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: 2020/8/1 ／ 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 →- 論文トラッキング画像認識
深層確率的特徴量メトリックトラッキング
CNNで画素ごとの深層特徴量と不確かさを予測し、確率的な特徴量残差としてガウス・ニュートン法で最適化するRGB-D画像の密な位置合わせ手法を提案した論文。
原題: Deep Probabilistic Feature-metric Tracking ／ Binbin Xu, Andrew J. Davison, Stefan Leutenegger
日本語で読む → - 論文言語指示/タスク計画ロボティクス
自然な会話から人間らしくタスクを理解するロボット
自然言語の指示からNLPとプランナを組み合わせてタスクとパラメータを特定し計画を生成する手法を提案し、曖昧さを最小限の対話で解消する仕組みも開発した。
原題: Enabling human-like task identification from natural conversation ／ Pradip Pramanick, Chayan Sarkar, Balamuralidhar P 他
日本語で読む → - 論文動作認識ロボティクス
運動学的プリミティブに基づく動作類似性判断
学習した運動学的プリミティブで動作の類似性を判定する計算モデルを構築し、人間の判断と比較した。両者とも高精度だが、モデルは誤検出と選択バイアスが多いことを示した。
原題: Action similarity judgment based on kinematic primitives ／ Vipul Nair, Paul Hemeren, Alessia Vignolo 他
日本語で読む → - 論文模倣学習画像認識
観察から学ぶ：人間ナビゲータの動画を用いたドローン巡回の模倣学習
地上を歩く人間の生動画を観察・模倣し、ドローンが高高度で車線維持型の巡回飛行を自律的に学習する手法を提案した論文。
原題: Learn by Observation: Imitation Learning for Drone Patrolling from Videos of A Human Navigator ／ Yue Fan, Shilei Chu, Wei Zhang 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
遺伝的ファジィ手法とQ学習による協調制御設計の比較
通信できない複数ロボットが弾性ケーブルで物体を目標位置へ運ぶ分散制御問題を、遺伝的ファジィ手法とQ学習でそれぞれ学習させ、汎化性能を比較した論文。
原題: Comparison Between Genetic Fuzzy Methodology and Q-learning for Collaborative Control Design ／ Anoop Sathyan, Kelly Cohen, Ou Ma
日本語で読む → - 論文3D追跡・軌道予測画像認識
3D多物体追跡と軌道予測のエンドツーエンド統合
GNNによるエージェント間相互作用のモデリングと多様性サンプリングを組み込み、3D多物体追跡と軌道予測を単一フレームワークで統合した研究。KITTIで最先端性能を達成。
原題: End-to-End 3D Multi-Object Tracking and Trajectory Forecasting ／ Xinshuo Weng, Ye Yuan, Kris Kitani
日本語で読む → - 論文人物追従/エッジAIロボティクス
エッジAIで実現する低コスト人物追従支援車両システム
深層学習の最適化と各種NNアクセラレータの比較により、屋内で人を検知・追従する低コスト・低消費電力なモジュール式システムを構築した。
原題: A Cost-Effective Person-Following System for Assistive Unmanned Vehicles with Deep Learning at the Edge ／ Anna Boschi, Francesco Salvetti, Vittorio Mazzia 他
日本語で読む → - 論文プランニングロボティクス
ヒューリスティック探索によるロボットサッカーのゴールプランニング
ロボットサッカー(RoboCup)において、ボールを相手ゴールまで運ぶ軌道をA*探索で計画する手法を提案し、シミュレーションで有効性を示した論文。
原題: Planning to Score a Goal in Robotic Football with Heuristic Search ／ Ivan Khokhlov, Vladimir Litvinenko, Ilya Ryakin 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
弾性と連続時間を融合した地図中心型3D LiDAR SLAM
地図中心型SLAMに連続時間軌道表現とWishartベースのサーフェル融合を導入し、ループ閉じ込みを弾性で行うことで大規模かつ高密度な3D LiDAR地図を効率的に構築するフレームワークを提案した。
原題: Elasticity Meets Continuous-Time: Map-Centric Dense 3D LiDAR SLAM ／ Chanoh Park, Peyman Moghadam, Jason Williams 他
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
IV-SLAM：自己観察型視覚によるSLAM
視覚SLAMの再投影誤差ノイズを文脈依存としてモデル化し、自己教師ありで学習したノイズモデルで特徴抽出と推定を改善する手法を提案。
原題: IV-SLAM: Introspective Vision for Simultaneous Localization and Mapping ／ Sadegh Rabiee, Joydeep Biswas
日本語で読む → - 論文到達可能性解析制御
ランダム集合論と敵対的サンプリングによるサンプリングベース到達可能性解析
任意の力学系に対しランダム集合論で正当化したサンプリングベース到達可能性解析を提案し、敵対的サンプリングで収束を加速、従来より高速かつ保守性の低いことを示した。
原題: Sampling-based Reachability Analysis: A Random Set Theory Approach with Adversarial Sampling ／ Thomas Lew, Marco Pavone
日本語で読む → - 論文モデル駆動工学cs.SE
静的解析とモデル駆動工学によるロボットソフトウェア移行支援
ロボットソフトウェアを別のハードウェア基盤へ移行するため、静的解析でプラットフォーム依存/非依存の構成要素を特定し、モデル解析とコード生成で移行を自動化するRoboSMiを提案した論文。
原題: Supporting Robotic Software Migration Using Static Analysis and Model-Driven Engineering ／ Sophie Wood, Nicholas Matragkas, Dimitris Kolovos 他
日本語で読む → - 論文ビジュアルサーボロボティクス
ビジュアルサーボによるクアッドロータ着陸用ヘリパッドのリアルタイム自律検出
機械学習を使わずにヘリパッドをリアルタイム検出し、画像追跡と改良IBVSでクアッドロータを特定の向きで着陸させる手法を提案した。
原題: Real-time and Autonomous Detection of Helipad for Landing Quad-Rotors by Visual Servoing ／ Archit Rungta, Yash Soni, Parakh Agarwal 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
スパースな実演からの目的関数学習：連続ポントリャーギン微分可能プログラミング
ラベル付きキーフレームのみのスパース実演から、ロボットの目的関数と時間ワープ関数を同時に学習するContinuous PDPを提案し、シミュレーションと6自由度クアッドロータで有効性を示した。
原題: Learning from Sparse Demonstrations ／ Wanxin Jin, Todd D. Murphey, Dana Kulić 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
Structure-SLAM：屋内環境における低ドリフト単眼SLAM
屋内向けに回転と並進の推定を分離し、CNNで予測した面法線と線特徴を用いてドリフトの少ない単眼SLAMを実現した研究。
原題: Structure-SLAM: Low-Drift Monocular SLAM in Indoor Environments ／ Yanyan Li, Nikolas Brasch, Yida Wang 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
指紋構造で初期滑りを誘発する生体模倣触覚センサ
人間の指紋を模した同心円状の隆起を光学式触覚センサに追加し、物体把持時に生じる部分的な滑り(初期滑り)を誘発・検出して、物体の落下を事前に防げることを示した論文。
原題: A Biomimetic Tactile Fingerprint Induces Incipient Slip ／ Jasper W. James, Stephen J. Redmond, Nathan F. Lepora
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
3DアクチュエートSLIPモデルとハイブリッドLIP歩行制御の埋め込みによる動的で多様なヒューマノイド歩行
3DアクチュエートSLIPモデルにH-LIPベースの歩行制御を適用し、多様な歩行・位置追跡・軌道追跡を生成、それをタスク空間制御でAtlasに埋め込んで動的歩行を実現した。
原題: Dynamic and Versatile Humanoid Walking via Embedding 3D Actuated SLIP Model with Hybrid LIP Based Stepping ／ Xiaobin Xiong, Aaron Ames
日本語で読む → - 論文UAV制御ロボティクス
MRS UAVシステム：再現可能な研究・実世界展開・教育を推進する自律飛行ドローンの統合制御・推定基盤
GNSS有無を問わず複数センサと多フレーム定位でドローンを制御するオープンソースシステムを構築し、実機展開と教育利用まで含めて再現性の高い研究基盤を提供した論文。
原題: The MRS UAV System: Pushing the Frontiers of Reproducible Research, Real-world Deployment, and Education with Autonomous Unmanned Aerial Vehicles ／ Tomas Baca, Matej Petrlik, Matous Vrba 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
文脈適応型タスク制約を学習するロボットマニピュレーション
教示データから文脈変数とタスク制約・優先度の対応を確率的に学習し、未知の状況に応じて制約を自動適応させる手法を提案。両腕操作タスクで手動設定より高い再現精度を示した。
原題: Learning Context-Adaptive Task Constraints for Robotic Manipulation ／ Dennis Mronga, Frank Kirchner
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
模倣学習の汎化保証
PAC-Bayes枠組みを用いて模倣学習ポリシーの新環境での期待コストの上界を導出し、条件付きVAEで潜在ポリシー分布を学習後に新環境で汎化境界を最適化する二段階学習法を提案した。
原題: Generalization Guarantees for Imitation Learning ／ Allen Z. Ren, Sushant Veer, Anirudha Majumdar
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
軌道予測のためのマルチモーダル深層生成モデル：条件付き変分オートエンコーダによるアプローチ
人間の過去の行動とロボットの将来行動を条件として、将来の人間軌道のマルチモーダル確率分布を生成するCVAEベースの人間行動予測手法をチュートリアル形式で解説した論文。
原題: Multimodal Deep Generative Models for Trajectory Prediction: A Conditional Variational Autoencoder Approach ／ Boris Ivanovic, Karen Leung, Edward Schmerling 他
日本語で読む → - 論文軌道上組立/運動計画ロボティクス
LQR-RRT*と非線形MPCによる軌道上組立の運動計画と制御
宇宙ステーション内のAstrobee自由飛行ロボットが障害物を避けつつ構造物を組み立てるため、LQR-RRT*で経路計画し非線形MPCで軌道追従する手法を開発した。
原題: Motion Planning and Control for On-Orbit Assembly using LQR-RRT* and Nonlinear MPC ／ Bryce Doerr, Richard Linares
日本語で読む → - 論文UAV検出画像認識
光学・赤外カメラ搭載UAVのための深層学習による人検出システム
UAVに搭載したRGB・赤外カメラのRetinaNet検出を融合し、高高度からの人検出・追跡・再同定を行うシステムを構築、検出漏れを20%以上削減した。
原題: Deep Learning-based Human Detection for UAVs with Optical and Infrared Cameras: System and Experiments ／ Timo Hinzmann, Tobias Stegemann, Cesar Cadena 他
日本語で読む → - 論文少数事例学習画像認識
ロボットによる少数事例からの逐次物体学習
人間が与えた少数の視覚例だけでロボットが物体カテゴリを逐次学習し、机の片付けや物体配置の予測を行うシステムを実現した。
原題: Tell me what this is: Few-Shot Incremental Object Learning by a Robot ／ Ali Ayub, Alan R. Wagner
日本語で読む → - 論文探索/内発的動機ロボティクス
物体・行動・結果の潜在空間を用いた内発的動機による探索
行動・物体・結果を潜在空間に統合し、学習進捗が最大の前向きモデルを内発的動機で選択する探索手法を提案。卓上環境のロボット実験で学習速度が向上し、乳児の発達に似た段階的スキル獲得を示した。
原題: Exploration with Intrinsic Motivation using Object-Action-Outcome Latent Space ／ Melisa Sener, Yukie Nagai, Erhan Oztop 他
日本語で読む → - 論文安全強化学習機械学習
未知の安全制約下での安全強化学習アルゴリズムSNO-MDP
未知の安全制約を持つマルコフ決定過程において、安全領域を拡大しながら制約を学習し、その後に累積報酬を最適化するSNO-MDPを提案し、理論保証と実験で有効性を示した論文。
原題: Safe Reinforcement Learning in Constrained Markov Decision Processes ／ Akifumi Wachi, Yanan Sui
日本語で読む → - 論文社会ナビゲーションAI
CNNエンコーダとインクリメンタル学習による社会ロボットナビゲーション：深層強化学習の代替案の分析
社会ナビゲーションタスクにおける適応型畳み込みエンコーダの先行研究を分析し、人間を学習ループに含めることが難しい強化学習の課題と、CNNエンコーダ＋インクリメンタル学習による代替手法の可能性を議論した論文。
原題: Analysis of Social Robotic Navigation approaches: CNN Encoder and Incremental Learning as an alternative to Deep Reinforcement Learning ／ Janderson Ferreira, Agostinho A. F. Júnior, Letícia Castro 他
日本語で読む → - 論文セグメンテーション画像認識
走行可能領域と路面異常検出における表面法線情報の活用
深度画像から高精度に表面法線を推定するモジュール(NIM)を開発し、既存のCNNに組み込むことで走行可能領域と路面異常の検出精度を大幅に向上させた論文。
原題: Applying Surface Normal Information in Drivable Area and Road Anomaly Detection for Ground Mobile Robots ／ Hengli Wang, Rui Fan, Yuxiang Sun 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
接触を考慮した制御器による相補性系の安定化
接触ダイナミクスの相補性構造を利用し、触覚情報を組み込んだ非組合せ的な制御フレームワークを提案。多接触系の安定な制御則を最適化で自動合成できることを数値例と実験で示した。
原題: Stabilization of Complementarity Systems via Contact-Aware Controllers ／ Alp Aydinoglu, Philip Sieg, Victor M. Preciado 他
日本語で読む → - 論文フォーメーション制御制御
無向変位コンセンサスに基づくフォーメーション制御における操縦とロバスト性の問題
コンセンサスラプラシアンの重みを変えて任意速度でフォーメーションを移動させる手法を提案し、センサのスケールや位置ずれが引き起こす定常的な速度誤差と形状歪みのロバスト性問題を明らかにした。
原題: Maneuvering and robustness issues in undirected displacement-consensus-based formation control ／ Hector Garcia de Marina
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