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HRI形式検証ロボティクス
人間とロボットの相互作用を形式的に保証する
人間と協働するロボットの計算モデルに形式検証・合成の手法を導入し、信頼性を保証するための課題とロードマップを整理した展望論文。
原題: Formalizing and Guaranteeing* Human-Robot Interaction ／ Hadas Kress-Gazit, Kerstin Eder, Guy Hoffman 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
スラスタ支援による二足歩行の中心多様体整形
スラスタを併用する二足歩行ロボットの歩容設計において、中心多様体を整形することで歩行の頑健性と効率を高める手法を提案した論文。
原題: Thruster-assisted center manifold shaping in bipedal legged locomotion ／ Arthur C. B. de Oliveira, Alireza Ramezani
日本語で読む → - 論文セマンティックマッピング画像認識
ローバー走行のための3D CNNセマンティックマッピングの評価
ステレオ画像をDeepLabv3+でセグメンテーションし、深度マップと統合して火星環境の3次元セマンティックマップを生成する手法を提案し、ESAのデータセットで評価した。
原題: Evaluation of 3D CNN Semantic Mapping for Rover Navigation ／ Sebastiano Chiodini, Luca Torresin, Marco Pertile 他
日本語で読む → - 論文センシングロボティクス
非可約走査による低コスト網膜型ロボットLiDAR
製造が容易な非可約走査方式のLiDARを提案し、人間の網膜の中心窩のように中央の角度密度が高く、従来より高解像度な走査を実現した。
原題: Low-cost Retina-like Robotic Lidars Based on Incommensurable Scanning ／ Zheng Liu, Fu Zhang, Xiaoping Hong
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
信頼に基づく緊急対応：人間と群れの協調システムのレジリエンス向上
人間とロボット群の協調システムにおいて、人間の信頼をモデル化しWMSRアルゴリズムで群れの性能を自己評価・早期修正するTrust-R制御を提案した論文。
原題: Trust Aware Emergency Response for A Resilient Human-Swarm Cooperative System ／ Yijiang Pang, Rui Liu
日本語で読む → - 論文深度推定画像認識
突いて学ぶ深度推定：自己教師あり把持からの深度学習
ロボットが把持や突き動作をした際のエンドエフェクタ位置を順運動学でラベル化し、RGB-D画像から深度を推定するニューラルネットを自己教師ありで学習する手法を提案した。反射・透明面を含む乱雑な産業用ビンデータで従来の構造化光センサや教師なし学習より高精度を達成した。
原題: Depth by Poking: Learning to Estimate Depth from Self-Supervised Grasping ／ Ben Goodrich, Alex Kuefler, William D. Richards
日本語で読む → - 論文安全強化学習機械学習
安全なモデルベース能動強化学習フレームワークSAMBA
確率モデリングと情報理論を組み合わせ、PILCOを拡張した安全制約付き能動探索により、サンプル数と違反を大幅削減する強化学習手法を提案した。
原題: SAMBA: Safe Model-Based & Active Reinforcement Learning ／ Alexander I. Cowen-Rivers, Daniel Palenicek, Vincent Moens 他
日本語で読む → - 論文能動的視覚探索ロボティクス
物体探索のための意味的リンキングマップ
ランドマーク物体との空間的関係を確率的にモデル化し、目標物体の位置信念を更新しながら次に見るべき視点を選ぶ能動的視覚探索手法SLiMを提案した論文。
原題: Semantic Linking Maps for Active Visual Object Search ／ Zhen Zeng, Adrian Röfer, Odest Chadwicke Jenkins
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
RISCuer: 信頼性の高いマルチUAV捜索救助テストベッド
3機のマルチロータUAVが屋外で物体を自律探索・把持・輸送する捜索救助システムを構築し、機上計算と通信による協調で安全な空間分離と投下地点での衝突回避を実現、屋外実験で信頼性を示した。
原題: RISCuer: A Reliable Multi-UAV Search and Rescue Testbed ／ Mohamed Abdelkader, Usman A. Fiaz, Noureddine Toumi 他
日本語で読む → - 論文挙動予測画像認識
交通密度という文脈情報を車両挙動予測に組み込む試み
周囲車両の横方向運動予測に交通密度などの外部条件が与える影響を分析し、文脈情報の重要性と高精度な予測性能を示した研究。
原題: Towards Incorporating Contextual Knowledge into the Prediction of Driving Behavior ／ Florian Wirthmüller, Julian Schlechtriemen, Jochen Hipp 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
逐次多様体上のサンプリングベース運動計画
制約が運動中に変化する環境を交差する多様体の列として定式化し、RRT*を内側ループに用いたPSM*アルゴリズムで最適な交差点を探索する手法を提案した論文。
原題: Sampling-Based Motion Planning on Sequenced Manifolds ／ Peter Englert, Isabel M. Rayas Fernández, Ragesh K. Ramachandran 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
A*と人工ポテンシャル場を融合した新しいロボット経路計画アルゴリズム
A*法で初期経路を計画し、その主要ノードを基に人工ポテンシャル場法で経路を平滑化する融合アルゴリズムを提案し、シミュレーションで従来A*より滑らかで効率的な経路計画が可能なことを示した。
原題: New Fusion Algorithm provides an alternative approach to Robotic Path planning ／ Ashutosh Kumar Tiwari, Sandeep Varma Nadimpalli
日本語で読む → - 論文ステレオビジョン/FPGA画像認識
FP-Stereo：組込み向けハードウェア効率の高いステレオビジョン
FPGA上で高性能なステレオマッチングパイプラインを自動構築するフレームワークを提案し、精度・速度・コストのバランスを実現した。
原題: FP-Stereo: Hardware-Efficient Stereo Vision for Embedded Applications ／ Jieru Zhao, Tingyuan Liang, Liang Feng 他
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
DeepRelativeFusion：単一画像の相対深度予測を用いた高密度単眼SLAM
視覚SLAMで得た半高密度深度マップを単一画像の相対深度予測で高密度化し、キーフレームの姿勢グラフを最適化することで、大局的に一貫した3D復元を実現する単眼SLAMシステムを提案した論文。
原題: DeepRelativeFusion: Dense Monocular SLAM using Single-Image Relative Depth Prediction ／ Shing Yan Loo, Syamsiah Mashohor, Sai Hong Tang 他
日本語で読む → - 論文SLAM/FPGA高速化eess.SP
2D LiDAR SLAMのためのFPGAアクセラレーションと最適化手法
2D LiDAR SLAMのボトルネックであるスキャンマッチングを、RBPFの粒子並列性を活かしてFPGAで効率的に実装し、省リソースで大幅な高速化を実現した論文。
原題: An FPGA Acceleration and Optimization Techniques for 2D LiDAR SLAM Algorithm ／ Keisuke Sugiura, Hiroki Matsutani
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
カメラと3Dレーザースキャナの時空間キャリブレーション
チェスボードマーカーを用いて1分でカメラと3Dレーザースキャナ間の空間変換と時間オフセットを同時に推定するオープンソースフレームワークを提案し、シミュレーションと2種類の実機で有効性を検証した。
原題: Spatiotemporal Calibration of Camera and 3D Laser Scanner ／ Michal R. Nowicki
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
接線交点と目標誘導に基づくUAV自律経路計画法
楕円接線グラフと目標誘導で障害物を回避しながら最短経路を生成し、Bスプラインで滑らかにするUAV経路計画手法を提案。静的環境で0.05秒以内に経路生成できる。
原題: An Autonomous Path Planning Method for Unmanned Aerial Vehicle based on A Tangent Intersection and Target Guidance Strategy ／ Huan Liu, Xiamiao Li, Mingfeng Fan 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 → - 論文説明可能AIAI
Fanoos：学習システムのためのマルチ解像度・マルチ強度の対話型説明
形式検証・ヒューリスティック探索・ユーザー対話を組み合わせ、学習済みシステムの説明をユーザーが望む粒度と忠実度で探索できるフレームワークを提案し、倒立二重振子の制御器とCPU使用率モデルで実証した。
原題: Fanoos: Multi-Resolution, Multi-Strength, Interactive Explanations for Learned Systems ／ David Bayani, Stefan Mitsch
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 → - 論文群制御ロボティクス
異種ロボットシステムによる自動放射線調査
UASとUGVを組み合わせ、空中測光・空中放射線マッピング・地上詳細マッピングを段階的に行う自動放射線源探査システムを構築し、模擬事故実験で有効性を示した。
原題: Using an Automated Heterogeneous Robotic System for Radiation Surveys ／ Petr Gabrlik, Tomas Lazna, Tomas Jilek 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 → - 論文進化計算cs.NE
ノイズ環境下で高速かつ安定なDeep-Grid MAP-Elites
MAP-Elitesの各グリッドセルに類似解のアーカイブを持たせ、サンプリングに頼らずノイズを近似する手法を提案し、冗長アームや六脚ロボットの制御で有効性を示した。
原題: Fast and stable MAP-Elites in noisy domains using deep grids ／ Manon Flageat, Antoine Cully
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 → - 論文シンボリック制御制御
シンボリック制御のための信号時相論理の滑らかなロバスト性尺度
信号時相論理(STL)のロバスト性をどこでも滑らかで健全かつ漸近的に完全な近似で評価する手法を提案し、保守性と完全性のトレードオフを明示的に調整可能にした。
原題: A Smooth Robustness Measure of Signal Temporal Logic for Symbolic Control ／ Yann Gilpin, Vince Kurtz, Hai Lin
日本語で読む → - 論文UAVモデリングcs.SE
モノ指向モデリングによる無人航空機システムの統合的アーキテクチャ表現
無人航空機（UAV）のソフトウェアとハードウェアを「モノの流れ」と5つの汎用操作で捉えるThinging Machine概念モデルを採用し、実在のドローン事例に適用して統合的な概念表現を構築した論文。
原題: Thinging-Oriented Modeling of Unmanned Aerial Vehicles ／ Sabah Al-Fedaghi, Jassim Al-Fadhli
日本語で読む → - 論文空中マニピュレーションロボティクス
力と位置のハイブリッドNMPCによる空中マニピュレーション：空中筆記への応用
ロボットアーム付きドローン向けに、エンドエフェクタへの相互作用力を組み込んだハイブリッドNMPCを設計し、白板への空中筆記をミリメートル精度で実現した。
原題: Aerial Manipulation Using Hybrid Force and Position NMPC Applied to Aerial Writing ／ Dimos Tzoumanikas, Felix Graule, Qingyue Yan 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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