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: 2020/7/1 ／ 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 →- 論文群制御ロボティクス
ドローン群による森林火災消火システム
数百機のUAV群で消火液の連続的な雨を降らせて火災前線を消すシステムを提案し、必要な水量や機数を試算して有効性をシミュレーションで示した論文。
原題: Drone swarms in fire suppression activities ／ Elena Ausonio, Patrizia Bagnerini, Marco Ghio
日本語で読む → - 論文マルチロボット協調ロボティクス
分散型深層強化学習による複数ロボット協調物体輸送
各ロボットにDQN制御器を搭載し、中央集権なしで大型物体を協調輸送する分散制御手法を提案し、2台で棒を扉に通すタスクで協調行動と頑健性を示した。
原題: Multi-robot Cooperative Object Transportation using Decentralized Deep Reinforcement Learning ／ Lin Zhang, Hao Xiong, Ou Ma 他
日本語で読む → - 論文ビヘイビアツリーロボティクス
再構成可能ビヘイビアツリー：高レベル意思決定と制御層機能を統合する実行フレームワーク
従来のビヘイビアツリーに連続的なセンサ情報と物理制約を組み込み、実行中の状況変化に動的に対応できる刺激駆動型アーキテクチャを提案し、ロボット実験で有効性を示した。
原題: Reconfigurable Behavior Trees: Towards an Executive Framework Meeting High-level Decision Making and Control Layer Features ／ Pilar de la Cruz, Justus Piater, Matteo Saveriano
日本語で読む → - 論文人物追跡画像認識
2台のカメラの追跡結果を統合した移動ロボットによる3次元人物追跡
2台のカメラそれぞれの人物検出・追跡結果を統合して対象の3次元情報を得る枠組みを提案し、追跡実験で有効性を検証した論文。
原題: Three-dimensional Human Tracking of a Mobile Robot by Fusion of Tracking Results of Two Cameras ／ Shinya Matsubara, Akihiko Honda, Yonghoon Ji 他
日本語で読む → - 論文ブラックボックス最適化機械学習
モンテカルロ木探索による探索空間分割を用いたブラックボックス最適化
モンテカルロ木探索で探索空間を非線形に分割し、各領域で局所モデルを学習するメタアルゴリズムLA-MCTSを提案。高次元ブラックボックス最適化や強化学習で高い性能を示した。
原題: Learning Search Space Partition for Black-box Optimization using Monte Carlo Tree Search ／ Linnan Wang, Rodrigo Fonseca, Yuandong Tian
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
慣性航法/オドメータによる陸上ナビゲーションのための高精度計測モデリングと複数モデル適応推定
オドメータパルスの誤差特性を分析し、3種類の計測モデルとNHCを拡張カルマンフィルタに統合、MMAEで性能を向上させたINS/OD統合航法を提案・検証した論文。
原題: INS/Odometer Land Navigation by Accurate Measurement Modeling and Multiple-Model Adaptive Estimation ／ Wei Ouyang, Yuanxin Wu, Hongyue Chen
日本語で読む → - 論文人間ロボット協調ロボティクス
学習曲線を考慮した人間とロボットの協調作業スケジューリング
人間の作業習熟度が時間とともに変化し不確実であることを考慮し、ロボットが人間の強みや学習能力を探索しながら効率的な共同作業スケジュールを生成するアルゴリズムを提案・検証した。
原題: Human-Robot Team Coordination with Dynamic and Latent Human Task Proficiencies: Scheduling with Learning Curves ／ Ruisen Liu, Manisha Natarajan, Matthew Gombolay
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習eess.SP
深層強化学習を用いた自動運転車の高速道路における意思決定戦略
高速道路での追い越し行動のため、階層制御とDueling Deep Q-Network（DDQN）で意思決定ポリシーを構築し、シミュレーションで効率的かつ安全な走行を実証した論文。
原題: Decision-making Strategy on Highway for Autonomous Vehicles using Deep Reinforcement Learning ／ Jiangdong Liao, Teng Liu, Xiaolin Tang 他
日本語で読む → - 論文ソーシャルロボットcs.CY
COVID-19パンデミック下におけるソーシャルロボットの役割：仲介・安全確保・ウェルビーイングの分析
パンデミック中に世界で導入された86機種・240件のソーシャルロボット活用事例を分析し、人と人の接触を減らす仲介役、感染リスクを防ぐ安全確保役、心身の健康を守るウェルビーイング支援役という3つの役割が導入を説明する鍵だと示した。
原題: Liaison, safeguard, and well-being: analyzing the role of social robots during the COVID-19 pandemic ／ Laura Aymerich-Franch, Iliana Ferrer
日本語で読む → - 論文群制御cs.DC
プログラム可能物質における生物模倣型エネルギー分配
アメーバ型ロボット群のエネルギー分配を、枯草菌バイオフィルムの成長・シグナリング機構に着想を得て設計し、飢餓モジュールがある際に消費を抑制して全モジュールへ十分なエネルギーを届けるアルゴリズムを提案した。
原題: Bio-Inspired Energy Distribution for Programmable Matter ／ Joshua J. Daymude, Andréa W. Richa, Jamison W. Weber
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
RMPflow：マルチタスク動作ポリシー生成のための幾何学的フレームワーク
リーマン運動ポリシー（RMP）を幾何学的に整合させて統合するRMPflowを提案し、動的環境での複数タスクの反応的動作生成を効率化した。
原題: RMPflow: A Geometric Framework for Generation of Multi-Task Motion Policies ／ Ching-An Cheng, Mustafa Mukadam, Jan Issac 他
日本語で読む → - 論文sim2real機械学習
合成画像から実画像への汎化を自動化する学習最適化手法
合成画像で学習したモデルがImageNet事前学習モデルの表現を維持するよう促し、層ごとの学習率選択を学習的最適化で自動化することで、実データなしで合成→実の汎化性能を向上させた研究。
原題: Automated Synthetic-to-Real Generalization ／ Wuyang Chen, Zhiding Yu, Zhangyang Wang 他
日本語で読む → - 論文視点選択ロボティクス
他ロボット支援のための外部視点の最適化モデル
ロボット作業を外部から観察する際の視点の価値を、ギブソンのアフォーダンスに基づき評価し、有効な視点群をクラスタリングで特定した研究。
原題: Best Viewpoints for External Robots or Sensors Assisting Other Robots ／ Jan Dufek, Xuesu Xiao, Robin R. Murphy
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
相補性制約によるクアッドロータの時間最適軌道計画
ウェイポイント通過の進捗を相補性制約で表現し、軌道と時間配分を同時最適化することで、クアッドロータの真に時間最適な軌道を生成する手法を提案した論文。
原題: CPC: Complementary Progress Constraints for Time-Optimal Quadrotor Trajectories ／ Philipp Foehn, Davide Scaramuzza
日本語で読む → - 論文協調搬送ロボティクス
慣性センシングのみを用いた2機の飛行ロボットによる吊り下げペイロードの協調搬送
2機のドローンで吊り下げた荷物を運ぶ際、追従機がIMU情報だけでリーダー機に対して安定化するEKFベースの推定器と制御器を提案し、飛行実験で有効性を示した論文。
原題: Towards Cooperative Transport of a Suspended Payload via Two Aerial Robots with Inertial Sensing ／ Heng Xie, Xinyu Cai, Pakpong Chirarattananon
日本語で読む → - 論文メタ学習ロボティクス
長期記憶とメタ学習によるベイズ最適化を用いた発達ロボティクス
ロボットが過去の類似タスクの経験からパラメータ探索範囲を縮小し、少ない試行回数で産業用ビンピッキングの連続ハイパーパラメータを効率的に最適化する発達的フレームワークを提案した。
原題: Bayesian Optimization for Developmental Robotics with Meta-Learning by Parameters Bounds Reduction ／ Maxime Petit, Emmanuel Dellandrea, Liming Chen
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
周期的追跡における外部信号によるエージェント誘導
周期的追跡を行うエージェント群にランダムな一部のエージェントが検知する外部ブロードキャスト信号を与えたときの創発挙動を、線形・非線形の2モデルで解析した研究。
原題: Guidance of Agents in Cyclic Pursuit ／ Ilana Segall, Alfred Bruckstein
日本語で読む → - 論文自動運転機械学習
模倣方策の強化学習による制御でニアミス運転に対応
運転モードごとの模倣学習方策と、モードを切り替える強化学習方策を階層的に組み合わせ、ニアミス状況での安全性と効率を高めた研究。
原題: Reinforcement Learning based Control of Imitative Policies for Near-Accident Driving ／ Zhangjie Cao, Erdem Bıyık, Woodrow Z. Wang 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
深層マルチモーダル融合ネットワークによる複雑環境の自律ナビゲーション
レーザ・RGB画像・点群を3分岐で融合するNMFNetを提案し、崩壊都市や洞窟などの複雑環境でリアルタイム自律ナビゲーションを実現、実機ロボットにも展開した。
原題: Autonomous Navigation in Complex Environments with Deep Multimodal Fusion Network ／ Anh Nguyen, Ngoc Nguyen, Kim Tran 他
日本語で読む → - 論文VLA画像認識
注意分岐エンコーダ・デコーダネットワークによる文生成：ラベリング負担の軽減
家庭用サービスロボットの指示文生成のため、視覚入力から文を生成するマルチモーダル注意分岐を持つエンコーダ・デコーダネットワークを提案し、画像キャプションの標準指標でベースラインを上回った。
原題: Alleviating the Burden of Labeling: Sentence Generation by Attention Branch Encoder-Decoder Network ／ Tadashi Ogura, Aly Magassouba, Komei Sugiura 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
失敗予測で専門家負担を軽減するFIRE
方策の失敗を事前に予測して実行を停止し専門家に修正を求める仕組みを提案し、専門家データと非専門家データの両方から学習することで介入型学習のサンプル効率を大幅に改善した。
原題: Fighting Failures with FIRE: Failure Identification to Reduce Expert Burden in Intervention-Based Learning ／ Trevor Ablett, Filip Marić, Jonathan Kelly
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
シミュレーションと実世界データを同時に用いた模倣学習によるAIドライビングオリンピックへの挑戦
AIドライビングオリンピックのレーン追従チャレンジに向け、シミュレーションと実世界のデータを混合して模倣学習を訓練し、両環境で同等に機能するモデルを構築した優勝手法の報告。
原題: Imitation Learning Approach for AI Driving Olympics Trained on Real-world and Simulation Data Simultaneously ／ Mikita Sazanovich, Konstantin Chaika, Kirill Krinkin 他
日本語で読む → - 論文音楽ロボティクスロボティクス
メカトロニクスで実現するロボット打楽器奏者の音楽的表現力
ブラシレスDCモーターを駆動に用いたロボットマリンバ奏者Shimonを開発し、従来のソレノイド式より広く安定した音量域と高速打撃を実現、主観評価でも人間に匹敵する表現力を示した。
原題: Mechatronics-Driven Musical Expressivity for Robotic Percussionists ／ Ning Yang, Richard Savery, Raghavasimhan Sankaranarayanan 他
日本語で読む → - 論文汚れ検出/セグメンテーション画像認識
タイル単位の汚れ検出：自動車のサラウンドビューカメラにおける被覆率指標を用いた手法
サラウンドビューカメラ画像をタイルに分割し、各汚れ種別の被覆率を直接回帰することで、低消費電力組込み向けに高速な汚れ検出を実現した研究。
原題: TiledSoilingNet: Tile-level Soiling Detection on Automotive Surround-view Cameras Using Coverage Metric ／ Arindam Das, Pavel Krizek, Ganesh Sistu 他
日本語で読む → - 論文協働ロボット/衝突回避ロボティクス
CobotGear: ウェアラブル光学式モーションキャプチャによる協働ロボットとのインタラクション
低コストのウェアラブル光学式モーションキャプチャと人工ポテンシャル場に基づく改良型衝突回避アルゴリズムを統合し、人間と協働ロボットの安全な協働を実現するシステムを提案・評価した。
原題: CobotGear: Interaction with Collaborative Robots using Wearable Optical Motion Capturing Systems ／ Juan Heredia, Miguel Altamirano Cabrera, Jonathan Tirado 他
日本語で読む → - 論文物体検出・追跡画像認識
追跡と分類の同時実行による効率的で高精度な物体検出
点群ストリーム上で追跡器がデータ関連付けを行い検出器の冗長処理を回避するとともに、不確実な物体には複数視点の観測を融合するモデルを適用し、移動物体の検出精度と効率を向上させた研究。
原題: Efficient and accurate object detection with simultaneous classification and tracking ／ Xuesong Li, Jose Guivant
日本語で読む → - 論文ソーシャルロボティクスAI
ソーシャルロボットのための参照ソフトウェアアーキテクチャ
MARIOプロジェクトの経験をもとに、受容性や信頼、個別化された対話を支えるソーシャルロボット向けの設計原則と参照ソフトウェアアーキテクチャを提案した論文。
原題: A Reference Software Architecture for Social Robots ／ Luigi Asprino, Paolo Ciancarini, Andrea Giovanni Nuzzolese 他
日本語で読む → - 論文HRIAI
協調作業における心のモデリングを用いた説明生成
人間とロボットの協調作業で、ロボットがユーザの心的状態をベイズ推論し、自身の意図を説明することで協調性能と印象を向上させる枠組みを提案した。
原題: Joint Mind Modeling for Explanation Generation in Complex Human-Robot Collaborative Tasks ／ Xiaofeng Gao, Ran Gong, Yizhou Zhao 他
日本語で読む → - 論文柔軟物体操作ロボティクス
視覚的曲率フィードバックによる線状柔軟物体のモデルベース操作
ケーブルのような線状柔軟物体を、2つの投影面の曲率で形状モデル化し、視覚フィードバックで把持点と先端の位置姿勢を追従して閉ループ操作する手法を提案し、電源ケーブルの抜き差しタスクを30秒以内に自律遂行できることを示した。
原題: Model-Based Manipulation of Linear Flexible Objects with Visual Curvature Feedback ／ Peng Chang, Taskin Padir
日本語で読む → - 論文研究実践ロボティクス
ロボット動画のベストプラクティスに向けて
ロボット研究の動画作成における暗黙のガイドラインを明文化し、誠実な動画作りのための格言とチェックリストの初版を提案した論文。
原題: Steps Towards Best Practices For Robot Videos ／ Eric Rosen, Stefanie Tellex, Geroge Konidaris
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