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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: 2020/9/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集

• 論文宇宙ロボティクスロボティクス2020/9/1

  アストロビー自由飛行ロボット向けヤモリ型粘着グリッパの設計と開発

  国際宇宙ステーションで運用中の自由飛行ロボットAstrobeeに、ヤモリの足を模した粘着グリッパを搭載し、対象物への把持・停泊を可能にする設計と地上試験結果を報告した論文。

  原題: Design and Development of a Gecko-Adhesive Gripper for the Astrobee Free-Flying Robot ／ A. Cauligi, T. G. Chen, S. A. Suresh 他

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• 論文歩行ロボティクス2020/9/1

  スマートフォン搭載IMUによる歩行者モーショントラッキング

  スマホのIMU信号のみから歩行者の平面位置・速度・進行方向を推定する手法を提案し、学習ベースでEKFの観測ノイズを動的調整、公開データセットで高精度を実証した。

  原題: Pedestrian Motion Tracking by Using Inertial Sensors on the Smartphone ／ Yingying Wang, Hu Cheng, Max Q. H. Meng

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• 論文軌道予測機械学習2020/9/1

  地図適応型ゴールベーストラジェクトリ予測

  車線中心線から動的にゴール経路を生成し、それを空間アンカーとして車両の長期的な軌道を予測する手法を提案。6秒先の予測精度と新都市への汎化性能で既存手法を上回る。

  原題: Map-Adaptive Goal-Based Trajectory Prediction ／ Lingyao Zhang, Po-Hsun Su, Jerrick Hoang 他

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• 論文sim2realロボティクス2020/9/1

  シミュレーションと実環境で動作する堅牢な強化学習ベースの自動運転エージェント

  単眼カメラ入力でレーン追従するDQNエージェントをシミュレータで訓練し、実環境のDuckietownでも動作することを示した研究。

  原題: Robust Reinforcement Learning-based Autonomous Driving Agent for Simulation and Real World ／ Péter Almási, Róbert Moni, Bálint Gyires-Tóth

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• 論文制御/安全学習ロボティクス2020/9/1

  風外乱下のクアッドロータ向け安全な学習ベース追従制御

  ガウス過程で風外乱の不確かさを推定し、制御バリア関数を組み込んだ階層型QP制御により、障害物のある環境でも安全な軌道追従を実現する手法を提案した。

  原題: Safe Learning-based Tracking Control for Quadrotors under Wind Disturbances ／ Lei Zheng, Rui Yang, Jiesen Pan 他

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• 論文VLA画像認識2020/9/1

  補助タスク学習で強化する視覚運動共有モデル：物体識別・位置推定・把持

  RetinaNetベースの視覚運動ニューラルモデルを拡張し、ARとシミュレーションの新データセットで3次元空間の物体へのリーチングを実現。補助タスク（物体の分類・位置推定）との同時学習の効果を分析した。

  原題: Enhancing a Neurocognitive Shared Visuomotor Model for Object Identification, Localization, and Grasping With Learning From Auxiliary Tasks ／ Matthias Kerzel, Fares Abawi, Manfred Eppe 他

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• 論文視覚オドメトリ画像認識2020/9/1

  深層視覚オドメトリの手法・課題・応用：複雑化・新興領域に向けて

  深層学習ベースの視覚オドメトリ（Deep VO）の最近の研究を、精度や効率などの基準で評価し、深度推定・特徴抽出・姿勢推定の観点から整理したサーベイ論文。

  原題: Approaches, Challenges, and Applications for Deep Visual Odometry: Toward to Complicated and Emerging Areas ／ Ke Wang, Sai Ma, Junlan Chen 他

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• 論文シミュレータロボティクス2020/9/1

  Flightmare：柔軟なクアッドロータシミュレータ

  レンダリングと物理演算を完全に分離した高速なクアッドロータ用シミュレータを提案し、強化学習制御と経路計画のタスクでその柔軟性を示した。

  原題: Flightmare: A Flexible Quadrotor Simulator ／ Yunlong Song, Selim Naji, Elia Kaufmann 他

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• 論文交通制御ロボティクス2020/9/1

  Sentinel：高速道路事故時の交通遅延を減らす車載レーンチェンジ誘導システム

  前方の事故で塞がれた車線を離れる確率を逐次計算し、閾値を下回った時点で早めの車線変更を促すことで、遅い段階の車線変更を減らし交通遅延を最大37%削減する車載システムを提案・シミュレーション評価した。

  原題: Sentinel: An Onboard Lane Change Advisory System for Intelligent Vehicles to Reduce Traffic Delay during Freeway Incidents ／ Goodarz Mehr, Azim Eskandarian

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• 論文歩行q-bio.QM2020/9/1

  海底二足歩行のモデル

  サメの一種の水底歩行に着想を得て、最小限の身体形態と制御で効率的な水中歩行が可能なことを理論モデルと二足ロボットで示し、歩容の双安定性を発見した研究。

  原題: Models of benthic bipedalism ／ F. Giardina, L. Mahadevan

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• 論文3D物体認識画像認識2020/9/1

  動的に拡張可能なネットワークによるオープンエンド3D物体認識

  動的アーキテクチャに基づく深層転移学習で、破滅的忘却と計算コストを抑えつつ新しい3D物体カテゴリを継続的に学習する手法を提案した。

  原題: 3D_DEN: Open-ended 3D Object Recognition using Dynamically Expandable Networks ／ Sudhakaran Jain, Hamidreza Kasaei

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• 論文制御セキュリティmath.OC2020/9/1

  車輪移動ロボットの経路追従制御における攻撃耐性オブザーバプルーニング

  偽データ注入攻撃を受けた車輪移動ロボットの経路追従制御において、侵害された計測チャネルをオブザーバから除外するプルーニングアルゴリズムを提案し、UKFの攻撃耐性を向上させた。

  原題: Attack-resilient observer pruning for path-tracking control of Wheeled Mobile Robot ／ Yu Zheng, Olugbenga Moses Anubi

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• 論文群制御cs.DC2020/9/1

  LoCUS: 火山噴煙調査のための耐故障性マルチロボットアルゴリズム

  ドローン群が頻繁に機体を失ってもガス濃度勾配を追従できる群協調・自己修復アルゴリズムLoCUSを提案し、独立型のMoBSと比較して信頼性と効率を実証した。

  原題: LoCUS: A multi-robot loss-tolerant algorithm for surveying volcanic plumes ／ John Erickson, Abhinav Aggarwal, G. Matthew Fricke 他

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• 論文ナビゲーションロボティクス2020/9/1

  スパースベイズカーネル占有マップによる未知環境の自律ナビゲーション

  占有・自由空間の境界を機械学習の決定境界として捉え、Relevance Vector Machineに基づくスパースなベイズ占有マップをオンライン構築し、未知環境での自律ナビゲーションと衝突判定を実現した論文。

  原題: Autonomous Navigation in Unknown Environments with Sparse Bayesian Kernel-based Occupancy Mapping ／ Thai Duong, Michael Yip, Nikolay Atanasov

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• 論文外骨格ロボティクス2020/9/1

  音声操作型上半身外骨格の産業応用開発

  産業現場の作業者を支援するため、腕や肩の負担を軽減し最大20kgの追加荷重を可能にする音声操作型上半身外骨格を設計・試作した研究。

  原題: Voice Controlled Upper Body Exoskeleton: A Development For Industrial Application ／ Shivam Tripathy, Rohan Panicker, Shubh Shrey 他

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• 論文飛行制御ロボティクス2020/9/1

  モデルベース強化学習による未駆動飛行ロボットの非ホロノミックヨー制御

  イオンクラフトのヨー制御に対し、リー括弧に基づく解析制御則とモデルベース強化学習を比較し、学習手法が短時間で同等の性能を達成できることを示した。

  原題: Nonholonomic Yaw Control of an Underactuated Flying Robot with Model-based Reinforcement Learning ／ Nathan Lambert, Craig Schindler, Daniel Drew 他

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• 論文最適化ロボティクス2020/9/1

  物流サービスネットワーク設計問題に対するメタ部分ベンダース分解法

  物流サービスネットワーク設計問題を効率的に解くため、部分分解に基づく厳密なベンダース分解アルゴリズムを提案し、マスタ問題を動的に切り替える手法の有効性を計算実験で示した。

  原題: Meta Partial Benders Decomposition for the Logistics Service Network Design Problem ／ Simon Belieres, Mike Hewitt, Nicolas Jozefowiez 他

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• 論文群制御math.OC2020/9/1

  最適化ベース制御を用いたマルチロボットシステムのパラメータ同定

  最適化ベース制御で動くロボット群の位置観測からタスクパラメータを逆推定できる条件を、持続的励起性と双対性・SVD解析で導出し、適応観測器とUKFで検証した論文。

  原題: Parameter Identification for Multirobot Systems Using Optimization Based Controllers (Extended Version) ／ Jaskaran Singh Grover, Changliu Liu, Katia Sycara

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• 論文sim2realロボティクス2020/9/1

  複数環境を活用した学習と意思決定：解体作業への応用

  物理シミュレータなど複数の環境を実行時に使い分け、ロボット行動の結果確率を学習するMENID表現と行動分配アルゴリズムを提案し、解体作業で有効性を示した。

  原題: Leveraging Multiple Environments for Learning and Decision Making: a Dismantling Use Case ／ Alejandro Suárez-Hernández, Thierry Gaugry, Javier Segovia-Aguas 他

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• 論文群制御ロボティクス2020/9/1

  SwarmCCO: 不確実性下のクアッドロータ群のための確率的リアクティブ衝突回避

  状態推定に不確実性があるクアッドロータ群に対し、位置・速度の不確かさをチャンス制約として定式化し、MPCで各機の衝突回避軌道を分散計算する手法を提案。ガウス分布とGMM拡張の2手法を比較し、決定論的手法より衝突回避性能が向上することを示した。

  原題: SwarmCCO: Probabilistic Reactive Collision Avoidance for Quadrotor Swarms under Uncertainty ／ Senthil Hariharan Arul, Dinesh Manocha

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• 論文羽ばたき飛行ロボティクス2020/9/1

  羽ばたき翼ロボットAerobatにおける非ホロノミック拘束の実現

  コウモリ型羽ばたきロボットAerobatの多体動力学モデルを構築し、非ホロノミック拘束を課すことで空中での姿勢再配向と着地準備を実現する制御手法を提案した。

  原題: Enforcing nonholonomic constraints in Aerobat, a roosting flapping wing model ／ Eric Sihite, Alireza Ramezani

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• 論文音声制御/義手eess.AS2020/9/1

  音声2D特徴量から義手の軌道を直接学習するエンドツーエンド手法

  音声の2D特徴量（スペクトログラム等）を畳み込みニューラルネットで直接義手の2D軌道に変換する軽量エンドツーエンドモデルを提案し、組込みGPU上でリアルタイム動作を実現した。

  原題: End-to-End Learning of Speech 2D Feature-Trajectory for Prosthetic Hands ／ Mohsen Jafarzadeh, Yonas Tadesse

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• 論文動作計画ロボティクス2020/9/1

  BP-RRT：時相論理動作計画のためのバリアペア合成

  非線形システムのLTL仕様を満たす制御器設計を、バリアペアをノードとするRRTで非凸問題として解く手法を提案し、2リンクマニピュレータのシミュレーションで実証した。

  原題: BP-RRT: Barrier Pair Synthesis for Temporal Logic Motion Planning ／ Binghan He, Jaemin Lee, Ufuk Topcu 他

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• 論文物体検出/不確実性推定画像認識2020/9/1

  確率的物体検出のためのStochastic-YOLO：データセットシフト下での効率的な不確実性推定

  YOLOv3にMonte Carlo Dropoutを導入して物体検出の不確実性（ラベルと空間）を推定するStochastic-YOLOを提案し、推論時のサンプリング負荷を削減する効率的実装とデータセットシフト下での評価を示した論文。

  原題: Stochastic-YOLO: Efficient Probabilistic Object Detection under Dataset Shifts ／ Tiago Azevedo, René de Jong, Matthew Mattina 他

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• 論文データ拡張/セグメンテーション画像認識2020/9/1

  精密農業における作物・雑草セグメンテーションのためのマルチスペクトル画像合成

  条件付きGANを用いて作物と雑草の形状を条件にマルチスペクトル合成画像を生成し、セグメンテーション学習データの拡張に有効であることを示した論文。

  原題: Multi-Spectral Image Synthesis for Crop/Weed Segmentation in Precision Farming ／ Mulham Fawakherji, Ciro Potena, Alberto Pretto 他

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• 論文UAV/計画制御制御2020/9/1

  STL仕様に基づくマルチロータUAVの制御と計画の協調設計

  Signal Temporal Logic(STL)仕様を満たす複数UAVの軌道計画と非線形追従制御を協調設計し、有界な追従誤差で動的に実行可能な軌道を生成する手法を提案した論文。

  原題: Co-design of Control and Planning for Multi-rotor UAVs with Signal Temporal Logic Specifications ／ Yash Vardhan Pant, He Yin, Murat Arcak 他

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• 論文マニピュレーションロボティクス2020/9/1

  S3K: マルチビュー整合性によるロボットマニピュレーション向け自己教師あり意味キーポイント

  複数視点の整合性を利用した半教師あり学習で、1〜5mm精度の意味的3Dキーポイントを獲得し、把持や嵌合などの精密作業や強化学習の報酬設計に活用できることを示した論文。

  原題: S3K: Self-Supervised Semantic Keypoints for Robotic Manipulation via Multi-View Consistency ／ Mel Vecerik, Jean-Baptiste Regli, Oleg Sushkov 他

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• 論文マニピュレーションAI2020/9/1

  段階的インセンティブ機構による高密度報酬を用いたロボット軌道計画の深層強化学習

  ロボットマニピュレータの軌道計画において、姿勢・歩幅・段階的インセンティブの3種の高密度報酬関数を設計し、学習の収束速度と成功率を大幅に改善した。

  原題: Deep Reinforcement Learning with a Stage Incentive Mechanism of Dense Reward for Robotic Trajectory Planning ／ Gang Peng, Jin Yang, Xinde Lia 他

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• 論文社会規範学習画像認識2020/9/1

  ここで何をしてよい？：Pepperによる文脈依存規範のオンライン学習

  Pepperロボットが人間との対話を通じて場面（文脈）をオンラインで学習し、各場面に対応する社会規範を能動学習で獲得するフレームワークを提案した論文。

  原題: What am I allowed to do here?: Online Learning of Context-Specific Norms by Pepper ／ Ali Ayub, Alan R. Wagner

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• 論文分散状態推定ロボティクス2020/9/1

  センサネットワークにおけるデータ駆動型分散状態推定と行動モデリング

  センサネットワーク上で物体の状態推定と未知の移動行動の学習を同時に行う問題を初めて定式化し、ガウス過程ベースのベイズフィルタをオンライン分散設定に拡張して解く手法を提案した。

  原題: Data-Driven Distributed State Estimation and Behavior Modeling in Sensor Networks ／ Rui Yu, Zhenyuan Yuan, Minghui Zhu 他

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