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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: 2020/8/1 ／ 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 →- 論文被覆経路計画ロボティクス
エネルギー制約付き自律走行体のためのオンライン被覆経路計画アルゴリズムε*+
バッテリー残量を監視しながら充電ステーションへ退避し、未探索地点へ進んで被覆を再開することで被覆時間を短縮するオンライン被覆経路計画法を提案し、シミュレータで検証した。
原題: $\epsilon^*$+: An Online Coverage Path Planning Algorithm for Energy-constrained Autonomous Vehicles ／ Zongyuan Shen, James P. Wilson, Shalabh Gupta
日本語で読む → - 論文身体性AIフレームワーク画像認識
AllenAct：身体性AI研究のためのモジュラーフレームワーク
多様な身体性AI環境・タスク・アルゴリズムを統一的に扱えるモジュール式学習フレームワークAllenActを提案し、再現実装やチュートリアルを提供する。
原題: AllenAct: A Framework for Embodied AI Research ／ Luca Weihs, Jordi Salvador, Klemen Kotar 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
マージンを考慮したジェスチャー決定動的関数の改良によるヒューマノイドロボットの動作計画
ヒューマノイドの腕制御に用いるGDDFが関節限界をわずかに超える問題を解決するため、3つのマージンを導入した二次計画法ベースの改良手法MGDDFを提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Modification of Gesture-Determined-Dynamic Function with Consideration of Margins for Motion Planning of Humanoid Robots ／ Zhijun Zhang, Lingdong Kong, Yaru Niu 他
日本語で読む → - 論文シーンフロー画像認識
DeepLiDARFlow：単眼カメラとスパースLiDARを用いたシーンフローの深層学習アーキテクチャ
単眼RGB画像とスパースLiDARを複数スケールで融合し、高密度なシーンフローを推定する深層学習手法を提案。反射や影など画像のみ・LiDARのみが苦手な領域で高精度を実現。
原題: DeepLiDARFlow: A Deep Learning Architecture For Scene Flow Estimation Using Monocular Camera and Sparse LiDAR ／ Rishav, Ramy Battrawy, René Schuster 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ロボットサッカーにおける強化学習とsim-to-realのためのフレームワーク
小型ロボットサッカー(VSSS)向けに強化学習とドメイン適応によるsim-to-realを研究するオープンフレームワークVSSS-RLを提案し、実機で人間設計の制御を破り国際大会で4位を達成した。
原題: A Framework for Studying Reinforcement Learning and Sim-to-Real in Robot Soccer ／ Hansenclever F. Bassani, Renie A. Delgado, José Nilton de O. Lima Junior 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 → - 論文テレオペレーションロボティクス
仮想ガイドの混合による変化する環境での支援型テレオペレーション
軌道のガウス混合モデルを変分推論で学習し、その混合分布から力覚ガイドのポテンシャル場を生成することで、環境変化や操作者の意図に応じて滑らかに変化するテレオペレーション支援を実現した研究。
原題: Assisted Teleoperation in Changing Environments with a Mixture of Virtual Guides ／ Marco Ewerton, Oleg Arenz, Jan Peters
日本語で読む → - 論文社会的ロボットロボティクス
REFORM: 社会的ロボットのためのFフォーメーション認識
人間とエージェントの位置・向きから会話グループ（Fフォーメーション）を機械学習で検出する手法REFORMを提案し、既存手法より高精度であることを示した。
原題: REFORM: Recognizing F-formations for Social Robots ／ Hooman Hedayati, Annika Muehlbradt, Daniel J. Szafir 他
日本語で読む → - 論文シナリオ生成ロボティクス
センサ構成に基づく自動運転車向け困難シナリオ生成のための道路形状自動生成
自車のセンサモデルを用い、A*探索で他車が最も認識されにくい接近経路を求め、その経路から動的シナリオと道路形状を自動生成する手法を提案した。
原題: Automatic Generation of Road Geometries to Create Challenging Scenarios for Automated Vehicles Based on the Sensor Setup ／ Thomas Ponn, Thomas Lanz, Frank Diermeyer
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 → - 論文非剛体レジストレーション画像認識
平滑変形場に基づくリアルタイムなミスマッチ除去
非剛体変形下での特徴マッチングのミスマッチを、局所剛体変換による高速除去と双四元数EMによる平滑変形場生成を組み合わせてリアルタイムに除去する手法を提案した。
原題: Smooth Deformation Field-based Mismatch Removal in Real-time ／ Haoyin Zhou, Jagadeesan Jayender
日本語で読む → - 論文セグメンテーション画像認識
RGB-Dデータを用いた電動車いす向け自己教師あり走行可能領域・道路異常セグメンテーション
RGB-Dデータから走行可能領域と道路異常のラベルを自動生成するパイプラインを構築し、自己教師あり学習でセグメンテーションネットワークを訓練した研究。手動ラベリングより高速で、従来手法や既存の自己教師あり手法より頑健かつ高精度な結果を示した。
原題: Self-Supervised Drivable Area and Road Anomaly Segmentation using RGB-D Data for Robotic Wheelchairs ／ Hengli Wang, Yuxiang Sun, Ming Liu
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
強化学習による人とロボットの協調組立における作業順序の習得
協調組立の作業プロセスをチェス盤に見立て、自己対戦型強化学習でロボットが最適な作業順序を自己学習し、作業効率を高める手法を提案した。
原題: Mastering the working sequence in human-robot collaborative assembly based on reinforcement learning ／ Tian Yu, Jing Huang, Qing Chang
日本語で読む → - 論文社会支援ロボティクスHCI
脳卒中リハビリのための社会支援ロボットによる個別化インタラクション設計
患者ごとの運動学的特徴を動的に選択し、動作品質を予測して個別の矯正フィードバックを提供する社会支援ロボットの対話手法を提案した。
原題: Designing Personalized Interaction of a Socially Assistive Robot for Stroke Rehabilitation Therapy ／ Min Hun Lee, Daniel P. Siewiorek, Asim Smailagic 他
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
協働ロボットのための安全制御器合成
製造現場での人とロボットの協働に向け、工程・リスク分析・規制を踏まえて形式検証済みの安全制御器を設計空間から最適に選び出すツール支援手法を提案した。
原題: Safety Controller Synthesis for Collaborative Robots ／ Mario Gleirscher, Radu Calinescu
日本語で読む → - 論文HRIHCI
混合現実ロボットゲーム：コンシューマロボットで効果的に楽しむための設計ガイドライン
家庭用ロボット向けの混合現実ゲームの設計指針を、研究コミュニティの知見をまとめて提案した論文。
原題: Mixed-Reality Robotic Games: Design Guidelines for Effective Entertainment with Consumer Robots ／ F. Gabriele Pratticò, Fabrizio Lamberti
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ニューラルネットワークで微分可能シミュレータを拡張しSim2Realギャップを埋める
剛体ダイナミクスの微分可能シミュレータに任意の箇所でニューラルネットを組み込み、勾配最適化とランダム探索でパラメータと重みを同定してsim2realギャップを縮小する手法を提案。
原題: Augmenting Differentiable Simulators with Neural Networks to Close the Sim2Real Gap ／ Eric Heiden, David Millard, Erwin Coumans 他
日本語で読む → - 論文セグメンテーションロボティクス
未見物体インスタンスセグメンテーションのためのRGB-D特徴埋め込み学習
合成RGB-D画像からメトリック学習でピクセル単位の特徴埋め込みを学習し、mean shiftクラスタリングで未知物体をセグメンテーションする手法を提案した論文。
原題: Learning RGB-D Feature Embeddings for Unseen Object Instance Segmentation ／ Yu Xiang, Christopher Xie, Arsalan Mousavian 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
事故シミュレーションを活用した自動運転の転移学習強化
一般的な事故シナリオを体系的にパラメータ化してシミュレーションし、そのデータで転移学習を行うと、ランダム初期化より汎化性能と衝突回避が向上することを示した論文。
原題: Enhanced Transfer Learning for Autonomous Driving with Systematic Accident Simulation ／ Shivam Akhauri, Laura Zheng, Ming Lin
日本語で読む → - 論文軌道計画制御
イプシロン軌道生成による自動運転車のゼロ誤差追従制御
非ホロノミック拘束を持つ車両に対し、参照点を前方にずらした滑らかな軌道を再設計することで定常偏差なく目標軌道へ漸近収束させる制御法と、任意のウェイポイントを通る時刻付きクロソイド軌道計画を提案した論文。
原題: Zero-Error Tracking for Autonomous Vehicles through Epsilon-Trajectory Generation ／ Clint Ferrin, Greg Droge, Randall Christensen
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
新しい状況でも応用できる押し操作スキルの学習
ロボットが未知の物体や環境でも押し操作の結果を予測できるよう、接触モデルと運動モデルを組み合わせた内部モデルを学習する手法を提案した。
原題: Learning Transferable Push Manipulation Skills in Novel Contexts ／ Rhys Howard, Claudio Zito
日本語で読む → - 論文動力学ロボティクス
双四元数代数を用いた移動マニピュレータの動力学
双四元数代数に基づく2つの動力学定式化（再帰的ニュートン・オイラー法とガウスの最小拘束原理）を提案し、非ホロノミック移動マニピュレータのモデル化に適用した論文。
原題: Dynamics of Mobile Manipulators using Dual Quaternion Algebra ／ Frederico F. A. Silva, Juan J. Quiroz-Omaña, Bruno V. Adorno
日本語で読む → - 論文強化学習/メタ学習機械学習
メタ学習による衝突回避ロボティクス
LIDAR搭載2D車両の障害物回避と目標到達を多目的強化学習問題として定式化し、MAMLで学習する手法を提案、TD3ベースラインと比較した。
原題: Collision Avoidance Robotics Via Meta-Learning (CARML) ／ Abhiram Iyer, Aravind Mahadevan
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
深層強化学習による自律飛行型人間モーションキャプチャ
複数の小型ドローンで移動する人物の姿勢・形状を推定するため、PPOを用いた分散型編隊制御ポリシーを学習し、実機でも汎化を確認した論文。
原題: AirCapRL: Autonomous Aerial Human Motion Capture using Deep Reinforcement Learning ／ Rahul Tallamraju, Nitin Saini, Elia Bonetto 他
日本語で読む → - 論文ロバスト強化学習ロボティクス
反例探索に基づくロバスト敵対的強化学習
時相論理の反例探索（falsification）を敵対的強化学習に組み込み、報酬設計なしで頑健な方策を学習する枠組みを提案し、自動運転の制動支援・ACCで有効性を示した。
原題: Falsification-Based Robust Adversarial Reinforcement Learning ／ Xiao Wang, Saasha Nair, Matthias Althoff
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
四足歩行ロボットのためのマルチセンサ状態推定融合
IMU・関節エンコーダ・カメラ・LiDARの情報を統合し、四足ロボットの歩行状態を推定するアルゴリズムを提案した論文。
原題: Multi-Sensor State Estimation Fusion on Quadruped Robot Locomotion ／ Chen Yao, Zhenzhong Jia
日本語で読む → - 論文レジストレーション画像認識
高速でロバストな反復最近点法
ICPをMMアルゴリズムとして捉え、Anderson加速で収束を高速化するとともに、Welsch関数に基づくロバスト誤差で外れ値や部分重複に強いレジストレーションを実現した論文。
原題: Fast and Robust Iterative Closest Point ／ Juyong Zhang, Yuxin Yao, Bailin Deng
日本語で読む → - 論文自動運転/地図推定ロボティクス
マルコフ連鎖モンテカルロサンプリングとBスプライン精緻化による高速な車線レベル交差点推定
地図情報に頼らず他車の軌跡のみから交差点の車線構造を推定する手法を提案。MCMCで粗推定後、Bスプラインで精緻化し、リアルタイムで10cm未満の誤差を実現した。
原題: Fast Lane-Level Intersection Estimation using Markov Chain Monte Carlo Sampling and B-Spline Refinement ／ Annika Meyer, Jonas Walter, Martin Lauer
日本語で読む → - 論文全身制御ロボティクス
慣性制約を考慮したヒューマノイドの高速全身運動制御
5質量の縮約モデルで合成剛体慣性を近似し、幾何学的関係から関節角を解析的に求めることで、数十マイクロ秒で全身運動を生成する手法を提案し、キック動作で検証した。
原題: Fast Whole-Body Motion Control of Humanoid Robots with Inertia Constraints ／ Grzegorz Ficht, Sven Behnke
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
予測情報で強化学習の学習を加速する
過去と未来の相互情報である予測情報を圧縮表現として補助タスクで学習し、SACエージェントのサンプル効率をDM Controlで大幅に改善した論文。
原題: Predictive Information Accelerates Learning in RL ／ Kuang-Huei Lee, Ian Fischer, Anthony Liu 他
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