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 →- 論文ロバスト推定画像認識
外れ値に頑健な推定：困難性、最小限のチューニングで済むアルゴリズム、および応用
外れ値に頑健な推定の統一的な定式化を提案し、その近似不可能性を証明するとともに、事前知識なしで動的に外れ値を分離する最小チューニングアルゴリズムを開発し、ロボット知覚問題で評価した。
原題: Outlier-Robust Estimation: Hardness, Minimally Tuned Algorithms, and Applications ／ Pasquale Antonante, Vasileios Tzoumas, Heng Yang 他
日本語で読む → - 論文UAV追跡ロボティクス
深層強化学習による都市環境でのUAV目標追跡
障害物や目標の不確実な動きがある都市環境で、UAVが3D空間を知的に計画し目標を見失わず追跡するための深層強化学習手法TF-DQNを提案し、シミュレーションで有効性を示した論文。
原題: UAV Target Tracking in Urban Environments Using Deep Reinforcement Learning ／ Sarthak Bhagat, Sujit PB
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
サイバー・フィジカル・ソーシャルシステムのためのデジタル四つ子による並列運転：概念から応用まで
ACP（人工社会・計算実験・並列実行）に基づき、記述・予測・処方・実車の4エージェントからなるデジタル四つ子を提案し、仮想車両と実車の動的相互作用で安全性と性能を高める枠組みを実験で示した。
原題: Digital Quadruplets for Cyber-Physical-Social Systems based Parallel Driving: From Concept to Applications ／ Teng Liu, Xing Yang, Hong Wang 他
日本語で読む → - 論文経路追従ロボティクス
学習ベースの予測誤差推定と補償器設計による自動運転車の経路追従
MPCのモデル誤差や線形化による予測誤差を極限学習機で推定し、PIDフィードフォワード補償器で補正することで経路追従精度を向上させるフレームワークを提案した。
原題: Learning based Predictive Error Estimation and Compensator Design for Autonomous Vehicle Path Tracking ／ Chaoyang Jiang, Hanqing Tian, Jibin Hu 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
介護支援VRジム：実在の人との対話で仮想介護ロボットを改善する
実在の人が仮想の介護支援ロボットと対話できるVR環境「AVR Gym」を構築し、シミュレーションで訓練したロボット制御方策を実在の人との試験結果に基づいて改良できることを8名の参加者研究で示した。
原題: Assistive VR Gym: Interactions with Real People to Improve Virtual Assistive Robots ／ Zackory Erickson, Yijun Gu, Charles C. Kemp
日本語で読む → - 論文タスク計画AI
デモ動画からスキルを学び自動計画するGSTLベースのロボット
デモ動画から時空間情報をグラフベース時相論理(GSTL)で仕様マイニングし、得た理論でロボットの高レベルタスクを自動計画する手法を提案。
原題: Specification mining and automated task planning for autonomous robots based on a graph-based spatial temporal logic ／ Zhiyu Liu, Meng Jiang, Hai Lin
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
日本語で読む → - 論文FPGA高速化ロボティクス
モンテカルロサンプリングによるロボットマニピュレーションの省エネ化に向けたFPGAハードウェア高速化
6DoF姿勢推定に用いる逐次モンテカルロサンプリングをFPGA上で低計算量・高並列に実装し、GPU比で12〜21倍のエネルギー効率とリアルタイム性能を達成した。
原題: Hardware Acceleration of Monte-Carlo Sampling for Energy Efficient Robust Robot Manipulation ／ Yanqi Liu, Giuseppe Calderoni, R. Iris Bahar
日本語で読む → - 論文自律システム政策cs.CY
自律システムに対する人間の制御の規制
防衛と交通の2分野における人間による自律システム制御の政策を分析し、直接的・間接的制御の類型を提示した論文。
原題: Regulating human control over autonomous systems ／ Mikolaj firlej, Araz Taeihagh
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
深層強化学習によるロボット把持
視覚運動フィードバックを用いた深層強化学習で把持方策を学習し、マルチビューカメラで把持精度を向上させた研究。
原題: Robotic Grasping using Deep Reinforcement Learning ／ Shirin Joshi, Sulabh Kumra, Ferat Sahin
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットダイナミクスの潜在空間学習による切断インタラクション推論
ロボットマニピュレータの木材切断タスクにおいて、2種類の変分オートエンコーダで動力学モデルの低次元潜在表現を学習し、切断の有無や材料・形状の推論に活用した研究。
原題: Learning the Latent Space of Robot Dynamics for Cutting Interaction Inference ／ Sahand Rezaei-Shoshtari, David Meger, Inna Sharf
日本語で読む → - 論文視覚予測画像認識
視覚ベース予測のための深層学習サーベイ
視覚情報を用いた予測アルゴリズムを、動画・行動・軌道・身体動作などのカテゴリに分け、深層学習手法のアーキテクチャや学習法、評価指標、データセットを過去5年分まとめたサーベイ。
原題: Deep Learning for Vision-based Prediction: A Survey ／ Amir Rasouli
日本語で読む → - 論文セグメンテーション画像認識
高速アテンションによるリアルタイムセマンティックセグメンテーション
計算コストを抑えた高速空間アテンションと中間特徴の空間削減により、高解像度画像・動画のセマンティックセグメンテーションをリアルタイムで高精度に実現した。
原題: Real-time Semantic Segmentation with Fast Attention ／ Ping Hu, Federico Perazzi, Fabian Caba Heilbron 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットビンピッキングにおける連続失敗を減らす非マルコフ方策
同じ把持失敗を繰り返す物体（連続失敗物体）を分類し、過去の失敗を記憶して次の行動を変える非マルコフ方策を3つ提案。シミュレーションと実機実験で、マルコフ方策より連続失敗率と時間当たり成功ピック数（MPPH）が大幅に改善した。
原題: Non-Markov Policies to Reduce Sequential Failures in Robot Bin Picking ／ Kate Sanders, Michael Danielczuk, Jeffrey Mahler 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ドローン群による非言語コミュニケーションの可能性評価
小型ドローンの群れが3種類の編隊飛行で示す動きを人がどう知覚・解釈するかをユーザー研究で調べ、意図やメッセージを読み取れる可能性を統計的に示した。
原題: Evaluating the Potential of Drone Swarms in Nonverbal HRI Communication ／ Kasper Grispino, Damian Lyons, Truong-Huy Nguyen
日本語で読む → - 論文運動予測画像認識
シーン整合的な運動予測のための暗黙的潜在変数モデル
交通参加者間の相互作用をグラフとして捉え、暗黙的潜在変数モデルで将来軌道の同時分布を学習することで、シーン全体で整合した運動予測を実現した論文。
原題: Implicit Latent Variable Model for Scene-Consistent Motion Forecasting ／ Sergio Casas, Cole Gulino, Simon Suo 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
時空間・熱制約を考慮した3Dプリンティングの最適ツールパス計画
3Dプリンティングのツールパス計画を混合整数線形計画問題に帰着させ、時空間制約と熱制約を満たす最適経路を生成する手法を提案した。
原題: Optimal tool path planning for 3D printing with spatio-temporal and thermal constraints ／ Zahra Rahimi Afzal, Pavana Prabhakar, Pavithra Prabhakar
日本語で読む → - 論文慣性オドメトリロボティクス
密結合学習型慣性オドメトリ
IMUのみで3D変位とその不確かさを回帰するニューラルネットを確率的クローニングEKFに密結合し、姿勢・速度・バイアスを推定する手法を提案した論文。
原題: TLIO: Tight Learned Inertial Odometry ／ Wenxin Liu, David Caruso, Eddy Ilg 他
日本語で読む → - 論文VIO画像認識
ベイズニューラルネットワークによる乗法的相互作用学習を用いた視覚慣性オドメトリ
マルチヘッド自己注意でセンサ間の乗法的相互作用を学習し、ラプラス近似で不確実性を考慮した単眼視覚慣性オドメトリ手法を提案。KITTIで最先端手法を上回り、センサ故障への頑健性を示した。
原題: Learning Multiplicative Interactions with Bayesian Neural Networks for Visual-Inertial Odometry ／ Kashmira Shinde, Jongseok Lee, Matthias Humt 他
日本語で読む → - 論文システム文書化ロボティクス
能力分析表による信頼性の高いロボット動作の確立
ロボットのコア動作を整理した「能力分析表(CAT)」を提案し、ハード・ソフトの入出力と動作を結びつけることで、非専門家でも理解できる文書化とシステムの信頼性向上を実現する。UAV実験で実証した。
原題: Establishing Reliable Robot Behavior using Capability Analysis Tables ／ Victoria Edwards, Loy McGuire, Signe Redfield
日本語で読む → - 論文水中3D再構成ロボティクス
直交配置ソナー画像の融合による高密度水中3D再構成
仰角の曖昧さを持つ前方視マルチビームソナーを直交配置で同時観測し、観測点を対応付けることで毎時刻高密度な3D点群を生成し、水中シーンの3D形状を再構成する手法を提案・評価した。
原題: Fusing Concurrent Orthogonal Wide-aperture Sonar Images for Dense Underwater 3D Reconstruction ／ John McConnell, John D. Martin, Brendan Englot
日本語で読む → - 論文医療画像セグメンテーション画像認識
補助教師付き敵対的学習によるロボット手術のリアルタイム器具セグメンテーション
商用ロボット手術システムの高解像度映像から手術器具をリアルタイムにセグメンテーションする軽量CNNを開発し、補助損失と敵対的損失を組み合わせて精度を向上させた。
原題: Real-Time Instrument Segmentation in Robotic Surgery using Auxiliary Supervised Deep Adversarial Learning ／ Mobarakol Islam, Daniel A. Atputharuban, Ravikiran Ramesh 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
強化学習による解釈可能な制御
ファジィ制御器や簡潔な代数式として人間が解釈できる方策を強化学習で生成し、台車棒のバランス制御で性能と解釈性を比較した。実機でも人間の操作データのみから成功するバランス方策を学習できた。
原題: Interpretable Control by Reinforcement Learning ／ Daniel Hein, Steffen Limmer, Thomas A. Runkler
日本語で読む → - 論文マイクロマニピュレーションロボティクス
衝突を利用したマイクロマニピュレーションに必要な情報要件の解析
マイクロスケールロボットが物体に衝突して動かす際に、センシング・記憶・駆動に最低限何が必要かを情報空間の枠組みで形式的に解析し、複数の設計を比較した論文。
原題: Information Requirements of Collision-Based Micromanipulation ／ Alexandra Q. Nilles, Ana Pervan, Thomas A. Berrueta 他
日本語で読む → - 論文リハビリテーションロボティクス
肩外転負荷が慢性期脳卒中患者の運動協調に与える影響とリハビリへの示唆
脳卒中患者と健常者を対象に、肩への外転負荷を変えながらロボット上の仮想ボール・イン・ボウル課題を実施し、負荷が素早い協調運動の生成に与える影響を調べた研究。
原題: Shoulder abduction loading affects motor coordination in individuals with chronic stroke, informing targeted rehabilitation ／ Aleksandra Kalinowska, Kyra Rudy, Millicent Schlafly 他
日本語で読む → - 論文海洋ロボティクスロボティクス
浅水域海洋点検用ロボットビークルの設計と開発
浅水域での科学調査や船体・海洋ごみの点検を目的とした、低コストでコンパクトな観測用ROVプロトタイプを設計・開発し、プールで初期試験を行った。
原題: Design and Development of a Robotic Vehicle for Shallow-Water Marine Inspections ／ Parag Tarwadi, Yuta Shiraki, Ori Ganoni 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
動的環境における高速適応型移動ロボットナビゲーション
A*による大域計画とVFHによる局所計画を組み合わせ、時間変化する環境でも滑らかかつ衝突のない経路で目的地へ早く到達できる移動ロボットナビゲーション手法を提案し、シミュレーションと実機で検証した。
原題: Fast Adaptable Mobile Robot Navigation in Dynamic Environment ／ Xihan Ma, Honglin Sun, Enwei Xu 他
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VLA自然言語
類推推論による視覚接地言語獲得
動画と字幕から未知の動詞・名詞の組み合わせを類推で認識するマルチモーダルトランスフォーマーARTNetを提案した論文。
原題: Analogical Reasoning for Visually Grounded Language Acquisition ／ Bo Wu, Haoyu Qin, Alireza Zareian 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
駐車場における自動運転車向けセマンティック視覚マッピングと自己位置推定
駐車場特有の案内標識や駐車線などのセマンティック特徴と4台の全方位カメラ、IMU・車輪エンコーダを組み合わせ、センチメートル級の自己位置推定を実現する視覚SLAMシステムを提案した。
原題: AVP-SLAM: Semantic Visual Mapping and Localization for Autonomous Vehicles in the Parking Lot ／ Tong Qin, Tongqing Chen, Yilun Chen 他
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