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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: 2020/6/1 ／ 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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
2本指パラレルグリッパ用機械式ねじ回しツールの設計・最適化・操作ポリシー
2本指パラレルグリッパの把持運動を連続回転に変換する機械式ツールを開発し、設計最適化と把持・ねじ締めの操作ポリシーを構築した。
原題: A Mechanical Screwing Tool for 2-Finger Parallel Grippers -- Design, Optimization, and Manipulation Policies ／ Zhengtao Hu, Weiwei Wan, Keisuke Koyama 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
異種マルチロボットのタスク適応型チーミングのためのロボット内部注意モデリング
異種マルチロボットシステムにおいて、注意機構を強化学習に組み込み、タスク要件に応じてロボットの能力を分析して柔軟にチームを編成する適応協調手法を提案した。
原題: Robot Inner Attention Modeling for Task-Adaptive Teaming of Heterogeneous Multi Robots ／ Chao Huang, Rui Liu
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 → - 論文群制御ロボティクス
複数ドローンによる映画撮影ショットの自律実行システム
監督が設計した多様なショットを複数ドローンで自律的に撮影するシステムを構築し、パラメトリックなショット記述と分散スケジューラ、イベント同期機構を提案、実際のヨットレース撮影で実証した。
原題: Autonomous Execution of Cinematographic Shots with Multiple Drones ／ Alfonso Alcántara, Jesús Capitán, Arturo Torres-González 他
日本語で読む → - 論文ロボット魚/状態推定eess.SP
人工側線による隣接ロボット魚間の相対状態推定
圧力センサアレイで得た人工側線の圧力変動から、リーダー・フォロワー構成の隣接ロボット魚間の相対状態を回帰モデルで推定する手法を提案した。
原題: Artificial Lateral Line Based Relative State Estimation for Two Adjacent Robotic Fish ／ Xingwen Zheng, Wei Wang, Liang Li 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 → - 論文制御制御
閉ループPIDモデル追従制御
PID制御を批評家制御の模倣として定式化し、閉ループの整定挙動に基づく自動PID設計法（CPLMFC）と整定時間同定法を提案、シミュレーションで精度と安定性を検証した論文。
原題: "Closed Proportional-Integral-Derivative-Loop Model" Following Control ／ Oluwasegun Ayokunle Somefun, Kayode Akingbade, Folasade Dahunsi
日本語で読む → - 論文キャラクター制御AI
物理ベースのリアルなキャラクターコントローラ
Unity上で動作する物理ベースのキャラクター制御のオープンソース実装を導入し、研究者とユーザーのギャップを埋める。
原題: Realistic Physics Based Character Controller ／ Joe Booth, Vladimir Ivanov
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
統計力学に着想を得た直接通信不要の分散ローカリゼーション
各ロボットが近隣と仮想粒子を交換することで、直接通信や固定ビーコンなしに相対位置を推定する分散ローカリゼーション手法を提案し、最大1万台のシミュレーションと52台の実機で有効性を示した。
原題: Distributed Localization without Direct Communication Inspired by Statistical Mechanics ／ Jingxian Wang, Tianye Wang, Wei Wang 他
日本語で読む → - 論文グリッパロボティクス
熱可塑性エラストマーベルトを用いたロボットグリッパ
外部フレームと熱可塑性エラストマーベルト製の内部ネットで物体を摩擦把持する新グリッパを提案し、応力シミュレーションと多様な物体での把持実験で適応性を検証した。
原題: A Thermoplastic Elastomer Belt Based Robotic Gripper ／ Xingwen Zheng, Ningzhe Hou, Pascal Johannes Daniel Dinjens 他
日本語で読む → - 論文安全フィルタ/制御バリア関数ロボティクス
ShieldNN: 不安全なNNコントローラのための証明可能な安全フィルタ
キネマティック自転車モデルの障害物回避に対し、操舵・速度制約を直接扱う閉形式の制御バリア関数とシールドを設計し、RL訓練時のマルチ障害物安全行動フィルタとして有効性を示した論文。
原題: ShieldNN: A Provably Safe NN Filter for Unsafe NN Controllers ／ James Ferlez, Mahmoud Elnaggar, Yasser Shoukry 他
日本語で読む → - 論文熱センシングロボティクス
UAV・ロボットによる産業プラント遠隔熱センシングのための熱画像と1D/2D/3Dレーザ深度の融合
GPSの使えない暗所の産業プラントで、LIDARや深度レーザと可視・熱カメラを組み合わせ、UAVやロボットに搭載して異常発熱箇所を高速に検出・位置推定する手法を提案した論文。
原題: Fusion of Real Time Thermal Image and 1D/2D/3D Depth Laser Readings for Remote Thermal Sensing in Industrial Plants by Means of UAVs and/or Robots ／ Corneliu Arsene
日本語で読む → - 論文水中ロボット/センシングロボティクス
魚の側線に学ぶ知覚と流れ支援制御：レビュー
魚の側線の仕組みを紹介し、それを模した人工側線センサアレイの開発と、水中ロボットの環境知覚・渦検出・自律制御への応用を概観したレビュー論文。
原題: Fish lateral line inspired perception and flow-aided control: A review ／ Yufan Zhai, Xingwen Zheng, Guangming Xie
日本語で読む → - 論文歩行者予測ロボティクス
歩道の外へ：自動運転車のための共有空間における歩行者予測
歩行者が譲るタイミングを学習するリスクベースの注意機構と車両影響モデルを組み合わせ、共有空間と従来の道路の両方で高精度かつ解釈可能な歩行者軌跡予測手法OSPを提案した。
原題: Off The Beaten Sidewalk: Pedestrian Prediction In Shared Spaces For Autonomous Vehicles ／ Cyrus Anderson, Ram Vasudevan, Matthew Johnson-Roberson
日本語で読む → - 論文進化ロボティクスロボティクス
プラスティコーディングによる環境制御：ロボット進化への応用
遺伝子型が複数の表現型をコードし、環境条件に応じてロボットの形態・制御・行動が生涯いつでも変化する新しいエンコーディング手法を提案し、適応性（タスク性能）の向上を実証した。
原題: Environmental regulation using Plasticoding for the evolution of robots ／ Karine Miras, Eliseo Ferrante, A. E. Eiben
日本語で読む → - 論文逆強化学習機械学習
意味的観測を用いた実演からのナビゲーションコスト学習
自動運転ロボットの実演から、意味的観測（車・歩道・車線など）に基づくコスト関数を逆強化学習で推定する手法を提案し、CARLAシミュレータで交通ルールに従う走行を学習できることを示した。
原題: Learning Navigation Costs from Demonstration with Semantic Observations ／ Tianyu Wang, Vikas Dhiman, Nikolay Atanasov
日本語で読む → - 論文触覚HCI
TeslaMirror：VRで形状と質感を提示する多刺激型ハプティックディスプレイ
ウェアラブル端末なしで圧力・振動・電気触覚を組み合わせ、VR物体の位置・形状・質感をリアルタイム提示するハイブリッド触覚ディスプレイを提案し、6自由度ロボットのデジタルツインで表面を適応制御した。
原題: TeslaMirror: Multistimulus Encounter-Type Haptic Display for Shape and Texture Rendering in VR ／ Aleksey Fedoseev, Akerke Tleugazy, Luiza Labazanova 他
日本語で読む → - 論文進化ロボティクスロボティクス
ロボットの多階層進化への道筋
材料・部品形状・全体形態を階層的に同時探索するボトムアップ型ロボット設計パラダイム「多階層進化」の概念と構成技術について理論的に論じた論文。
原題: Path Towards Multilevel Evolution of Robots ／ Shelvin Chand, David Howard
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
衝撃を考慮したタスク空間二次計画制御
ロボットが接触時に受ける衝撃に耐えるよう、タスク空間の二次計画法ベース制御器に新たな制約を導入し、PandaとHRP-4で中程度の衝撃下での把持タスクを実現した。
原題: Impact-Aware Task-Space Quadratic-Programming Control ／ Yuquan Wang, Niels Dehio, Arnaud Tanguy 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
強化学習と計画の統合フレームワーク
強化学習と計画のアルゴリズムを共通の設計次元で整理する統合フレームワークFRAPを提案し、既存手法を比較した論文。
原題: A Unifying Framework for Reinforcement Learning and Planning ／ Thomas M. Moerland, Joost Broekens, Aske Plaat 他
日本語で読む → - 論文システム同定機械学習
予測と制御のための安定な線形力学系のメモリ効率の良い学習
安定行列の新たな特徴づけを用い、各ステップで安定性を保証しつつ再構成誤差を改善する線形力学系の学習アルゴリズムを提案。状態行列と制御行列の両方を更新でき、O(n^2)のメモリで高次元系にもスケールする。
原題: Memory-Efficient Learning of Stable Linear Dynamical Systems for Prediction and Control ／ Giorgos Mamakoukas, Orest Xherija, T. D. Murphey
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
関節空間で躍度・加速度・速度を制限した滑らかなオンライン軌道適応の学習
環境への影響を基にニューラネットで関節加速度を予測し、躍度・加速度・速度の上限を保証しつつ元軌道に沿った滑らかなオンライン軌道適応を実現、ボール皿乗せタスクで実機転移を示した。
原題: True{\AE}dapt: Learning Smooth Online Trajectory Adaptation with Bounded Jerk, Acceleration and Velocity in Joint Space ／ Jonas C. Kiemel, Robin Weitemeyer, Pascal Meißner 他
日本語で読む → - 論文計算複雑性cs.CC
扉の開閉ギミックの平面配置におけるPSPACE完全性と万能性
開閉扉ギミックを平面状に配置した系での到達可能性判定がPSPACE完全であることを示し、任意のギミックを平面扉系で模擬できる万能性を証明した。
原題: Walking through Doors is Hard, even without Staircases: Universality and PSPACE-hardness of Planar Door Gadgets ／ MIT Gadgets Group, Jeffrey Bosboom, Erik D. Demaine 他
日本語で読む → - 論文人物位置推定画像認識
初対面の待ち合わせ：慣性センサと視覚による人物位置推定
ウェアラブルIMUの3D慣性データと映像の動きを対照学習で対応付け、群衆の中から対象人物を視覚的に特定する手法を提案し、6万以上の動画データで80.7%の精度を達成した。
原題: When We First Met: Visual-Inertial Person Localization for Co-Robot Rendezvous ／ Xi Sun, Xinshuo Weng, Kris Kitani
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
動的障害物を伴うチャンス制約付き運動計画への実時間アプローチに関するコメント
チャンス制約付きモデル予測制御（MPC）を1ホライズンの衝突回避ベンチマーク問題に適用した結果を報告するコメント論文。
原題: Comment on "A Real-Time Approach for Chance-Constrained Motion Planning with Dynamic Obstacles" ／ Hai Zhu, Javier Alonso-Mora
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
MRI分解能を超える精密ナビゲーションを実現する脊椎細胞注入ロボット
圧電アクチュエータの高精度動作を利用し、複数のMRI画像から高分解能画像を再構成することで、MRIの解像度限界を超えて手術ロボットを精密に誘導する手法を提案した論文。
原題: Resolution-Enhanced MRI-Guided Navigation of Spinal Cellular Injection Robot ／ Daniel Enrique Martinez, Waiman Meinhold, John Oshinski 他
日本語で読む → - 論文自動運転セキュリティcs.CR
自動運転車のサイバーレジリエンス手法CyRes
自動運転車やスマートモビリティの安全な大量導入に向け、法廷や規制当局でも検証可能な証拠を生み出すサイバーレジリエンス手法CyResを提案した論文。
原題: CyRes -- Avoiding Catastrophic Failure in Connected and Autonomous Vehicles (Extended Abstract) ／ Carsten Maple, Peter Davies, Kerstin Eder 他
日本語で読む → - 論文ロバスト推定math.OC
外れ値に強い幾何学的知覚のための証明可能なロバスト推定フレームワーク
外れ値が多い状況でも大域最適性を証明できる幾何学的知覚アルゴリズムの設計フレームワークを提案し、TLS推定を多項式環上の最適化として再定式化してSDP緩和のタイト性を示した。
原題: One Ring to Rule Them All: Certifiably Robust Geometric Perception with Outliers ／ Heng Yang, Luca Carlone
日本語で読む → - 論文自動運転/視覚ナビゲーションロボティクス
オプティカルフローに基づく自動運転向け視覚ポテンシャル場
単眼カメラの画像列からスパースオプティカルフローで人工ポテンシャル場を生成し、勾配追従スライディングモード制御と組み合わせて障害物を避けながら目的地へ走行する手法を提案した。地図や障害物の事前情報を必要とせず、合成画像と実画像の両方で検証した。
原題: Optical Flow based Visual Potential Field for Autonomous Driving ／ Linda Capito, Keith Redmill, Umit Ozguner
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