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SLAM/マッピングロボティクス
高精度マッピングロボットと高解像度データセット
ハードウェア同期した9台の高解像度カメラと2台の3D LiDARを搭載したマッピングロボットを構築し、屋内・部屋間の3つのデータセットを収集してマッピングアルゴリズムの評価用に公開した論文。
原題: Advanced Mapping Robot and High-Resolution Dataset ／ Hongyu Chen, Zhijie Yang, Xiting Zhao 他
日本語で読む → - 論文HRI/セラピーロボティクス
自閉症児セラピーにおけるロボットのリアルな表情と周辺機器のユーザビリティ評価
自閉症児との感情学習セラピーで、ロボットのリアルな表情やタブレット・触覚玩具などの周辺機器がどの程度有効かを使いやすさテストで評価した。
原題: Usability of a Robot's Realistic Facial Expressions and Peripherals in Autistic Children's Therapy ／ Jamy Li, Daniel Davison, Bob Schadenberg 他
日本語で読む → - 論文意識的学習q-bio.NC
汎用自律プログラミングによる意識的知能の実現
機械の「乳児期」から意識的学習を行う新しいAIを提案し、初期視覚・聴覚・自然言語理解・感情の実験を通じて、汎用自律プログラミングが意識的学習の必要十分条件であることを示した論文。
原題: Conscious Intelligence Requires Lifelong Autonomous Programming For General Purposes ／ Juyang Weng
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 → - 論文人間ロボット協働・形式検証ロボティクス
人間とロボットの協働を時相論理から3Dシミュレーションまで連携検証する協調シミュレーション手法
時相論理モデル検査と3Dシミュレータ(Morse)を組み合わせ、人間とロボットの協働作業における危険状況を安全技術者に分かりやすく可視化する協調シミュレーション手法を提案した論文。
原題: Co-Simulation of Human-Robot Collaboration: from Temporal Logic to 3D Simulation ／ Mehrnoosh Askarpour, Matteo Rossi, Omer Tiryakiler
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BMI/身体-機械インタフェースHCI
重度障害者のための柔軟でモジュール式な身体-機械インタフェース
ウェアラブル多センサネットワークと軽量な動作パターン認識により、重度障害者の残存身体動作を機械操作コマンドに変換する制御インタフェースを開発し、健常者と上肢障害者で高い認識精度を実証した。
原題: A Flexible and Modular Body-Machine Interface for Individuals Living with Severe Disabilities ／ Cheikh Latyr Fall, Ulysse Côté-Allard, Quentin Mascret 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 → - 論文相対姿勢推定ロボティクス
SE(3)不変量を用いた校正済みカメラの相対姿勢推定
回転角やスクリュー並進などのSE(3)不変量を既知制約として用い、5つの最小問題で相対姿勢推定を効率化・高ロバスト化する手法を提案し、外部キャリブレーション不要で適用できることを示した。
原題: Relative Pose Estimation of Calibrated Cameras with Known $\mathrm{SE}(3)$ Invariants ／ Bo Li, Evgeniy Martyushev, Gim Hee Lee
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
抹消動脈のロボット超音波撮像：ファントムによる検証
CNNによる階層的な画像解析でロボット超音波プローブを制御し、脚ファントムの血管内腔を常に画像内に捉えながら動脈に沿って自動走査できることを示した研究。
原題: Robotized Ultrasound Imaging of the Peripheral Arteries -- a Phantom Study ／ Felix von Haxthausen, Jannis Hagenah, Mark Kaschwich 他
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
車線注意機構を用いた確率的マルチモーダル軌道予測
車線ごとの特徴を捉えるインスタンス認識型の車線表現とゴール指向の車線注意モジュールを提案し、不確実性を考慮した多様な将来軌道を確率的に予測する手法を開発した。
原題: Probabilistic Multi-modal Trajectory Prediction with Lane Attention for Autonomous Vehicles ／ Chenxu Luo, Lin Sun, Dariush Dabiri 他
日本語で読む → - 論文半自律システムAI
信頼性の高い自律性に向けたコンピテンス改善手法
人間からのフィードバックを活用し、初期モデルに欠けていた重要な状態特徴を特定・追加することで、半自律システムのコンピテンスと信頼性をオンラインで向上させる手法を提案した論文。
原題: Improving Competence for Reliable Autonomy ／ Connor Basich, Justin Svegliato, Kyle Hollins Wray 他
日本語で読む → - 論文説明可能AIAI
知識コンパイルによる交通信号制御の説明可能性
ブラックボックスな信号制御器の判断を、過去の状態行動データから状態と行動の関係を表す簡潔な構造として構築し説明可能にする手法を提案した。
原題: Explainability of Intelligent Transportation Systems using Knowledge Compilation: a Traffic Light Controller Case ／ Salomón Wollenstein-Betech, Christian Muise, Christos G. Cassandras 他
日本語で読む → - 論文自動運転/模倣学習ロボティクス
選択的マルチクラス安全データセット集約によるサンプル効率の良い自動運転のための対話型エンドツーエンド深層学習
学習済みポリシーを軌道クラスに分割し性能の弱い区間だけ専門家に問い合わせることで、同じサンプル数でより高精度な自動運転ポリシーを学習する手法を提案した。
原題: Sample Efficient Interactive End-to-End Deep Learning for Self-Driving Cars with Selective Multi-Class Safe Dataset Aggregation ／ Yunus Bicer, Ali Alizadeh, Nazim Kemal Ure 他
日本語で読む → - 論文ヒューマン・ドローンインタラクションロボティクス
ドローンが描く光の軌跡：長露光ライトペインティングと機械学習によるヒューマン・ドローンインタラクション
IMUグローブで空中に描いたジェスチャーを機械学習で認識し、ドローンが長露光ライトペインティングでその場に文字や図形を描くシステムを提案した論文。
原題: DroneLight: Drone Draws in the Air using Long Exposure Light Painting and ML ／ Roman Ibrahimov, Nikolay Zherdev, Dzmitry Tsetserukou
日本語で読む → - 論文深層強化学習AI
対話的フィードバックを用いた深層強化学習による家庭内タスクの学習
家庭内の物体整理タスクを対象に、訓練者からの対話的フィードバックを取り入れた深層強化学習手法を提案し、エージェントや人間の助言が学習を効率化することを示した。
原題: Deep Reinforcement Learning with Interactive Feedback in a Human-Robot Environment ／ Ithan Moreira, Javier Rivas, Francisco Cruz 他
日本語で読む → - 論文群制御HCI
人間と群れの相互作用に関する神経模倣型の統合理論
認知システム工学の視点から、神経科学に着想を得た人間と群れの相互作用（HSI）の統合理論を提案し、適応的で堅牢かつスケーラブルなHSIダイナミクスの予測を示した。
原題: A Neuro-inspired Theory of Joint Human-Swarm Interaction ／ Jonas D. Hasbach, Maren Bennewitz
日本語で読む → - 論文海洋ごみ検出画像認識
TrashCan: 海洋ごみの視覚的検出に向けた意味分割データセット
水中ごみの画像をバウンディングボックスとセグメンテーションラベル付きで収集した大規模データセットTrashCanを構築し、Mask R-CNNとFaster R-CNNによる初期ベースライン結果を示した論文。
原題: TrashCan: A Semantically-Segmented Dataset towards Visual Detection of Marine Debris ／ Jungseok Hong, Michael Fulton, Junaed Sattar
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