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SLAM画像認識
最適化に適したグラフ選択：低コストで予算を考慮した視覚SLAMのバンドル調整
視覚SLAMのバックエンドにおける局所バンドル調整の計算コストを削減するため、推定精度を保ちつつサイズを縮小した部分グラフを動的に選択する「Good Graph」アルゴリズムを提案した論文。
原題: Good Graph to Optimize: Cost-Effective, Budget-Aware Bundle Adjustment in Visual SLAM ／ Yipu Zhao, Justin S. Smith, Patricio A. Vela
日本語で読む → - 論文軌道予測画像認識
TNT: 目標駆動型軌道予測
将来の目標状態を予測し、それを条件に軌道を生成・選択する3段階の軌道予測フレームワークを提案し、車両・歩行者の予測で最先端性能を達成した。
原題: TNT: Target-driveN Trajectory Prediction ／ Hang Zhao, Jiyang Gao, Tian Lan 他
日本語で読む → - 論文RGB-Dインペインティング画像認識
幾何学認識型敵対学習による動的物体除去と時空間RGB-Dインペインティング
動的物体に隠れた領域の色・テクスチャ・幾何構造を、過去フレームのみを用いて時空間的に一貫して補完するDynaFillを提案し、大規模データセットと共に最先端性能を示した論文。
原題: Dynamic Object Removal and Spatio-Temporal RGB-D Inpainting via Geometry-Aware Adversarial Learning ／ Borna Bešić, Abhinav Valada
日本語で読む → - 論文飛行力学制御
ヘリコプタ飛行力学の総合解析コードの開発と検証
UH-60を基にモジュール式のヘリコプタ飛行力学コードTRACを開発し、トリム解析や線形モデル生成、LQRによる自律着艦シミュレーションまで実現・検証した論文。
原題: Development and Validation of a Comprehensive Helicopter Flight Dynamics Code ／ Bochan Lee, Moble Benedict
日本語で読む → - 論文物体検出ロボティクス
線-円-四角(LCS): エッジベース検出のための多層幾何フィルタ
線・円・四角という幾何形状の専門家を組み合わせ、エッジ検出に基づく物体検出・追跡・地図構築の計算コストと過信を抑えるフィルタを提案した論文。
原題: Line-Circle-Square (LCS): A Multilayered Geometric Filter for Edge-Based Detection ／ Seyed Amir Tafrishi, Xiaotian Dai, Vahid Esmaeilzadeh Kandjani
日本語で読む → - 論文形式検証AI
反応型制御アーキテクチャにおけるモジュール性と形式検証への応用
反応型制御アーキテクチャの構造から独立したモジュールを同定するため、決定構造というグラフ構造を提案し、Behavior Tree等の既存手法をモジュール分解で特徴づけ、モジュール単位の局所的な形式検証を可能にした。
原題: On modularity in reactive control architectures, with an application to formal verification ／ Oliver Biggar, Mohammad Zamani, Iman Shames
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
多接触最適化による脚型ロボットの動的ボール操作
四足歩行ロボットがボール上でバランスを取りながら、直線・正弦波・円・その場旋回などの軌道に沿ってボールを動的に操作するMPCフレームワークを提案し、Mini Cheetahでトロット・バウンド・プロンキングの各歩容を数値検証した。
原題: Dynamic Legged Manipulation of a Ball Through Multi-Contact Optimization ／ Chenyu Yang, Bike Zhang, Jun Zeng 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 → - 論文プログラム合成AI
次元情報を活用した階層型プログラム合成によるロボット行動選択学習
状態変数の物理次元と演算子の次元制約を利用し、人間が解釈・修正可能なDSLで行動選択ポリシーを直接合成するLDIPSを提案。ロボットサッカーと自動運転で有効性を示し、NN比で学習データを2桁削減、sim2real時の修正も少量で可能とした。
原題: Robot Action Selection Learning via Layered Dimension Informed Program Synthesis ／ Jarrett Holtz, Arjun Guha, Joydeep Biswas
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
時変環境における自律型水中ロボットの最適経路戦略
時間変化する海流を考慮し、グラフ手法でAUVの時間最適経路を計画するミッションシステムとアルゴリズムを提案した論文。
原題: Optimal Routing Strategies for Autonomous Underwater Vehicles in Time-Varying Environment ／ Mike Eichhorn
日本語で読む → - 論文リハビリテーション/センシングロボティクス
等尺性フォースピロー：空気圧で筋緊張亢進時の不随意指屈曲を定量化
中枢神経損傷後の痙性筋緊張亢進による不随意な握力を定量化するため、空気圧を利用した軽量な等尺性フォースピロー（IFP）を開発した。臨床検査や支援機器の効果測定に使える指屈曲力の包括的指標を提供する。
原題: Isometric force pillow: using air pressure to quantify involuntary finger flexion in the presence of hypertonia ／ Caitlyn E. Seim, Chuzhang Han, Alexis J. Lowber 他
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 → - 論文強化学習・目標探索機械学習
GRIMGEP：視覚深層強化学習におけるロバストな目標サンプリングのための学習進捗
画像入力のみで自己教師あり目標探索を行うエージェントが、制御不能なノイズ領域を自動的に識別・無視し、学習可能領域の新規性を追求できる枠組みを提案。既存の新規性探索手法と組み合わせ可能で、破滅的忘却も回避する。
原題: GRIMGEP: Learning Progress for Robust Goal Sampling in Visual Deep Reinforcement Learning ／ Grgur Kovač, Adrien Laversanne-Finot, Pierre-Yves Oudeyer
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習ロボティクス
マルチエージェント強化学習における敵対的コミュニケーションの創発
自己利益を持つエージェント間で微分可能な共通通信チャネルを学習させ、協調チームを凌駕する操作的な通信戦略が創発することを示した。
原題: The Emergence of Adversarial Communication in Multi-Agent Reinforcement Learning ／ Jan Blumenkamp, Amanda Prorok
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
形状変化で環境に適応するソフトロボット
シミュレーションと実機で、形状を変えて平地と傾斜面の両方を移動できるソフトロボットを設計・製作し、形状固定のロボットより優れた移動性能を示した。
原題: A soft robot that adapts to environments through shape change ／ Dylan S. Shah, Joshua P. Powers, Liana G. Tilton 他
日本語で読む → - 論文インスタンスセグメンテーション画像認識
自動運転向け単眼インスタンス運動セグメンテーション：KITTI InstanceMotSegデータセットとマルチタスクベースライン
運動手がかりに基づくクラス非依存のインスタンス運動セグメンテーション用データセットInstanceMotSegを構築し、YOLACTを拡張したマルチタスクベースラインモデルを提案した論文。
原題: Monocular Instance Motion Segmentation for Autonomous Driving: KITTI InstanceMotSeg Dataset and Multi-task Baseline ／ Eslam Mohamed, Mahmoud Ewaisha, Mennatullah Siam 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 → - 論文認知発達ロボティクス機械学習
子どものように数えるロボット：数え上げと指差しの発達モデル
iCubヒューマノイドに深層ニューラルネットを組み合わせ、物体を指差しながら数える能力を学習させ、指差しが数え上げに与える影響を子どもの発達研究と比較した。
原題: A robot that counts like a child: a developmental model of counting and pointing ／ Leszek Pecyna, Angelo Cangelosi, Alessandro Di Nuovo
日本語で読む → - 論文UAV/MPCロボティクス
動的障害物を伴うUAVの衝突回避と制御のための非線形MPC
UAVのナビゲーションと障害物回避のため、障害物の軌道を分類・予測して入力に組み込む非線形MPCを提案し、50msのサンプリングでリアルタイム動作を実験的に示した論文。
原題: Nonlinear MPC for Collision Avoidance and Controlof UAVs With Dynamic Obstacles ／ Björn Lindqvist, Sina Sharif Mansouri, Ali-akbar Agha-mohammadi 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーション機械学習
物体を追え：想像上のゴールを用いたマニピュレーションタスクのカリキュラム学習
物体自体を動かす方策を事前学習し、その軌道予測から段階的に難しいゴールを生成するカリキュラム学習手法を提案。7つのMuJoCo環境で高い成功率を達成した。
原題: Follow the Object: Curriculum Learning for Manipulation Tasks with Imagined Goals ／ Ozsel Kilinc, Giovanni Montana
日本語で読む → - 論文能動的知覚画像認識
ライトカーテンを用いた能動的知覚による自動運転
深層学習3D検出器の不確実性を手がかりに、ライトカーテンと呼ばれる制御可能な深度センサの配置を最適化し、逐次的に物体検出精度を高める能動的知覚手法を提案した。
原題: Active Perception using Light Curtains for Autonomous Driving ／ Siddharth Ancha, Yaadhav Raaj, Peiyun Hu 他
日本語で読む → - 論文逆強化学習機械学習
制約付き深層逆Q学習
Q学習の構造に確率的行動仮定を組み込み、専門家の方策を一度のMDP求解で復元する逆強化学習アルゴリズム群を提案し、連続状態空間や硬い制約にも拡張した。
原題: Deep Inverse Q-learning with Constraints ／ Gabriel Kalweit, Maria Huegle, Moritz Werling 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
コピュラモデルを用いた変分フィルタリングによるSLAM
SLAMにおける変数間の依存関係を多変量ガウス分布ではなくコピュラモデルで表現し、逐次モンテカルロ推定器に統合して未知パラメータを勾配最適化で学習する手法を提案した論文。
原題: Variational Filtering with Copula Models for SLAM ／ John D. Martin, Kevin Doherty, Caralyn Cyr 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
強化学習による接地行動変換を用いたsim2real転移
シミュレータの現実ギャップを埋めるため、接地ステップ自体を強化学習で行うRGATを提案し、ニューラルネット方策のMuJoCoタスクでの実機転移に成功した。
原題: Reinforced Grounded Action Transformation for Sim-to-Real Transfer ／ Haresh Karnan, Siddharth Desai, Josiah P. Hanna 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
接触点周りの角運動量による二足歩行制御：LIPベース制御器での検証
二足歩行のフィードバック制御において、接触点周りの角運動量が線形速度より優れることを示し、LIP制御器を角運動量で再定式化して20自由度ロボットCassie Blueで高速歩行・旋回・外乱抑制・不整地歩行を実現した。
原題: Angular Momentum about the Contact Point for Control of Bipedal Locomotion: Validation in a LIP-based Controller ／ Yukai Gong, Jessy Grizzle
日本語で読む → - 論文UAV自己位置推定画像認識
参照ビュー描画による深層UAV自己位置推定
6自由度カメラ姿勢から光学・深度画像を生成するリアルタイム描画エンジンを学習ベースのICLKアルゴリズムに組み込み、UAVの自己位置推定を高精度化した研究。
原題: Deep UAV Localization with Reference View Rendering ／ Timo Hinzmann, Roland Siegwart
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚テクスチャ認識のための時空間アテンションモデル
触覚画像の空間的な注目領域と触覚系列の時間的相関の両方に着目する時空間アテンションモデルを提案し、布地テクスチャ100種の識別で認識精度を最大18.8%向上させた。
原題: Spatio-temporal Attention Model for Tactile Texture Recognition ／ Guanqun Cao, Yi Zhou, Danushka Bollegala 他
日本語で読む → - 論文3D多物体追跡画像認識
ファクターグラフに基づく点群中の3次元多物体追跡
検出結果をガウス混合モデルとしてファクターグラフに組み込み、検出と物体の割り当てを非線形最小二乗最適化で同時に解く3D多物体追跡手法を提案し、KITTIで高精度・高一貫性を実現した。
原題: Factor Graph based 3D Multi-Object Tracking in Point Clouds ／ Johannes Pöschmann, Tim Pfeifer, Peter Protzel
日本語で読む → - 論文モデルベースRL機械学習
時間遅れの因果関係を用いた遷移モデルの学習
ロボットが観測する事象間の暗黙的で遅延した因果関係を発見し、隠れ変数を段階的に導入してモデルベース強化学習のデータ効率と解釈性を向上させる手法を提案した。
原題: Learning Transition Models with Time-delayed Causal Relations ／ Junchi Liang, Abdeslam Boularias
日本語で読む → - 論文状態推定制御
並行学習を用いた画像ベース深度推定のための全次元・低次元オブザーバの拡張
透視力学系モデルに対し、並行学習を活用した全次元・低次元状態オブザーバを設計し、カメラ画像列から特徴点の深度を推定する手法を提案。安定性解析とシミュレーション・実機実験で精度と収束性を検証した。
原題: Extension of Full and Reduced Order Observers for Image-based Depth Estimation using Concurrent Learning ／ Ghananeel Rotithor, Daniel Trombetta, Rushikesh Kamalapurkar 他
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