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: 2020/6/1 ／ 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 →- 論文ナビゲーションロボティクス
自己教師あり学習による複雑なナビゲーション行動を可能にするロボット知覚
単一画像列から自己教師あり学習で得た運動・視覚知覚を強化学習で統合し、目標駆動型ナビゲーションを実現。昼夜変化など極端な環境変化でも80%の成功率を達成した。
原題: Robot Perception enables Complex Navigation Behavior via Self-Supervised Learning ／ Marvin Chancán, Michael Milford
日本語で読む → - 論文医用画像セグメンテーションeess.IV
オプティカルフロー誘導ワーピングによる血管内治療中のリアルタイムカテーテルセグメンテーション
光フローを利用してフレーム間の時間的連続性を学習し、血管内治療中にカテーテルをリアルタイムで高精度にセグメンテーション・追跡するFW-Netを提案した論文。
原題: End-to-End Real-time Catheter Segmentation with Optical Flow-Guided Warping during Endovascular Intervention ／ Anh Nguyen, Dennis Kundrat, Giulio Dagnino 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
グラフニューラルネットワークによる運動計画
計画空間のトポロジーを順列不変性で符号化するGNNを用い、連続・離散の運動計画アルゴリズムを誘導する手法を提案し、RRTのサンプリング分布学習などで従来法を上回ることを示した。
原題: Graph Neural Networks for Motion Planning ／ Arbaaz Khan, Alejandro Ribeiro, Vijay Kumar 他
日本語で読む → - 論文自動運転/分布シフト機械学習
自動運転車は分布シフトを検出・回復・適応できるか？
不確実性を考慮した計画手法RIPと、専門家に問い合わせる適応版AdaRIPを提案し、分布シフト下での自動運転の頑健性を評価する新ベンチマークCARNOVELを導入した論文。
原題: Can Autonomous Vehicles Identify, Recover From, and Adapt to Distribution Shifts? ／ Angelos Filos, Panagiotis Tigas, Rowan McAllister 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作・制御ロボティクス
私と一緒に操舵を：半自律遠隔操作車両のための予測型ポテンシャル場制御手法
遠隔操作される道路車両向けに、操舵指令を受け取りつつポテンシャル場で衝突を自動回避するモデル予測型ステアリング制御を提案し、シミュレーションで有効性を示した論文。
原題: Steer with Me: A Predictive, Potential Field-Based Control Approach for Semi-Autonomous, Teleoperated Road Vehicles ／ Andreas Schimpe, Frank Diermeyer
日本語で読む → - 論文全身制御ロボティクス
近似シミュレーションに基づくテンプレート型全身制御
剛体力学のハミルトン構造を利用して高次元非線形系の近似シミュレーションを構築し、テンプレートモデルに基づく受動的で頑健な全身制御手法を提案した。30自由度ヒューマノイドのシミュレーションで有効性を示した。
原題: Approximate Simulation for Template-Based Whole-Body Control ／ Vince Kurtz, Patrick M. Wensing, Hai Lin
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
RL-CycleGAN：強化学習を考慮したシミュレーションから実世界への転移
画像変換がQ値を保存するようにRL-scene consistency損失を導入し、タスクを考慮したシミュレーション→実世界の画像変換を可能にするRL-CycleGANを提案した論文。
原題: RL-CycleGAN: Reinforcement Learning Aware Simulation-To-Real ／ Kanishka Rao, Chris Harris, Alex Irpan 他
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
深層学習による自己位置推定と地図構築のサーベイ：空間機械知能の時代に向けて
深層学習を用いた自己位置推定・地図構築・SLAMの研究を体系的に整理し、新たな分類法と今後の課題・展望を示した包括的サーベイ。
原題: A Survey on Deep Learning for Localization and Mapping: Towards the Age of Spatial Machine Intelligence ／ Changhao Chen, Bing Wang, Chris Xiaoxuan Lu 他
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習/sim2realロボティクス
生成時系列モデルによる確率的交通環境の構築：自動運転エージェントの汎化性能向上に向けて
実走行軌跡データでGANを学習させ、現実に近い確率的交通シミュレータを構築し、そこで強化学習した車線変更エージェントが単純なルールベース環境より高い汎化性能を示すことを示した論文。
原題: Development of A Stochastic Traffic Environment with Generative Time-Series Models for Improving Generalization Capabilities of Autonomous Driving Agents ／ Anil Ozturk, Mustafa Burak Gunel, Melih Dal 他
日本語で読む → - 論文位置推定画像認識
PoseGAN: カメラ位置推定のためのポーズ・画像変換フレームワーク
ポーズから画像を生成する条件付きGANを用いてカメラ位置推定を行う手法を提案し、PoseNetなどの回帰手法より70%小さいモデルで高精度かつ安定な推定を実現した。
原題: PoseGAN: A Pose-to-Image Translation Framework for Camera Localization ／ Kanglin Liu, Qing Li, Guoping Qiu
日本語で読む → - 論文制御理論制御
単一軌道から不安定LQRの安定化制御器を学習する手法
未知の線形二次レギュレータに対し、楕円体不確かさ集合内の全システムを安定化するSDPベースのロバスト制御器合成と、単一軌道データから効率的に安定化制御器を同定するアルゴリズムを提案した。
原題: Learning Stabilizing Controllers for Unstable Linear Quadratic Regulators from a Single Trajectory ／ Lenart Treven, Sebastian Curi, Mojmir Mutny 他
日本語で読む → - 論文手術ロボットロボティクス
解剖学的メッシュに基づく手術ロボット用バーチャルフィクスチャ
ポリゴンメッシュで表された3D解剖構造の保護的なバーチャルフィクスチャを動的に生成し、手術ロボットの工具動作を異方的に制限する手法を提案。頭蓋骨切断実験で切断経路精度と深さ制御の改善を実証した。
原題: Anatomical Mesh-Based Virtual Fixtures for Surgical Robots ／ Zhaoshuo Li, Alex Gordon, Thomas Looi 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
強化学習エージェントによる光干渉計のアライメント
単眼カメラの干渉縞画像からマッハ・ツェンダー干渉計を自動調整する強化学習エージェントをシミュレーションで訓練し、実機へ転移させて専門家並みの性能を達成した。
原題: Interferobot: aligning an optical interferometer by a reinforcement learning agent ／ Dmitry Sorokin, Alexander Ulanov, Ekaterina Sazhina 他
日本語で読む → - 論文3D検出画像認識
Cityscapes 3D: 9自由度車両検出のためのデータセットとベンチマーク
ステレオRGB画像のみから9自由度の3Dバウンディングボックスを注釈付けしたCityscapes拡張データセットと、3D車両検出ベンチマークを提案した論文。
原題: Cityscapes 3D: Dataset and Benchmark for 9 DoF Vehicle Detection ／ Nils Gählert, Nicolas Jourdan, Marius Cordts 他
日本語で読む → - 論文サッカーシミュレーションロボティクス
Namira 2Dサッカーシミュレーションチーム 2020年記述論文
2DサッカーシミュレーションのNamiraチームが、自己位置推定のためのカルマンフィルタと2つのソフトウェアパッケージなど、最近実装した手法を解説する。
原題: Namira Soccer 2D Simulation Team Description Paper 2020 ／ Ehsan Asali, Farzin Negahbani, Shahriyar Bamaei 他
日本語で読む → - 論文共有自律/強化学習AI
エンパワーメントによる支援：目標推定に依存しない人間支援の枠組み
人間の目標を推定する代わりに、人間が環境を制御できる能力（エンパワーメント）を強化学習で増大させるタスク非依存の支援手法を提案し、目標の曖昧さに強いことを示した。連続領域での効率的な代理指標も開発し、遠隔操作の共有自律実験で有効性を実証した。
原題: AvE: Assistance via Empowerment ／ Yuqing Du, Stas Tiomkin, Emre Kiciman 他
日本語で読む → - 論文身体性設計ロボティクス
合成細胞の身体性知能に向けたアルゴリズム設計
計算資源が限られたマイクロスケールロボットのために、制御計算を身体形態に分散させるセンサ・アクチュエータ配置をグラフエントロピーとKLダイバージェンスで最適化する手法を提案し、シミュレーション上の合成細胞で実証した。
原題: Algorithmic Design for Embodied Intelligence in Synthetic Cells ／ Ana Pervan, Todd D. Murphey
日本語で読む → - 論文衝突検知ロボティクス
衝突検知のための相補的視覚神経系モデル
バッタのLGMDとハエのLPTCという2種類の視覚神経細胞を組み合わせ、接近物体への衝突検知を高精度化するハイブリッドモデルを提案し、小型ロボットで実証した論文。
原題: Complementary Visual Neuronal Systems Model for Collision Sensing ／ Qinbing Fu, Shigang Yue
日本語で読む → - 論文ビジュアルローカリゼーションロボティクス
GMMLoc: ガウス混合モデルによる構造整合型ビジュアルローカリゼーション
事前地図をガウス混合モデルで表現し、視覚観測と構造制約を統合した最適化により、低計算コストでセンチメートル級のカメラ位置推定を実現した研究。
原題: GMMLoc: Structure Consistent Visual Localization with Gaussian Mixture Models ／ Huaiyang Huang, Haoyang Ye, Yuxiang Sun 他
日本語で読む → - 論文強化学習AI
終端効果探索ドライブによる効率的な運動学習
順モデルを使わずに現在の政策の効果を統計的に記録した終端効果モデルを提案し、変分自由エネルギー最小化と組み合わせて好奇心に基づく探索と外部報酬下での高速学習を実現した。
原題: End-Effect Exploration Drive for Effective Motor Learning ／ Emmanuel Daucé
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
呼吸で動く椎骨へのロボット支援椎弓根ドリル穿孔におけるモデルベースの位置補償と穿孔状態認識
呼吸による椎骨の動きを患者自身の生理データから予測して補償し、穿孔状態を認識する手法を開発。ブタ骨実験で95%の成功率を達成した。
原題: Model-Based Compensation of Moving Tissue for State Recognition in Robotic-Assisted Pedicle Drilling ／ Zhongliang Jiang, Long Lei, Yu Sun 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ROSとUnity 3Dを用いた配達ロボットの複合現実シミュレーション
ROSベースの実ロボットとUnity上の仮想環境を同期させ、実機のセンサ情報で自己位置推定して仮想世界に投影する複合現実シミュレーション手法を提案し、実機と仮想ロボットが相互に知覚・情報交換できることを示した。
原題: Mobile Delivery Robots: Mixed Reality-Based Simulation Relying on ROS and Unity 3D ／ Yuzhou Liu, Georg Novotny, Nikita Smirnov 他
日本語で読む → - 論文人間-ロボット相互作用ロボティクス
ハイブリッド一次間主観性に向けて：人間科学研究のためのニューラルロボティクスライブラリ
能動的推論の観点から一次間主観性を二人称的経験として捉え、人間-ロボット相互作用実験用のオープンソース手法「ニューラルロボティクスライブラリ」と仮想ロボットとのリアルタイム対話デモを提案した研究。
原題: Towards hybrid primary intersubjectivity: a neural robotics library for human science ／ Hendry F. Chame, Ahmadreza Ahmadi, Jun Tani
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
柔軟な群制御のためのエルゴディック仕様：ユーザーコマンドから持続的適応まで
タブレット入力から群ロボットの分散エルゴディック被覆制御までを繋ぐパイプラインを構築し、ユーザー指示や環境変化に動的に応答する群制御を実現した。VRシミュレーションとDARPA OFFSET実フィールド試験で有効性を検証した。
原題: Ergodic Specifications for Flexible Swarm Control: From User Commands to Persistent Adaptation ／ Ahalya Prabhakar, Ian Abraham, Annalisa Taylor 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
強化学習でロボット群れを目標分布へ誘導するリーダー制御
強化学習(SARSAとQ学習)を用いて、リーダーが反発相互作用でフォロワー群れを目標確率分布へ迅速に誘導する制御方策を設計し、シミュレーションと実機10台で有効性を検証した。
原題: Using Reinforcement Learning to Herd a Robotic Swarm to a Target Distribution ／ Zahi M. Kakish, Karthik Elamvazhuthi, Spring Berman
日本語で読む → - 論文点群認識ロボティクス
2D点群に基づく地下トンネル分岐点認識のための教師なし学習
2D点群から地下トンネルの分岐点の数を検出するスペクトラルクラスタリングを用いた教師なし学習フレームワークを提案し、シミュレーションと実飛行で有効性を示した。
原題: Unsupervised Learning for Subterranean Junction Recognition Based on 2D Point Cloud ／ Sina Sharif Mansouri, Farhad Pourkamali-Anaraki, Miguel Castano Arranz 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
ニューラルネットワークによるサンプル衝突予測
Contractive AutoEncoderで作業空間の占有グリッドを表現し、MLPでロボット構成の衝突状態を高速予測する枠組みを提案。2D/3Dの複数計画問題で計算効率と新規空間への汎化を実証した。
原題: Predicting Sample Collision with Neural Networks ／ Tuan Tran, Jory Denny, Chinwe Ekenna
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
衝突回避制約付き非線形MPCによる地下環境でのMAVナビゲーション
2D LiDARで障害物を検知し、衝突回避制約を組み込んだ非線形モデル予測制御でトンネル内を飛行するMAVナビゲーション手法を提案し、スウェーデンの地下鉱山で実証した。
原題: Subterranean MAV Navigation based on Nonlinear MPC with Collision Avoidance Constraints ／ Sina Sharif Mansouri, Christoforos Kanellakis, Emil Fresk 他
日本語で読む → - 論文姿勢制御ロボティクス
CNNによる姿勢制御の非線形モデル同定と雑音除去
人間の姿勢制御モデルのパラメータ同定に畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用い、非線形モデル同定の計算負荷を軽減して臨床応用やヒューマノイドロボットへの可能性を論じた研究。
原題: Deep Learning for Posture Control Nonlinear Model System and Noise Identification ／ Vittorio Lippi, Thomas Mergner, Christoph Maurer
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
AWAC: オフラインデータでオンライン強化学習を加速する
オフラインデータを活用してオンライン強化学習を効率化するAWACを提案し、サンプル効率の良い動的計画法と最尤方策更新を組み合わせて迅速な微調整を実現した。
原題: AWAC: Accelerating Online Reinforcement Learning with Offline Datasets ／ Ashvin Nair, Abhishek Gupta, Murtaza Dalal 他
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