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: 2020/5/1 ／ 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 →- 論文運動計画ロボティクス
POMDP運動計画における非線形性指標
線形化が有効な場面を判定する統計距離ベースの非線形性指標SNMを提案し、POMDP枠組みで最適戦略との価値差をSNMの線形関数で上界できることを示した。SNMをヒューリスティックに汎用解法と線形化解法を切り替えるオンラインプランナに応用した。
原題: Non-Linearity Measure for POMDP-based Motion Planning ／ Marcus Hoerger, Hanna Kurniawati, Alberto Elfes
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
3次元環境における水中グライダーの流線ベース制御
2.5次元の海流モデルを仮定し、流線に基づく制御を3次元の水中グライダーに拡張して、サンプリングベース計画と組み合わせた長距離経路計画手法を提案した。
原題: Streamline-Based Control of Underwater Gliders in 3D Environments ／ K. Y. Cadmus To, James Ju Heon Lee, Chanyeol Yoo 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
六脚ロボットの分散型適応歩行制御のための分散深層強化学習
昆虫の運動制御に倣い、脚ごとに独立した分散型コントローラを深層強化学習で学習させ、六脚ロボットの歩行をより良く・より速く獲得できることを示した論文。
原題: Decentralized Deep Reinforcement Learning for a Distributed and Adaptive Locomotion Controller of a Hexapod Robot ／ Malte Schilling, Kai Konen, Frank W. Ohl 他
日本語で読む → - 論文探索ロボティクス
到達可能領域のフロンティアに沿った潜在空間探索
画像で与えられた初期状態と目標状態から、到達可能な潜在状態のフロンティアを距離条件付き到達可能性ネットワークで推定し、その境界付近を優先的に探索する自己教師あり方策学習フレームワークを提案した。
原題: LEAF: Latent Exploration Along the Frontier ／ Homanga Bharadhwaj, Animesh Garg, Florian Shkurti
日本語で読む → - 論文法線推定画像認識
3フィルタで法線推定：高精度・超高速な表面法線推定器
逆深度画像や視差画像に3つのフィルタ処理を施すだけで表面法線を推定する手法を提案し、大規模合成データセットで既存手法を上回る精度と超高速処理を実現した。
原題: Three-Filters-to-Normal: An Accurate and Ultrafast Surface Normal Estimator ／ Rui Fan, Hengli Wang, Bohuan Xue 他
日本語で読む → - 論文計画・センサ設計ロボティクス
計画問題を解くのに十分な全ロボットセンサを計算するための抽象化
計画とセンサ設計を同時に探索し、タスク達成に必要なセンサの性質を明らかにするアルゴリズムを提案した論文。
原題: Abstractions for computing all robotic sensors that suffice to solve a planning problem ／ Yulin Zhang, Dylan A. Shell
日本語で読む → - 論文モジュラーロボットロボティクス
Datom: 自己再構成可能なプログラム可能物質を構築するための変形可能なモジュラーロボット
モジュール間の接続を保ったまま移動できる変形可能なモジュールを設計し、既存構成内での移動可能性をシミュレーションで検証した論文。
原題: Datom: A Deformable modular robot for building self-reconfigurable programmable matter ／ Benoit Piranda, Julien Bourgeois
日本語で読む → - 論文セキュリティcs.CY
医療配送ドローンの電波妨害攻撃を検知する統合フレームワーク
GPSやWi-Fiなどへの妨害・なりすまし攻撃を検知し能動的対応を可能にする枠組みを提案し、医療配送ドローンへの適用価値を論じた論文。
原題: An Integrated Framework for Sensing Radio Frequency Spectrum Attacks on Medical Delivery Drones ／ Philip H. Kulp, Nagi Mei
日本語で読む → - 論文運動プリミティブcs.NE
自由エネルギー原理による運動プリミティブの自律学習と連鎖
エコーステートネットワークと知覚・制御モジュールを組み合わせ、自由エネルギー原理に基づいて運動軌道のレパートリーを自律的に学習し、手書きタスクでプリミティブを連鎖させて長い系列を生成できることを示した論文。
原題: Autonomous learning and chaining of motor primitives using the Free Energy Principle ／ Louis Annabi, Alexandre Pitti, Mathias Quoy
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
データ駆動型アストロボット群の収束予測
天体観測用ロボット群の協調が成功するかを、過去の協調データから機械学習（重み付きk-NN）で事前に予測する手法を提案した。
原題: Data-Driven Convergence Prediction of Astrobots Swarms ／ Matin Macktoobian, Francesco Basciani, Denis Gillet 他
日本語で読む → - 論文自動運転/安全評価ロボティクス
自動運転システム評価のためのモデル予測型瞬時安全指標
交通状況の最悪ケースを想定し、衝突までの近さを評価時間内で解析するリアルタイム安全評価指標MPrISMを提案し、理論保証と実データで有効性を示した。
原題: Model Predictive Instantaneous Safety Metric for Evaluation of Automated Driving Systems ／ Bowen Weng, Sughosh J. Rao, Eeshan Deosthale 他
日本語で読む → - 論文専門家システムAI
信念ルールベース専門家システムによる犯罪多発地域の特定
信念ルールベースと専門家システムを組み合わせ、犯罪データセットから犯罪多発地域のパターンを抽出し、将来の犯罪発生を予測する手法を提案した論文。
原題: Belief Rule Based Expert System to Identify the Crime Zones ／ Abhijit Pathak, Abrar Hossain Tasin
日本語で読む → - 論文自動運転/ヒューマンマシンインタラクションロボティクス
自動運転車の運転交代を安全にする失敗モードの自動分類と説明生成
自動運転車が運転を人間に引き継ぐ際、失敗モードを自動で分類・説明することで状況把握を早め、より安全なハンドオーバーを実現する枠組みを提案した論文。
原題: Automated Failure-Mode Clustering and Labeling for Informed Car-To-Driver Handover in Autonomous Vehicles ／ Aaquib Tabrez, Matthew B. Luebbers, Bradley Hayes
日本語で読む → - 論文人とドローンの相互作用HCI
ライオンを追いかけて：サブサハラ・アフリカにおける人とドローンの協調設計
サブサハラ諸国の専門家15名と協調設計ワークショップを行い、ドローンの新規用途や文化的文脈・社会的側面を考慮した設計要件を明らかにした。
原題: Chasing Lions: Co-Designing Human-Drone Interaction in Sub-Saharan Africa ／ Anna Wojciechowska, Foad Hamidi, Andrés Lucero 他
日本語で読む → - 論文触覚cs.NE
スパイキング触覚MNIST：ニューロモルフィック触覚データセット
ニューロモルフィック触覚センサー上で人が手書き数字を書いた際のイベントデータを収集し、ST-MNISTデータセットとして公開。人工ニューラルネットとスパイキングニューラルネットで分類精度のベンチマークを提示した。
原題: ST-MNIST -- The Spiking Tactile MNIST Neuromorphic Dataset ／ Hian Hian See, Brian Lim, Si Li 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
不確かな2次ダイナミクス下での衝突回避を伴う適応ロボットナビゲーション
ポテンシャル場フィードバック制御と適応制御を組み合わせ、2次ダイナミクスの不確かさを補償しつつ障害物を避けて目標到達するロボットナビゲーション手法を提案し、多ロボット系への拡張とシミュレーション検証を行った。
原題: Adaptive Robot Navigation with Collision Avoidance subject to 2nd-order Uncertain Dynamics ／ Christos K. Verginis, Dimos V. Dimarogonas
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
カスケード属性ネットワーク：階層型ニューラルネットによる強化学習制御方策の分解
制御タスクの要求制約（属性）ごとに方策を階層的に分解するカスケード属性ネットワークを提案し、複数属性のタスクでもモジュールを組み合わせるだけでゼロショットに制御方策を得られることをロボット制御2例で示した。
原題: Cascade Attribute Network: Decomposing Reinforcement Learning Control Policies using Hierarchical Neural Networks ／ Haonan Chang, Zhuo Xu, Masayoshi Tomizuka
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
カメラのキャリブレーションずれ検出の学習
RGBカメラの内部パラメータのずれを検出するための指標と半合成データセット生成手法を提案し、深層畳み込みニューラルネットワークで再キャリブレーションの要否を判定できることを示した。
原題: Learning Camera Miscalibration Detection ／ Andrei Cramariuc, Aleksandar Petrov, Rohit Suri 他
日本語で読む → - 論文自動運転テスト機械学習
強化学習による自動運転車の安全性カバレッジとテストの自動化に向けて
強化学習を用いて自動運転車の失敗事例や予期せぬ交通状況を生成し、従来は事実上不可能だった膨大なシナリオ変種の安全性テストを効率化する手法を提案した論文。
原題: Towards Automated Safety Coverage and Testing for Autonomous Vehicles with Reinforcement Learning ／ Hyun Jae Cho, Madhur Behl
日本語で読む → - 論文軌道予測画像認識
歩行者軌道予測のための時空間グラフトランスフォーマーネットワーク
注意機構のみで群衆の空間的相互作用と時間的依存関係をモデル化するSTARを提案し、歩行者軌道予測で最高性能を達成した。
原題: Spatio-Temporal Graph Transformer Networks for Pedestrian Trajectory Prediction ／ Cunjun Yu, Xiao Ma, Jiawei Ren 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
微分可能シミュレーションによる未知物体の力学モデル同定
微分可能物理エンジンを用いて、未知物体の慣性・摩擦・外力などの力学特性を実ロボットの観測データからオンラインで推定する手法を提案した。
原題: Identifying Mechanical Models through Differentiable Simulations ／ Changkyu Song, Abdeslam Boularias
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
複数センサ融合による自律移動ロボットの屋内ナビゲーション
3D計測を2D地図に縮約し、リアプノフ関数による軌道設計とポテンシャル法による障害物回避、拡張カルマンフィルタで自己位置推定を行う屋内移動ロボットシステムを提案した。
原題: Using multiple sensors for autonomous mobile robot navigation ／ Thuan Hoang Tran, Manh Duong Phung, Anh Viet Dang 他
日本語で読む → - 論文ビヘイビアツリーロボティクス
ロボティクスとAIにおけるビヘイビアツリーのサーベイ
ゲームAI由来のビヘイビアツリーをロボティクス・AI分野の研究として体系的に整理し、手法・応用分野・貢献ごとに分類して未解決課題を提示した包括的サーベイ。
原題: A Survey of Behavior Trees in Robotics and AI ／ Matteo Iovino, Edvards Scukins, Jonathan Styrud 他
日本語で読む → - 論文セマンティックセグメンテーション画像認識
マルチレイヤグリッドマップを用いた疎LiDARデータの全方位セマンティックセグメンテーション
単一スキャンの疎なLiDARデータを多層グリッドマップに変換し、画像分野の深層学習モデルで360度の密なセマンティックグリッドを予測する手法を提案。複数スキャン統合による密な正解グリッド生成も行う。
原題: Exploiting Multi-Layer Grid Maps for Surround-View Semantic Segmentation of Sparse LiDAR Data ／ Frank Bieder, Sascha Wirges, Johannes Janosovits 他
日本語で読む → - 論文歩行制御
二足歩行のための確率的・ロバストMPC：ロバスト性と性能に関する比較研究
二足歩行の不確実性に対処するため線形確率MPC（SMPC）を初めて適用し、制約違反確率を許容しつつ性能を保てることを示し、ロバストMPCと比較した。
原題: Stochastic and Robust MPC for Bipedal Locomotion: A Comparative Study on Robustness and Performance ／ Ahmad Gazar, Majid Khadiv, Andrea Del Prete 他
日本語で読む → - 論文ベイズ最適化機械学習
失敗予算制約下での探索を考慮した制約付きベイズ最適化
許容できる失敗回数の予算に応じて探索のリスク量を制御する制御理論ベースの決定手法を提案し、失敗予算をより効率的に使いつつ低いリグレットを達成する。
原題: Excursion Search for Constrained Bayesian Optimization under a Limited Budget of Failures ／ Alonso Marco, Alexander von Rohr, Dominik Baumann 他
日本語で読む → - 論文ハイブリッド系math.DS
ハイブリッド系に対するConleyの基本定理
衝突を伴うラグランジュ型ハイブリッド系を含む広いクラスに対し、Conleyの基本定理と分解定理のハイブリッド版を確立し、ハイブリッド完全Lyapunov関数の存在を示した。
原題: Conley's fundamental theorem for a class of hybrid systems ／ Matthew D. Kvalheim, Paul Gustafson, Daniel E. Koditschek
日本語で読む → - 論文モデルベースRLロボティクス
不確実性を考慮した誘導方策最適化：学習とモデルベース手法を組み合わせたサンプル効率の良い方策学習
モデルベース方策の不確実性を見積もり、信頼できる領域ではモデルを、不確実な領域では局所的に学習した方策を生のセンサ入力で使うことで、実機のペグ挿入を少ない試行で学習する手法を提案。
原題: Guided Uncertainty-Aware Policy Optimization: Combining Learning and Model-Based Strategies for Sample-Efficient Policy Learning ／ Michelle A. Lee, Carlos Florensa, Jonathan Tremblay 他
日本語で読む → - 論文3D物体検出画像認識
RV-FuseNet: 時系列LiDARデータのレンジビュー融合による3D物体検出と動き予測の同時実行
LiDARの時系列データをレンジビュー表現のまま逐次融合し、3D物体検出と軌道予測をエンドツーエンドで同時に行う手法を提案した論文。
原題: RV-FuseNet: Range View Based Fusion of Time-Series LiDAR Data for Joint 3D Object Detection and Motion Forecasting ／ Ankit Laddha, Shivam Gautam, Gregory P. Meyer 他
日本語で読む → - 論文軌道予測画像認識
マルチヘッド注意とエージェント・マップ統合表現による自動運転の軌道予測
静的シーンと周囲エージェントを統合表現し、マルチヘッド注意で多様な将来軌道を生成する軌道予測手法を提案。nuScenesベンチマークで最先端性能を達成。
原題: Trajectory Prediction for Autonomous Driving based on Multi-Head Attention with Joint Agent-Map Representation ／ Kaouther Messaoud, Nachiket Deo, Mohan M. Trivedi 他
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