian D. Walker 他
日本語で読む → - 論文ドローン撮影ロボティクス
ドローンを映画監督に：自動撮影カメラシステム
人の動きに合わせて構図原則を守りながら滑らかなドローンカメラ軌道を自動生成し、迫力ある映像を撮影するシステムを提案・実証した。
原題: Can We Enable the Drone to be a Filmmaker? ／ Yuanjie Dang
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