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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: 2020/10/1 ／ 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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
エンパワーメントに基づくスパース報酬下でのロボットマニピュレーション
スパース報酬の強化学習において、エンパワーメントと好奇心を組み合わせた内在的動機付けにより、ロボットマニピュレータが有用な操作スキルを学習できる手法を提案した。
原題: An Empowerment-based Solution to Robotic Manipulation Tasks with Sparse Rewards ／ Siyu Dai, Wei Xu, Andreas Hofmann 他
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トランスポーターネットワーク：視覚世界を再配置するロボットマニピュレーション
深層特徴を空間的に再配置して視覚入力からロボット動作の変位を推論するシンプルなアーキテクチャを提案し、物体の仮定なしに高いサンプル効率で積み木やロープ操作などを学習できることを示した。
原題: Transporter Networks: Rearranging the Visual World for Robotic Manipulation ／ Andy Zeng, Pete Florence, Jonathan Tompson 他
日本語で読む → - 論文幾何学math.MG
楕円内接三角形の中心に関する興味深い不変量
楕円に内接する三角形の族について、重心と垂心のアフィン結合で表される中心の軌跡が楕円になることや、その軌跡の中心が直線上を動くことなどの不変量を証明した論文。
原題: Intriguing Invariants of Centers of Ellipse-Inscribed Triangles ／ Mark Helman, Ronaldo Garcia, Dan Reznik
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
文脈付き潜在運動のオフポリシー最適化によるロボットマニピュレーション技能学習
示範軌道からMPPCAで低次元の潜在運動ダイナミクスを獲得し、自己正規化重要度サンプリングを用いた新しい文脈付きオフポリシーRL（LAMPO）で運動プリミティブをサンプル効率よく最適化する枠組みを提案した論文。
原題: Contextual Latent-Movements Off-Policy Optimization for Robotic Manipulation Skills ／ Samuele Tosatto, Georgia Chalvatzaki, Jan Peters
日本語で読む → - 論文センサフュージョンロボティクス
Atlas Fusion：自律エージェント向けセンサデータ融合の現代フレームワーク
RGB・熱カメラ、3D LiDAR、IMU、GNSSを融合して周囲環境の3Dモデルを構築するオープンソースのROS対応センサフュージョンフレームワークを提案。
原題: Atlas Fusion -- Modern Framework for Autonomous Agent Sensor Data Fusion ／ Adam Ligocki, Ales Jelinek, Ludek Zalud
日本語で読む → - 論文構造制御ロボティクス
マルコフパラメータに基づくテンセグリティ可変翼の参照追従制御
系の最初のN+1個のマルコフパラメータのみを用いて有限区間の追従誤差と入力増分を最小化する最適制御列を設計し、テンセグリティ構造の可変翼(NACA 2412)の形状追従に適用した論文。
原題: Markov Data-Based Reference Tracking of Tensegrity Morphing Airfoils ／ Yuling Shen, Muhao Chen, Manoranjan Majji 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーション画像認識
一時停止標識を利用した都市自動運転のための自動キャリブレーション手法
停止標識を検出してその既知の形状からカメラのキャリブレーションを再調整し、逐次更新で精度を向上させる手法を提案した論文。
原題: Auto-calibration Method Using Stop Signs for Urban Autonomous Driving Applications ／ Yunhai Han, Yuhan Liu, David Paz 他
日本語で読む → - 論文視覚ナビゲーションロボティクス
実世界の屋内環境におけるエンドツーエンド深層強化学習による視覚ナビゲーション
シミュレータで学習した視覚ナビゲーション方策を、補助タスクや報酬設計・ドメインランダム化により実ロボットへ直接展開できるようにし、実オフィス環境で86.7%以上の成功率を達成した。
原題: Visual Navigation in Real-World Indoor Environments Using End-to-End Deep Reinforcement Learning ／ Jonáš Kulhánek, Erik Derner, Robert Babuška
日本語で読む → - 論文剛体力学/計算アルゴリズムロボティクス
剛体システムのコリオリ行列とクリストッフェル記号を効率的に計算する数値手法
木構造の剛体システムに対し、記号微分を使わず数値的にコリオリ行列とクリストッフェル記号を最小計算量O(Nd), O(Nd^2)で求める再帰アルゴリズムを提案し、1kHz超の制御ループでの実用性を示した。
原題: Numerical Methods to Compute the Coriolis Matrix and Christoffel Symbols for Rigid-Body Systems ／ Sebastian Echeandia, Patrick M. Wensing
日本語で読む → - 論文障害物回避ロボティクス
パーティクルフィルタと人工ポテンシャル法による確率的深度知覚を用いた3Dリアクティブ障害物回避
深度画像からパーティクルフィルタで障害物位置を確率的に推定し、人工ポテンシャル法でドローンの3D障害物回避を実現した研究。
原題: APF-PF: Probabilistic Depth Perception for 3D Reactive Obstacle Avoidance ／ Shakeeb Ahmad, Zachary N. Sunberg, J. Sean Humbert
日本語で読む → - 論文生体模倣/羽ばたき飛行ロボティクス
コウモリの羽ばたき歩容を模倣する生体模倣アームウィング機構の設計
コウモリの膜翼と関節構造に着想を得て、変形可能な空飛ぶ協働ロボットAerobatのための柔軟で関節を持つアームウィング機構を設計・開発した論文。
原題: Mechanism Design of a Bio-inspired Armwing Mechanism for Mimicking Bat Flapping Gait ／ E. Sihite, P. Kelly, A. Ramezani
日本語で読む → - 論文目標追跡ロボティクス
高速目標迎撃のための目標状態推定と予測
拡張カルマンフィルタを用いて視覚情報から目標の現在位置を推定し、観測系列から将来位置を予測する手法を提案し、ROS-Gazebo環境と実機で検証した。
原題: Target State Estimation and Prediction for High Speed Interception ／ Aashay Bhise, Shuvrangshu Jana, Lima Agnel Tony 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
幾何学的幻覚から学習する動作計画器
障害物のない空間での計画が最適となる障害物配置を逆算的に生成(幻覚)し、それを用いて実環境の混雑空間で動くエンドツーエンド動作計画器を学習・実機検証した論文。
原題: Extended Abstract: Motion Planners Learned from Geometric Hallucination ／ Xuesu Xiao, Bo Liu, Peter Stone
日本語で読む → - 論文自動運転/模倣学習ロボティクス
End-to-End模倣学習による自動運転のためのロバストな行動クローニング
カメラ映像からステアリングを予測する軽量なEnd-to-End模倣学習パイプラインを構築し、予測操舵角と速度から縦方向制御を生成する制御則を提案、シミュレーション上で3つの運転モデルの頑健性を評価した。
原題: Robust Behavioral Cloning for Autonomous Vehicles using End-to-End Imitation Learning ／ Tanmay Vilas Samak, Chinmay Vilas Samak, Sivanathan Kandhasamy
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
振付からロボットプログラムへ：マルチパーティ動作調整の型システム
複数ロボットの協調動作を振付型システムで記述し、通信安全性・動作互換性・衝突回避を静的に保証するプログラミングモデルを提案、ROS上で実装した。
原題: Multiparty Motion Coordination: From Choreographies to Robotics Programs ／ Rupak Majumdar, Nobuko Yoshida, Damien Zufferey
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
関係性を考慮した両腕ロボット操作のための深層模倣学習
両腕ロボット操作を連続状態行動空間で学習する枠組みを提案し、動作を基本プリミティブに分解してグラフニューラルネットで関係性を捉えることで、物体位置が異なる状況への汎化性能と成功率を向上させた。
原題: Deep Imitation Learning for Bimanual Robotic Manipulation ／ Fan Xie, Alexander Chowdhury, M. Clara De Paolis Kaluza 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
決定論的サンプリングとコロケーションによる直接方策最適化
直接軌道最適化・決定論的サンプリング・方策最適化を組み合わせ、準ニュートン法で参照軌道とサンプル軌道・パラメータ化方策を同時最適化するフィードバック運動計画法を提案した論文。
原題: Direct Policy Optimization using Deterministic Sampling and Collocation ／ Taylor A. Howell, Chunjiang Fu, Zachary Manchester
日本語で読む → - 論文軌跡予測画像認識
合成軌跡を活用した複数未来予測
マルコフ連鎖で合成軌跡を生成し、データ拡張と複数の正解を持つサンプル生成に用いることで、マルチモーダルな軌跡予測器を訓練し精度を向上させた研究。
原題: Multiple Future Prediction Leveraging Synthetic Trajectories ／ Lorenzo Berlincioni, Federico Becattini, Lorenzo Seidenari 他
日本語で読む → - 論文ロボット知覚画像認識
自律システムのための知覚ライブラリPAZ
パイプライン・プロセッサ・バックエンドの3階層で構成され、ロボット知覚タスクの学習・推論パイプラインを再利用可能に構築できるソフトウェアライブラリPAZを提案した。
原題: Perception for Autonomous Systems (PAZ) ／ Octavio Arriaga, Matias Valdenegro-Toro, Mohandass Muthuraja 他
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習cs.NE
歩行者が存在する都市環境における深層再帰Qネットワークを用いた自動運転の行動意思決定
都市部の自動運転で歩行者を考慮した高レベル行動決定を、LSTM付きDQN(DRQN)と3次元状態表現・報酬設計で学習し、ルールベース手法より優れることを示した研究。
原題: Behavioral decision-making for urban autonomous driving in the presence of pedestrians using Deep Recurrent Q-Network ／ Niranjan Deshpande, Dominique Vaufreydaz, Anne Spalanzani
日本語で読む → - 論文ケーブル駆動ロボット/制振制御ロボティクス
ケーブル駆動パラレルロボットのフィードフォワード制御に対する入力整形
ケーブル張力を考慮したフィードフォワード制御に輸入整形フィルタを組み合わせ、移動プラットフォームの残留振動を低減する手法を提案し、実機実験で速度誤差のピークツーピーク振幅を72%改善した。
原題: Input-Shaping for Feed-Forward Control of Cable-Driven Parallel Robots ／ Sana Baklouti, Eric Courteille, Philippe Lemoine 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
スキル事前分布を学習して強化学習を加速する
オフライン経験からスキルの埋め込み空間とスキル事前分布を同時に学習し、下流の強化学習でその事前分布を活用して効率的なスキル転移を実現した研究。
原題: Accelerating Reinforcement Learning with Learned Skill Priors ／ Karl Pertsch, Youngwoon Lee, Joseph J. Lim
日本語で読む → - 論文精密モーション制御制御
リセット制御系のための適応フィードフォワード制御：精密モーション制御への応用
リセットフィードバック制御と組み合わせる適応フィードフォワード制御を提案し、モデル誤差があっても参照追従精度を高める新しい適応則を実験で検証した論文。
原題: Adaptive Feedforward Control For Reset Feedback Control Systems -- Application in Precision Motion Control ／ Karst Brummelhuis, Niranjan Saikumar, Jan-Willem van Wingerden 他
日本語で読む → - 論文連合学習ロボティクス
Flow-FL: マルチロボット系における時空間予測のためのデータ駆動型連合学習
サーバ集約型とゴシップベースのサーバレス型(Flow-FL)の2種類の連合学習を比較し、マルチエージェント軌道予測でデータ収集のずれやロボット数・遅延の影響を検証した論文。
原題: Flow-FL: Data-Driven Federated Learning for Spatio-Temporal Predictions in Multi-Robot Systems ／ Nathalie Majcherczyk, Nishan Srishankar, Carlo Pinciroli
日本語で読む → - 論文手術シミュレーションロボティクス
工具と組織の相互作用のための2D手術シミュレーションフレームワーク
マニピュレータの動きを追跡し、衝突検出を伴う軟組織の変形をシミュレートする2D手術シミュレーション手法を提案した論文。
原題: A 2D Surgical Simulation Framework for Tool-Tissue Interaction ／ Yunhai Han, Fei Liu, Michael C. Yip
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
正規化フローで最適計画を学習する動作計画器
条件付き正規化フローで過去経験からサンプリング分布を学習し、サンプリングベース動作計画の効率と解品質を改善した研究。
原題: Learning to Plan Optimally with Flow-based Motion Planner ／ Tin Lai, Fabio Ramos
日本語で読む → - 論文感情認識q-bio.NC
感情認識への多成分アプローチとパーソナリティの影響
映画視聴中の感情体験を評価・表出・生理・動機・感情などの多成分フレームワークでデータ駆動的に分析し、少数の潜在次元で離散感情を予測できること、またパーソナリティ特性との関連を示した研究。
原題: A Multi-Componential Approach to Emotion Recognition and the Effect of Personality ／ Gelareh Mohammadi, Patrik Vuilleumier
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3D認識画像認識
Panoster：LiDAR点群のエンドツーエンドパノプティックセグメンテーション
LiDAR点群に対し、学習ベースのクラスタリングでインスタンスを識別する提案不要のパノプティックセグメンテーション手法を提案し、SemanticKITTIで最先端性能を達成した。
原題: Panoster: End-to-end Panoptic Segmentation of LiDAR Point Clouds ／ Stefano Gasperini, Mohammad-Ali Nikouei Mahani, Alvaro Marcos-Ramiro 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
準最適な専門家から器用な操作を学習する
準最適な専門家データとオンライン探索データを組み合わせて活用できる相対エントロピーQ学習(REQ)を提案し、ロボット操作タスクで有効性を示した論文。
原題: Learning Dexterous Manipulation from Suboptimal Experts ／ Rae Jeong, Jost Tobias Springenberg, Jackie Kay 他
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