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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HRIロボティクス
感情を込めた音楽的韻律：人とロボットの相互作用のための検証済み音声データセット
ジュネーブ感情ホイールに基づく即興的な感情音声フレーズの4.2時間データセットを構築し、聴取実験で検証した。生成システムへの応用可能性も示した。
原題: Emotional Musical Prosody: Validated Vocal Dataset for Human Robot Interaction ／ Richard Savery, Lisa Zahray, Gil Weinberg
日本語で読む → - 論文軌道予測機械学習
同変連続畳み込みによる軌道予測
流体力学の対称性の知見を取り入れ、回転同変な連続畳み込みで車両や歩行者の軌道を予測するECCOを提案し、少ないパラメータで高精度かつ物理的に整合した予測を実現した。
原題: Trajectory Prediction using Equivariant Continuous Convolution ／ Robin Walters, Jinxi Li, Rose Yu
日本語で読む → - 論文3D再構成画像認識
SCFusion：意味的補完を伴うリアルタイム逐次シーン再構成
深度画像列から遮蔽で欠損した3Dモデルを、占有マップを処理するニューラルネットで逐次的に意味的補完しながらリアルタイムで再構成するフレームワークを提案した論文。
原題: SCFusion: Real-time Incremental Scene Reconstruction with Semantic Completion ／ Shun-Cheng Wu, Keisuke Tateno, Nassir Navab 他
日本語で読む → - 論文物体探索ロボティクス
階層型方策学習と内的・外的報酬モデリングによる効率的なロボット物体探索
内的報酬で駆動する低レベル方策で環境を効率的に探索し、その経験から高レベル・低レベル方策を外的報酬に向けて学習する階層型物体探索手法を提案した論文。
原題: Efficient Robotic Object Search via HIEM: Hierarchical Policy Learning with Intrinsic-Extrinsic Modeling ／ Xin Ye, Yezhou Yang
日本語で読む → - 論文説明可能AIAI
ロボットの透明な意思決定のための公理学習と信念追跡
非単調論理推論・深層学習・決定木帰納を組み合わせ、ロボットが自身の決定や信念、仮想行動の結果を関係的に説明できるアーキテクチャを提案し、卓上物体操作の場面理解と計画タスクで評価した。
原題: Axiom Learning and Belief Tracing for Transparent Decision Making in Robotics ／ Tiago Mota, Mohan Sridharan
日本語で読む → - 論文モデル予測制御ロボティクス
罠を認識して脱出する階層型モデル予測制御
未知の罠状態に陥った際に、目標追従と復帰行動を切り替える二層階層制御TAMPCを提案し、接触を介してしか観測できない障害物がある実機ペグ挿入などで有効性を示した。
原題: TAMPC: A Controller for Escaping Traps in Novel Environments ／ Sheng Zhong, Zhenyuan Zhang, Nima Fazeli 他
日本語で読む → - 論文自動運転/交通制御機械学習
深層強化学習によるコネクテッド車両の合流調整
交通オーケストレータとデータ融合を用いた集中型システムで、深層強化学習によりコネクテッド車両へ合流軌道を推薦する枠組みを提案し、実世界の未知の合流シナリオでDueling DQNの適応性を評価した。
原題: Deep Reinforcement Learning in Lane Merge Coordination for Connected Vehicles ／ Omar Nassef, Luis Sequeira, Elias Salam 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
不確実な物体インスタンスセグメンテーションと形状補完を用いたロボットのピックアンドプレース
部分的にしか見えない新規物体のピックアンドプレースにおいて、知覚の不確実性を再把持プランナのコスト関数に組み込み、ニューラルネットで把持・配置の安定性確率を推定する手法を提案し、実機でビンへの高密度詰め込み成功率を向上させた。
原題: Robotic Pick-and-Place With Uncertain Object Instance Segmentation and Shape Completion ／ Marcus Gualtieri, Robert Platt
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
剛体マルチボディモデルによるロボットアームの衝突後速度予測：実験的検討
7自由度トルク制御ロボットを剛体面に衝突させた実験データから、非平滑力学の衝突マップを用いて衝突後速度を予測し、減衰振動応答との定量的比較手法を提案した。
原題: Predicting the Post-Impact Velocity of a Robotic Arm via Rigid Multibody Models: an Experimental Study ／ Ilias Aouaj, Vincent Padois, Alessandro Saccon
日本語で読む → - 論文自動運転知覚/レーダー画像認識
RADIATE: 悪天候下の自動運転知覚のためのレーダーデータセット
霧や雪などの悪天候を含む多様な条件下で収集した高解像度レーダー画像に20万以上の道路参加者ラベルを付けた公開データセットを構築し、レーダー物体検出のベースライン結果を示した。
原題: RADIATE: A Radar Dataset for Automotive Perception in Bad Weather ／ Marcel Sheeny, Emanuele De Pellegrin, Saptarshi Mukherjee 他
日本語で読む → - 論文把持ロボティクス
目標補助付きActor-Criticによる点群を用いた6Dロボット把持
物体の点群を入力に6D把持の閉ループ制御方策を学習する手法を提案し、模倣学習と強化学習を組み合わせた目標補助付きActor-Criticで未見物体への把持性能を向上させた。
原題: Goal-Auxiliary Actor-Critic for 6D Robotic Grasping with Point Clouds ／ Lirui Wang, Yu Xiang, Wei Yang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
NEO: マニピュレータの反応型運動制御のための高速最適化アルゴリズム
マニピュレータが静的・動的障害物を避けつつ目標姿勢へ移動する純反応型の高速制御器NEOを提案し、操作性最大化と関節制限を凸二次計画で数msで解く。
原題: NEO: A Novel Expeditious Optimisation Algorithm for Reactive Motion Control of Manipulators ／ Jesse Haviland, Peter Corke
日本語で読む → - 論文UAV探索ロボティクス
FUEL: フロンティア情報構造と階層計画による高速UAV探索
フロンティア情報構造を逐次更新し、階層的な計画でUAVの未知環境探索を高速化した手法。従来比3〜8倍の効率を実現。
原題: FUEL: Fast UAV Exploration using Incremental Frontier Structure and Hierarchical Planning ／ Boyu Zhou, Yichen Zhang, Xinyi Chen 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
DeepWay：深層学習によるウェイポイント推定でグローバル経路を生成
占有格子地図からウェイポイントを推定する全畳み込み特徴学習モデルを提案し、列作物の圃場を完全にカバーする自律走行用グローバル経路生成を実現した。
原題: DeepWay: a Deep Learning Waypoint Estimator for Global Path Generation ／ Vittorio Mazzia, Francesco Salvetti, Diego Aghi 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
セクションパターン：多階層動作計画における狭路問題の効率的解法
許容可能な低次元射影で問題を緩和し、その解であるベースパスを「セクションパターン」と「パターンダンス」で活用して狭路を反応的に通過する多階層動作計画手法を提案し、Bugtrapや37自由度ハンドの把持前動作などで有効性を示した。
原題: Section Patterns: Efficiently Solving Narrow Passage Problems in Multilevel Motion Planning ／ Andreas Orthey, Marc Toussaint
日本語で読む → - 論文環境予測画像認識
環境予測のための注意機構拡張ConvLSTM
占有グリッドの時空間予測において、移動物体のぼやけや消失を抑えるため、時間注意機構と自己注意機構をConvLSTMに組み込んだ2つの手法を提案し、KITTIとWaymoで性能向上を示した。
原題: Attention Augmented ConvLSTM for Environment Prediction ／ Bernard Lange, Masha Itkina, Mykel J. Kochenderfer
日本語で読む → - 論文農業ロボティクスロボティクス
PATHoBot：ビニールハウス作物のフェノタイピングと介入を行うロボット
既製のパイプレール台車に多目的カメラ・ナビゲーションセンサ・ロボットアームを搭載し、ビニールハウス内で自律的に作物の高品質データ収集と形質推定を行うプラットフォームを開発した。深度情報と再投影により果実計数の精度を20ポイント改善し、3Dマッピングの事例も示した。
原題: PATHoBot: A Robot for Glasshouse Crop Phenotyping and Intervention ／ Claus Smitt, Michael Halstead, Tobias Zaenker 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
オンライン外部キャリブレーションを備えたマルチLiDARの堅牢なオドメトリとマッピング
複数LiDARの外部キャリブレーション・オドメトリ・マッピングを同時にオンラインで行うSLAMシステムを提案し、10シーケンスの実験で有効性を示した。
原題: Robust Odometry and Mapping for Multi-LiDAR Systems with Online Extrinsic Calibration ／ Jianhao Jiao, Haoyang Ye, Yilong Zhu 他
日本語で読む → - 論文運動生成ロボティクス
ロボット運動の加速度ベース設計のための幾何学的ファブリック
RMPを一般化した最適化ファブリックの具体形である幾何学的ファブリックを用い、障害物回避や関節限界回避などを層状に組み合わせて安定性保証付きの反応的ロボット運動を設計する手法を提案した。
原題: Geometric Fabrics for the Acceleration-based Design of Robotic Motion ／ Mandy Xie, Karl Van Wyk, Anqi Li 他
日本語で読む → - 論文マルチロボット計画ロボティクス
不確実性下でのマルチロボットのタスク・動作統合計画
知識集約的な環境で複数ロボットが協調してナビゲーションするため、離散的なタスク計画と連続的な動作計画を統合し、認識不確実性を考慮した信念空間計画の枠組みを提案・シミュレーション検証した論文。
原題: Towards Multi-Robot Task-Motion Planning for Navigation in Belief Space ／ Antony Thomas, Fulvio Mastrogiovanni, Marco Baglietto
日本語で読む → - 論文ジェスチャー生成ロボティクス
個別化語彙を持つ対話エージェントのフレーズ分類
対話エージェント「Rinna」の個別化された語彙に対し、NLPで自動取得した概念と社会学的に手動で得た概念を比較し、NLP手法の限界を3点特定。概念ベースのジェスチャー選択がランダムより好印象を与えることを実験で示した。
原題: Labeling the Phrases of a Conversational Agent with a Unique Personalized Vocabulary ／ Naoki Wake, Machiko Sato, Kazuhiro Sasabuchi 他
日本語で読む → - 論文VLA自然言語
ALFWorld：テキストと身体環境を統合した対話型学習シミュレータ
テキストベースの抽象的な計画学習と視覚環境での具体的な行動実行を橋渡しするシミュレータALFWorldを提案し、抽象知識が視覚接地行動に転移して汎化を向上させることを示した。
原題: ALFWorld: Aligning Text and Embodied Environments for Interactive Learning ／ Mohit Shridhar, Xingdi Yuan, Marc-Alexandre Côté 他
日本語で読む → - 論文複数ロボットSLAMロボティクス
意味ヒストグラムに基づくグラフマッチングによる大規模環境でのリアルタイム複数ロボット大域自己位置推定
視点変化に頑健な意味ヒストグラムベースのグラフマッチングを提案し、大規模環境で複数ロボットの大域自己位置推定をリアルタイムかつ高精度に実現した。
原題: Semantic Histogram Based Graph Matching for Real-Time Multi-Robot Global Localization in Large Scale Environment ／ Xiyue Guo, Junjie Hu, Junfeng Chen 他
日本語で読む → - 論文LiDARオドメトリロボティクス
固体LiDAR慣性オドメトリとマッピングの高性能化
固体式・機械式LiDAR両対応の密結合LiDAR慣性オドメトリ手法を提案し、Livox Horizon向けの新特徴抽出と階層的スライディングウィンドウ最適化で高精度・リアルタイムを実現した。
原題: Towards High-Performance Solid-State-LiDAR-Inertial Odometry and Mapping ／ Kailai Li, Meng Li, Uwe D. Hanebeck
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
COVID-19患者トリアージ向け遠隔操作ロボット肺超音波検査プラットフォーム
COVID-19患者の肺超音波検査を遠隔操作で行う2次元ロボットプラットフォームを開発し、健常者3名で実現可能性と安全性を検証した。
原題: Tele-operative Robotic Lung Ultrasound Scanning Platform for Triage of COVID-19 Patients ／ Ryosuke Tsumura, John W. Hardin, Keshav Bimbraw 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
複雑地形歩行のためのガイド付きカリキュラム学習
深層強化学習で二足歩行を学習する際、地形難易度の段階的増加・目標方策由来のガイド力の漸減・ランダム外乱の増大という3段階カリキュラムを提案し、平地・ハードル・ギャップ・階段など5種類の地形で有効性を示した論文。
原題: Guided Curriculum Learning for Walking Over Complex Terrain ／ Brendan Tidd, Nicolas Hudson, Akansel Cosgun
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
模倣学習におけるコピーキャット問題への敵対的アプローチ
部分観測下の模倣学習で、専門家の前の行動を真似てしまう「コピーキャット問題」を敵対的学習で解決し、性能を向上させた。
原題: Fighting Copycat Agents in Behavioral Cloning from Observation Histories ／ Chuan Wen, Jierui Lin, Trevor Darrell 他
日本語で読む → - 論文UAV通信/軌道最適化cs.IT
UAV軌道と通信の協調設計：柔軟な経路離散化と経路圧縮
UAV通信システムの性能最適化のため、選択したウェイポイントのみを最適化する柔軟な経路離散化と、3D経路を1D部分経路に分解して基底経路の重ね合わせで近似する経路圧縮手法を提案し、計算複雑度を削減する。
原題: UAV Trajectory and Communication Co-design: Flexible Path Discretization and Path Compression ／ Yijun Guo, Changsheng You, Changchuan Yin 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
キーポイント最適化とsim2real転移によるロボットマニピュレータの姿勢推定
ロボットマニピュレータ上で頑健に検出できる最適なキーポイント集合を反復的に探索し、ドメインランダム化で実機に転移して姿勢推定精度を向上させた研究。
原題: Pose Estimation for Robot Manipulators via Keypoint Optimization and Sim-to-Real Transfer ／ Jingpei Lu, Florian Richter, Michael Yip
日本語で読む → - 論文自動運転/意思決定ロボティクス
運転スタイルを考慮した学習ベースの任意車線変更意思決定モデル
周囲車両と自車の運転スタイルを考慮し、人間の車線変更判断を模倣する学習ベースの意思決定モデルを提案し、98.66%の予測精度を達成した。
原題: A Learning-based Discretionary Lane-Change Decision-Making Model with Driving Style Awareness ／ Yifan Zhang, Qian Xu, Jianping Wang 他
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