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: 2020/10/1 ／ 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 →- 論文群制御cs.MA
深層強化学習による複数UAVの無線データ収集経路計画
複数のUAVがIoTデバイスからデータを収集する経路計画を、分散部分観測マルコフ決定過程として定式化し、深層強化学習で解く手法を提案した論文。
原題: Multi-UAV Path Planning for Wireless Data Harvesting with Deep Reinforcement Learning ／ Harald Bayerlein, Mirco Theile, Marco Caccamo 他
日本語で読む → - 論文安全強化学習機械学習
Recovery RL：学習した回復ゾーンを用いた安全な強化学習
オフラインデータから制約違反領域を事前学習し、タスク方策と回復方策を分離することで、探索と安全性のトレードオフを効率的に両立させる安全強化学習手法を提案。
原題: Recovery RL: Safe Reinforcement Learning with Learned Recovery Zones ／ Brijen Thananjeyan, Ashwin Balakrishna, Suraj Nair 他
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
MADRaS：マルチエージェント自動運転シミュレータ
自動運転の運動計画アルゴリズムの設計・評価向けに、複数エージェントが強化学習などで訓練できるオープンソースの運転シミュレータを開発した。
原題: MADRaS : Multi Agent Driving Simulator ／ Anirban Santara, Sohan Rudra, Sree Aditya Buridi 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
高速でロバストな生物模倣型ティーチ・アンド・リピートナビゲーション
オドメトリと軽量な視覚処理による補正信号を非同期に組み合わせ、低計算コストでロバストな経路再現ナビゲーションを実現し、2種類のロボットで6000m以上の走行実験により有効性を示した論文。
原題: Fast and Robust Bio-inspired Teach and Repeat Navigation ／ Dominic Dall'Osto, Tobias Fischer, Michael Milford
日本語で読む → - 論文会話AI/ユーザー感情ロボティクス
移行可能なAIエージェントにおけるユーザー感情：アイデンティティと情報の移行が及ぼす影響
会話AIエージェントの情報移行とアイデンティティ移行の組み合わせがユーザーの感情に与える影響を2×2被験者間実験で調査し、両方移行時に喜びと驚きが最大、情報のみ移行時に怒りが最大となることを示した。
原題: Migratable AI : Investigating users' affect on identity and information migration of a conversational AI agent ／ Ravi Tejwani, Boris Katz, Cynthia Breazeal
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
確率的推論によるマルチロボット編隊の連続時間ガウス過程軌道生成
GPMP2をマルチロボット編隊に拡張し、疎なガウス過程と因子グラフで衝突回避・編隊維持を考慮した連続時間軌道を集中生成する手法を提案。適応的な編隊変化とオンライン再計画を実現した。
原題: Continuous-time Gaussian Process Trajectory Generation for Multi-robot Formation via Probabilistic Inference ／ Shuang Guo, Bo Liu, Shen 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
自律ロボットマニピュレーションのための視覚サーボ制御と把持検出へのリアルタイム深層学習アプローチ
Cornell Graspingデータセットで学習したCNNで把持矩形を予測し、物体追従のための視覚サーボ制御ネットワークも設計。Kinova Gen3で実時間評価を行った。
原題: Real-Time Deep Learning Approach to Visual Servo Control and Grasp Detection for Autonomous Robotic Manipulation ／ Eduardo Godinho Ribeiro, Raul de Queiroz Mendes, Valdir Grassi
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
点集合レジストレーションを用いたドローン群の動的フォーメーション再構成
ドローン群が狭い開口部を通過する際に、点集合レジストレーションの温度関数減少法を応用して隊形を最適に崩し再形成する手法を提案した。
原題: Dynamic Formation Reshaping Based on Point Set Registration in a Swarm of Drones ／ Jawad N. Yasin, Sherif A. S. Mohamed, Mohammad-Hashem Haghbayan 他
日本語で読む → - 論文sim2real機械学習
強化学習は物理エンジンをまたいで汎化できるか
複数の深層強化学習アルゴリズムを様々な制御タスクで比較し、物理エンジン間の汎化性能を検証した。MuJoCoで学習した場合は他エンジンへ転移しやすい一方、PyBulletで学習した場合は汎化しないことを示した。
原題: Can Reinforcement Learning for Continuous Control Generalize Across Physics Engines? ／ Aaqib Parvez Mohammed, Matias Valdenegro-Toro
日本語で読む → - 論文制御/MPCロボティクス
RAT iLQR：確率的モデル誤差に最適に対処するリスク自動調整コントローラ
ガウス分布からのKLダイバージェンス制約下で最悪ケース分布に対する分布ロバスト制御を実現する非線形MPCを提案し、リスク感度をオンラインで自動調整するアルゴリズムを開発した。
原題: RAT iLQR: A Risk Auto-Tuning Controller to Optimally Account for Stochastic Model Mismatch ／ Haruki Nishimura, Negar Mehr, Adrien Gaidon 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ばね質点モデルで歩行方策を導く学習制御
低次元のばね質点モデルから生成した歩行運動を学習方策の指令・訓練信号として用い、人間サイズの二足ロボットで最大1.2m/sの動的歩行を実現した。
原題: Learning Spring Mass Locomotion: Guiding Policies with a Reduced-Order Model ／ Kevin Green, Yesh Godse, Jeremy Dao 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
制約付き動作計画ネットワークX
制約多様体上の経路計画を高速化するため、条件付き深層生成器・識別器とニューラル勾配ベースの射影演算子を組み合わせたニューラル計画手法CoMPNetXを提案し、従来のサンプリングベース計画を加速して高い成功率と短い計算時間を実現した。
原題: Constrained Motion Planning Networks X ／ Ahmed H. Qureshi, Jiangeng Dong, Asfiya Baig 他
日本語で読む → - 論文ブロックチェーン/建設自動化cs.CR
ブロックチェーンと実空間計測による建設支払いの自動化
UAVやレーザースキャナで進捗を計測し、ブロックチェーン上のスマートコントラクトで建設出来高支払いを自動決済する仕組みを構築し、実際の工事で下請け7社への支払いに適用した。
原題: Construction Payment Automation Using Blockchain-Enabled Smart Contracts and Reality Capture Technologies ／ Hesam Hamledari, Martin Fischer
日本語で読む → - 論文ヒューマノイドロボティクス
NimbRo-OP2X：研究向けの手頃な大人サイズ3Dプリント製オープンソースヒューマノイドロボット
大人サイズのヒューマノイド研究の参入障壁を下げるため、身長135cm・重量19kgでGPU搭載の3Dプリント製オープンソースロボットを開発し、歩行安定性や視覚認識を評価した論文。
原題: NimbRo-OP2X: Affordable Adult-sized 3D-printed Open-Source Humanoid Robot for Research ／ Grzegorz Ficht, Hafez Farazi, Diego Rodriguez 他
日本語で読む → - 論文マイクロロボットロボティクス
中立位置オフセットで双方向制御するマイクロロッカーボット
ロッカー構造を持つ3Dプリント微小ロボットを磁場で駆動し、中立位置の傾きを偏らせることで平面上・生体表面上を前後双方向に精密移動させる手法を提案した。
原題: Bidirectional Microrocker Bots Controlled via Neutral Position Offset ／ Tony Wang, DeaGyu Kim, Yifan Shi 他
日本語で読む → - 論文UAV探索ロボティクス
逐次サンプリングと確率的ロードマップによる動的環境の自律UAV探索
逐次サンプリングとPRMを組み合わせ、動的障害物を避けながら未知環境を効率的に探索するUAVプランナを提案した論文。
原題: Autonomous UAV Exploration of Dynamic Environments via Incremental Sampling and Probabilistic Roadmap ／ Zhefan Xu, Di Deng, Kenji Shimada
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
自己教師あり報酬回帰による準最適デモンストレーションからの学習
準最適なデモンストレーションから最適性パラメータ化データを合成し、理想的な報酬関数を学習することで、ロボットに卓球のトップスピン打法を教える手法を提案した。
原題: Learning from Suboptimal Demonstration via Self-Supervised Reward Regression ／ Letian Chen, Rohan Paleja, Matthew Gombolay
日本語で読む → - 論文軌道生成ロボティクス
スプライン細分割に基づく堅牢かつ漸近局所最適なUAV軌道生成
スプライン細分割を用いて、衝突回避と駆動制約を満たしつつ漸近的に局所最適なUAV軌道を生成する最適化手法を提案した。
原題: Robust & Asymptotically Locally Optimal UAV-Trajectory Generation Based on Spline Subdivision ／ Ruiqi Ni, Teseo Schneider, Daniele Panozzo 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
社会的状態の説明可能な表現：社会的ヒューマンロボットインタラクションのモデル
複数人とロボットの社会的インタラクションを追跡するための最小限の概念と信号を提案し、説明可能で扱いやすい表現を4つの認知領域に整理した。
原題: Explainable Representations of the Social State: A Model for Social Human-Robot Interactions ／ Daniel Hernández García, Yanchao Yu, Weronika Sieińska 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
動的ガウス過程陰関数曲面を用いた移動マニピュレータの能動的・対話的マッピング
移動マニピュレータが山積みの物体を把持するため、動的ガウス過程陰関数曲面で環境変化を逐次更新しつつ、把持可能性と情報利得のバランスを取る次善視点を能動的に選択する枠組みを提案した論文。
原題: Active and Interactive Mapping with Dynamic Gaussian Process Implicit Surfaces for Mobile Manipulators ／ Liyang Liu, Simon Fryc, Lan Wu 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
四足歩行ロボットによる極限環境の長距離自律探査
Boston DynamicsのSpotに自律アーキテクチャNeBulaを統合し、DARPA地下トンネル競技のような極限環境で大規模・長時間の自律探査を実現した取り組みを報告する論文。
原題: Autonomous Spot: Long-Range Autonomous Exploration of Extreme Environments with Legged Locomotion ／ Amanda Bouman, Muhammad Fadhil Ginting, Nikhilesh Alatur 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
負の障害物を越えるための仮想面と姿勢を考慮した計画・行動
地形の傾斜・可視性・機体姿勢を考慮し、マッピング・計画・反応行動を統合して未観測領域や段差・張り出し・狭路などの負の障害物を回避する自律ナビゲーションシステムを提案し、DARPA地下トンネルチャレンジで実証した。
原題: Virtual Surfaces and Attitude Aware Planning and Behaviours for Negative Obstacle Navigation ／ Thomas Hines, Kazys Stepanas, Fletcher Talbot 他
日本語で読む → - 論文制御/モデリングstat.ML
微分に基づくクープマン作用素によるロボットシステムのリアルタイム制御
非線形ダイナミクスの高階微分を用いてクープマン作用素の線形モデルを構築し、誤差境界を導出してリアルタイム制御に応用した研究。倒立振子と尾びれ駆動ロボット魚で有効性を示した。
原題: Derivative-Based Koopman Operators for Real-Time Control of Robotic Systems ／ Giorgos Mamakoukas, Maria L. Castano, Xiaobo Tan 他
日本語で読む → - 論文自動運転/模倣学習ロボティクス
連続意図から連続軌道へ：階層型運転モデルの模倣学習
GPS・カメラ・LiDARから連続的な意図を表すポテンシャルマップを生成し、それを条件に連続関数近似ネットワークで滑らかな運転軌道を出力する階層型運転モデルを提案した。
原題: Imitation Learning of Hierarchical Driving Model: from Continuous Intention to Continuous Trajectory ／ Yunkai Wang, Dongkun Zhang, Jingke Wang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
トルク制御ロボットによる接触の多いタスクのための能動的行動と視覚残差強化学習
視覚と触覚を強化学習に統合し、能動的行動の導入で部分観測問題に対処することで、トルク制御ロボットによるRAM挿入タスクの環境変動への頑健性とサンプル効率を向上させた研究。
原題: Proactive Action Visual Residual Reinforcement Learning for Contact-Rich Tasks Using a Torque-Controlled Robot ／ Yunlei Shi, Zhaopeng Chen, Hongxu Liu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
入力飽和と位置計測のみに対応したロボットアームの軌道追従制御
速度計測やオブザーバなしで、入力飽和を自然に扱えるパッシブ性ベースの軌道追従制御を提案し、実験用ロボットアームで有効性を確認した論文。
原題: Trajectory Tracking for Robotic Arms with Input Saturation and Only Position Measurements ／ Jochem van der Veen, Pablo Borja, Jacquelien M. A. Scherpen
日本語で読む → - 論文状態推定/強化学習機械学習
リアプノフ理論に基づく強化学習型状態推定器
リアプノフ法と深層強化学習を組み合わせ、有界な推定誤差の収束を理論保証した非線形確率システム向け状態推定器を提案し、モンテカルロ実験で既存フィルタより頑健性が高いことを示した。
原題: Lyapunov-Based Reinforcement Learning State Estimator ／ Liang Hu, Chengwei Wu, Wei Pan
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
折り紙構造で形状変化する指先による把持安定性と器用さの向上
折り紙を骨格に用いた形状可変指先を開発し、凸点接触での把持やピンチ把持、物体の再配向、包み込み把持など多様な把持タスクで従来のパラレルグリッパより優れることを実験で示した。
原題: Origami-based Shape Morphing Fingertip to Enhance Grasping Stability and Dexterity ／ Zicheng Kan, Yazhan Zhang, Chohei Pang 他
日本語で読む → - 論文VIOロボティクス
xVIO：距離・視覚・慣性融合オドメトリのフレームワーク
JPLが開発した距離センサ・カメラ・IMUを統合するオドメトリ手法で、小型ドローンに搭載して日中・夜間の閉ループ飛行を実現し、その技術詳細をまとめた報告。
原題: xVIO: A Range-Visual-Inertial Odometry Framework ／ Jeff Delaune, David S. Bayard, Roland Brockers
日本語で読む → - 論文セグメンテーション画像認識
インスタンス輪郭からパノプティックセグメンテーションを学習する
セマンティックセグメンテーションとインスタンス輪郭からインスタンスセグメンテーションを学習し、それらを統合してパノプティックセグメンテーションを出力する完全畳み込みネットワークを提案した論文。
原題: Learning Panoptic Segmentation from Instance Contours ／ Sumanth Chennupati, Venkatraman Narayanan, Ganesh Sistu 他
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