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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: 2020/7/1 ／ 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 →- 論文姿勢推定ロボティクス
グラフニューラルネットワークによる複数カメラからの胴体姿勢推定
複数のRGBDカメラ映像をグラフニューラルネットワークで初期段階から統合し、遮蔽や部分視野があっても人物の位置と向きを高精度に推定する手法を提案した。
原題: Multi-camera Torso Pose Estimation using Graph Neural Networks ／ Daniel Rodriguez-Criado, Pilar Bachiller, Pablo Bustos 他
日本語で読む → - 論文異種協調/運動計画ロボティクス
UAVの部分観測下における異種無人システムの運動計画
UAVの視点から局所地図を生成し、記憶機構付きネットワークでUGVの運動を計画する手法を提案し、高い成功率を示した。
原題: Motion Planning for Heterogeneous Unmanned Systems under Partial Observation from UAV ／ Ci Chen, Yuanfang Wan, Baowei Li 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
潜在空間制御による四足歩行のセマンティック制約付き最適化
四足歩行制御を構造化潜在空間での最適化として定式化し、深層生成モデルと学習済み分類器で複雑な制約を微分可能かつ高速に扱う手法を提案、実機ANYmalで検証した。
原題: First Steps: Latent-Space Control with Semantic Constraints for Quadruped Locomotion ／ Alexander L. Mitchell, Martin Engelcke, Oiwi Parker Jones 他
日本語で読む → - 論文点群解析画像認識
部分点群解析のための点集合投票
局所点集合ごとに潜在空間への投票を行い、最も確率の高い潜在特徴を推定することで、欠損のある部分点群でも頑健に分類・セグメンテーション・補完を行う手法を提案した。
原題: Point Set Voting for Partial Point Cloud Analysis ／ Junming Zhang, Weijia Chen, Yuping Wang 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーション画像認識
補助タスクでPointGoalナビゲーションの学習を高速化
自己教師ありの補助タスクをアテンションで統合し、PointNavの学習を従来の5.5倍高速化した研究。
原題: Auxiliary Tasks Speed Up Learning PointGoal Navigation ／ Joel Ye, Dhruv Batra, Erik Wijmans 他
日本語で読む → - 論文自律探査ローバー検証cs.SE
自律型キュリオシティローバーの異種検証
火星探査ローバーCuriosityのROS/Gazeboモデルに自律的意思決定エージェントを追加し、形式手法と非形式手法を組み合わせて各コンポーネントを検証した研究。
原題: Heterogeneous Verification of an Autonomous Curiosity Rover ／ Rafael C. Cardoso, Marie Farrell, Matt Luckcuck 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
動的環境における予測確率経路計画モデル
移動障害物の時空間的な動きを2つのポアソン分布でモデル化し、衝突確率を予測しながらロボットの速度を調整して衝突のない軌道を生成する手法を提案した論文。
原題: Predictive Probability Path Planning Model For Dynamic Environments ／ Sourav Dutta, Tuan Tran, Banafsheh Rekabdar 他
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
RAPTOR: クアッドロータ高速飛行のための堅牢で知覚を考慮した軌道再計画
複数のトポロジカル経路を用いた経路誘導最適化と知覚を考慮した計画により、未知環境でのクアッドロータの高速かつ安全な飛行を実現する軌道再計画フレームワークを提案した。
原題: RAPTOR: Robust and Perception-aware Trajectory Replanning for Quadrotor Fast Flight ／ Boyu Zhou, Jie Pan, Fei Gao 他
日本語で読む → - 論文深度推定画像認識
歪み補正なしで単眼動画から深度を推定する汎用フレームワーク
レンズ歪み補正(レクティフィケーション)を行わずに未補正の単眼動画から自己教師ありで深度・距離・視覚オドメトリを推定する手法を提案し、魚眼カメラにも適用可能なことを示した論文。
原題: UnRectDepthNet: Self-Supervised Monocular Depth Estimation using a Generic Framework for Handling Common Camera Distortion Models ／ Varun Ravi Kumar, Senthil Yogamani, Markus Bach 他
日本語で読む → - 論文製造プロセス/シミュレーションcs.CE
熱間圧延における金属変形の予測学習
熱間圧延の圧延ロールによる金属変形を、FEMシミュレーションの大規模データセットで学習した教師あり学習モデルで予測し、シミュレーションより4桁高速で高精度な予測を実現した。
原題: Learning to predict metal deformations in hot-rolling processes ／ R. Omar Chavez-Garcia, Emian Furger, Samuele Kronauer 他
日本語で読む → - 論文強化学習/飛行制御ロボティクス
推力ベクトル制御ロータ付きクアッドコプターの制御方策に対する発達的強化学習
従来のクアッドコプターの学習済み制御方策を転移し、チルトロータで自由度が増えた機体の強化学習制御を効率的に獲得する手法を提案した。
原題: Developmental Reinforcement Learning of Control Policy of a Quadcopter UAV with Thrust Vectoring Rotors ／ Aditya M. Deshpande, Rumit Kumar, Ali A. Minai 他
日本語で読む → - 論文視点計画ロボティクス
マトロイド制約付き劣モジュラ最大化としてのマルチセンサ次最良視点計画
複数の深度カメラで3Dモデルを構築する際の次最良視点計画を、重複を避ける効用関数の下でマトロイド制約付き劣モジュラ最大化として定式化し、定数近似保証付きの貪欲アルゴリズムで解く手法を提案した。
原題: Multi-Sensor Next-Best-View Planning as Matroid-Constrained Submodular Maximization ／ Mikko Lauri, Joni Pajarinen, Jan Peters 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
幻覚から学ぶ：狭所での俊敏な移動を実現する新ナビゲーション学習法
安全な環境で集めたデータから、狭い空間でも俊敏かつ安全に動けるナビゲーション制御器を学習する「幻覚学習(LfH)」を提案し、実機で既存手法を上回る性能を示した。
原題: Toward Agile Maneuvers in Highly Constrained Spaces: Learning from Hallucination ／ Xuesu Xiao, Bo Liu, Garrett Warnell 他
日本語で読む → - 論文探索/強化学習画像認識
ノイジーエージェント：聴覚イベント予測による自己教師あり探索
音のイベントを予測する誤差を内的報酬として強化学習エージェントの探索を促し、物理環境で物体との接触行動が自然に生まれることを示した研究。
原題: Noisy Agents: Self-supervised Exploration by Predicting Auditory Events ／ Chuang Gan, Xiaoyu Chen, Phillip Isola 他
日本語で読む → - 論文協働ロボットロボティクス
協働ロボットのためのセンサベース制御：基礎・課題・機会
人とロボットの物理的協働や安全な共存を実現するセンサベース制御手法を体系的にレビューし、視覚・触覚・音響・距離センサの活用法と異種センサ統合の課題を整理した。
原題: Sensor-Based Control for Collaborative Robots: Fundamentals, Challenges and Opportunities ／ Andrea Cherubini, David Navarro-Alarcon
日本語で読む → - 論文人間ロボット協調HCI
人間とロボットのチームにおける信頼ダイナミクスのベイズ推論によるモデリングと予測
人間がロボットと相互作用する際の信頼の時間変化をベータ分布とベイズ推論で個人別にモデル化し、既存手法より高精度に予測できることを示した研究。
原題: Modeling and Predicting Trust Dynamics in Human-Robot Teaming: A Bayesian Inference Approach ／ Yaohui Guo, X. Jessie Yang
日本語で読む → - 論文自律計画AI
自律ミッション計画・管理システムの最新動向：AUVとUAVの視点から
水中・空中の無人ビークル（AUV/UAV）における自律ミッション計画・管理システムの研究動向を、状況認識・認知・意思決定などの自律性の側面から包括的にサーベイし、人間の役割や今後の方向性を論じた論文。
原題: Current Advancements on Autonomous Mission Planning and Management Systems: an AUV and UAV perspective ／ Adham Atyabi, Somaiyeh MahmoudZadeh, Samia Nefti-Meziani
日本語で読む → - 論文音響知覚ロボティクス
ガシャン！カタカタ！ドスン！―音を伴う動作の理解
ロボットが物体を傾けて衝突させることで音と動作の大規模データセットを構築し、音が物体の細かい分類や動作の因果関係、物理特性の推定に有効であることを示した研究。
原題: Swoosh! Rattle! Thump! -- Actions that Sound ／ Dhiraj Gandhi, Abhinav Gupta, Lerrel Pinto
日本語で読む → - 論文UAV軌道計画ロボティクス
LAVAPilot：状況認識を備えた軽量UAV軌道計画による無線タグの追跡・位置推定
計算資源が限られた小型ドローンで、複数のVHF無線タグを追跡・位置推定するための軽量な軌道計画手法LAVAPilotを提案し、シミュレーション・実機・野外実験で評価した論文。
原題: LAVAPilot: Lightweight UAV Trajectory Planner with Situational Awareness for Embedded Autonomy to Track and Locate Radio-tags ／ Hoa Van Nguyen, Fei Chen, Joshua Chesser 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
回転する地球を考慮したリー群上のIMUプリインテグレーションのための拡張姿勢への不確かさの関連付け
SE2(3)群上の拡張姿勢に不確かさを関連付ける理論を構築し、地球回転（遠心力・コリオリ力）を考慮した厳密なIMUプリインテグレーション式を導出した。シミュレーションとIMU-LiDAR融合実験で有効性を示した。
原題: Associating Uncertainty to Extended Poses for on Lie Group IMU Preintegration with Rotating Earth ／ Martin Brossard, Axel Barrau, Paul Chauchat 他
日本語で読む → - 論文装着型ロボット/協調制御ロボティクス
支援立ち座り移行における人間-ロボット協調バランスのハイブリッド開ループ・閉ループ制御
装着型の追加ロボット脚XRLで、人間のバランスを支えつつ自由な動きも許すため、開ループと閉ループ制御を方向ごとに切り替えるハイブリッド制御を提案し、立ち座り移行動作で実証した。
原題: Hybrid Open-Loop Closed-Loop Control of Coupled Human-Robot Balance During Assisted Stance Transition with Extra Robotic Legs ／ Daniel J. Gonzalez, H. Harry Asada
日本語で読む → - 論文軌道予測画像認識
動きのパターンに着目：新しい畳み込み演算子を用いた時系列CNNによる人間軌道予測
軌道データの時系列パターンを学習・検出するSocial-PECという畳み込み演算子を提案し、人間軌道予測で従来のプーリング層の曖昧さを解消しつつ最先端に匹敵する性能を示した論文。
原題: Noticing Motion Patterns: Temporal CNN with a Novel Convolution Operator for Human Trajectory Prediction ／ Dapeng Zhao, Jean Oh
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
ε-BMC：モデルフリー強化学習におけるε-greedy探索のベイズアンサンブル手法
Q値関数の一様性指標としてεをベイズ的に解釈し、ベイズモデル結合に基づく閉形式更新でεを定数時間・単調収束保証付きで適応させるε-BMCを提案した論文。
原題: {\epsilon}-BMC: A Bayesian Ensemble Approach to Epsilon-Greedy Exploration in Model-Free Reinforcement Learning ／ Michael Gimelfarb, Scott Sanner, Chi-Guhn Lee
日本語で読む → - 論文自動運転/混合交通AI
混合交通時代における自動運転車制御のサーベイ：物理ベースからAI誘導型運転方策学習へ
自動運転車と人間運転車が混在する交通環境での制御手法を、交通工学とAIの両面から初めて体系的にレビューし、ゲーム理論・深層強化学習・模倣学習などを段階別に整理したサーベイ。
原題: A Survey on Autonomous Vehicle Control in the Era of Mixed-Autonomy: From Physics-Based to AI-Guided Driving Policy Learning ／ Xuan Di, Rongye Shi
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
マルチスウォーム誘導：敵対スウォームからの防御手法
敵対エージェントの群れが分裂した際にDBSCANでクラスタを検出し、制約付き一般化割当問題を解いて防御エージェントを各群れに再配置する手法を提案した。
原題: Multi-Swarm Herding: Protecting against Adversarial Swarms ／ Vishnu S. Chipade, Dimitra Panagou
日本語で読む → - 論文物体追跡画像認識
動き予測を活用した視覚物体追跡
既製の物体検出器とカメラ運動の分離・カルマンフィルタを組み合わせ、動き予測の重要性を示してVOTベンチマークで最高精度を達成した論文。
原題: Motion Prediction in Visual Object Tracking ／ Jianren Wang, Yihui He
日本語で読む → - 論文視覚オドメトリロボティクス
動的環境におけるロバストな自己運動と物体の6自由度運動推定・追跡
セマンティックセグメンテーションとオプティカルフローを組み合わせ、SE(3)運動とフローを同時最適化することで、動的マルチボディ視覚オドメトリの精度と追跡安定性を向上させた研究。
原題: Robust Ego and Object 6-DoF Motion Estimation and Tracking ／ Jun Zhang, Mina Henein, Robert Mahony 他
日本語で読む → - 論文衝突検出ロボティクス
URDFだけで動く高精度リアルタイム衝突検出
URDFのみを入力としてGJKアルゴリズムを幾何学的に拡張し、剛体間距離をリアルタイムで計算する衝突検出システムを提案。KUKA LBR iiwaとMecademic Meca500の自己衝突検出でFCLと性能比較した。
原題: High Precision Real Time Collision Detection ／ Alexandre Coulombe, Hsiu-Chin Lin
日本語で読む → - 論文社会的ロボティクスHCI
自閉症スペクトラムの10代向けジェスチャー模倣ゲームによる社会的相互作用の改善
OpenPoseを用いた姿勢検出でASDの10代を対象にロボットとのジェスチャー模倣ゲームを実施し、介護者との予備試験でシナリオの有効性を確認した。
原題: How An Automated Gesture Imitation Game Can Improve Social Interactions With Teenagers With ASD ／ Linda Nanan Vallée, Sao Mai Nguyen, Christophe Lohr 他
日本語で読む → - 論文自律航行艇ロボティクス
Roboat II：都市環境向け新型自律航行艇
都市交通向けの新型自律航行艇Roboat IIを開発し、LiDAR・IMU・GPS融合によるSLAM、モデル予測制御、経路計画を統合して狭い河川での追従走行を実証した論文。
原題: Roboat II: A Novel Autonomous Surface Vessel for Urban Environments ／ Wei Wang, Tixiao Shan, Pietro Leoni 他
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