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: 2020/4/1 ／ 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 →- 論文計画/強化学習AI
好奇心探索による柔軟で効率的な長距離計画
好奇心誘導サンプリングと模倣学習を組み合わせ、TAMPと深層強化学習の利点を融合して複雑な3Dタスクの長期多段階計画を効率的に発見する手法を提案。
原題: Flexible and Efficient Long-Range Planning Through Curious Exploration ／ Aidan Curtis, Minjian Xin, Dilip Arumugam 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
マルチ解像度A*探索による効率的な動作計画
異なる解像度の重み付きA*探索を同時に走らせて統合し、細かい解像度の機動性と粗い解像度の探索速度を両立させる動作計画アルゴリズムを提案した。
原題: Multi-Resolution A* ／ Wei Du, Fahad Islam, Maxim Likhachev
日本語で読む → - 論文システム同定ロボティクス
微分可能物理エンジンによるバネ-ロッド系のデータ効率的なシステム同定
バネ-ロッド構造の運動方程式をモジュール化した微分可能物理エンジンを提案し、線形回帰で物理パラメータを少ないデータから同定できるようにした。テンセグリティ構造で有効性を示した。
原題: A First Principles Approach for Data-Efficient System Identification of Spring-Rod Systems via Differentiable Physics Engines ／ Kun Wang, Mridul Aanjaneya, Kostas Bekris
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
指先ローラーで物体を操る把持器V2の設計と制御
指先に2自由度の球状ローラーを備えた非人間型把持器を開発し、把持物体の位置・姿勢を器内で操作できることを示した。
原題: Design and Control of Roller Grasper V2 for In-Hand Manipulation ／ Shenli Yuan, Lin Shao, Connor L. Yako 他
日本語で読む → - 論文自動運転/安全検証ロボティクス
動的計画法とシーン分解による自動運転車のスケーラブルな安全検証
近似動的計画法で自動運転ポリシーの失敗分布を推定し、複雑な走行シーンを自車と他車1台の部分問題に分解して組み合わせることで、多数の失敗事例を効率的に発見する安全検証手法を提案した。
原題: Scalable Autonomous Vehicle Safety Validation through Dynamic Programming and Scene Decomposition ／ Anthony Corso, Ritchie Lee, Mykel J. Kochenderfer
日本語で読む → - 論文協働ロボット制御
COVID-19対策における人工呼吸器生産の再構築と増産：ロボットの活用可能性
人工呼吸器の増産に向けて、人と協働ロボットのチームによる生産体制の迅速な構築手法とワークステーション設計指針を提案し、シミュレーションで評価した論文。
原題: Reconfiguring and ramping-up ventilator production in the face of COVID-19: Can robots help? ／ Ali Ahmad Malik, Tariq Masood, Rehana Kousar
日本語で読む → - 論文敵対的評価ロボティクス
車線変更シナリオにおける自動運転車の敵対的評価
深層強化学習で危険な敵対的環境を生成し、自動運転車を効率的に評価する適応的フレームワークを提案。車線変更シナリオで検証し、生成された敵対的環境が被験車両の性能を大きく低下させることを示した。
原題: Adversarial Evaluation of Autonomous Vehicles in Lane-Change Scenarios ／ Baiming Chen, Xiang Chen, Wu Qiong 他
日本語で読む → - 論文6D姿勢推定画像認識
単一ショット6D物体姿勢推定
深度画像から剛体物体の6D姿勢を単一ショットで推定する全畳み込みネットワークOP-Netを提案し、合成データのみで学習しながら実世界に転移可能で、公開ベンチマークで最先端手法を大幅に上回る性能を示した。
原題: Single Shot 6D Object Pose Estimation ／ Kilian Kleeberger, Marco F. Huber
日本語で読む → - 論文分散制御制御
主要エージェントと多数の副エージェントからなる分散線形二次システムと非ガウスノイズ
主要エージェントが副エージェントに影響を与える分散LQシステムにおいて、非ガウスノイズ下での最適戦略と最良線形戦略の構造を明らかにした論文。
原題: Decentralized linear quadratic systems with major and minor agents and non-Gaussian noise ／ Mohammad Afshari, Aditya Mahajan
日本語で読む → - 論文安全制御/強化学習制御
モデル不確かさ下の安全制御のための強化学習：制御リアプノフ関数と制御バリア関数の活用
CBF-CLF-QPの制約に含まれるモデル不確かさを強化学習で学習し、名目モデルベースの安全制御と組み合わせることで、不確かさ下でも安全な二足歩行を実現した。
原題: Reinforcement Learning for Safety-Critical Control under Model Uncertainty, using Control Lyapunov Functions and Control Barrier Functions ／ Jason Choi, Fernando Castañeda, Claire J. Tomlin 他
日本語で読む → - 論文軌道予測AI
歩行者空間における軌道予測のためのエンドツーエンド学習手法
多様な歩行者空間での軌道予測に向け、注意機構で社会的相互作用を学習するエンドツーエンドの枠組みを提案した論文。
原題: An End-to-End Learning Approach for Trajectory Prediction in Pedestrian Zones ／ Ha Q. Ngo, Christoph Henke, Frank Hees
日本語で読む → - 論文XAIロボティクス
説明可能な目標駆動型エージェントとロボットの包括的レビュー
目標駆動型の知的エージェントやロボットが知覚・推論・行動を人間に説明するための手法を体系的にレビューし、透明性と継続学習に基づく説明可能性の要件とロードマップを提示した論文。
原題: Explainable Goal-Driven Agents and Robots -- A Comprehensive Review ／ Fatai Sado, Chu Kiong Loo, Wei Shiung Liew 他
日本語で読む → - 論文制御ロボティクス
行列リー群上の指数安定一次制御
行列リー群上で動作する系に対し、大域指数軌道追従を達成する新しい一次コントローラを提案し、7自由度ロボットアームで実機検証した。
原題: Exponentially Stable First Order Control on Matrix Lie Groups ／ Valmik Prabhu, Amay Saxena, S. Shankar Sastry
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
不確実性下でのオンライン地図構築と動作計画による未知環境の安全ナビゲーション
未知環境でロボットが動力学・位置推定の不確実性を考慮しつつ、信念空間での多層サンプリング計画と逐次地図構築により確率的に安全な経路をオンライン生成する手法を提案した。
原題: Online Mapping and Motion Planning under Uncertainty for Safe Navigation in Unknown Environments ／ Èric Pairet, Juan David Hernández, Marc Carreras 他
日本語で読む → - 論文安全運動計画制御
収縮理論とL1適応制御に基づく安全なフィードバック運動計画
収縮解析とL1適応制御を組み合わせ、不確実性や外乱がある非線形システムでもロボットが常に安全な管（チューブ）内に留まることを保証するプランナ非依存の枠組みを提案した論文。
原題: Safe Feedback Motion Planning: A Contraction Theory and $\mathcal{L}_1$-Adaptive Control Based Approach ／ Arun Lakshmanan, Aditya Gahlawat, Naira Hovakimyan
日本語で読む → - 論文VIO画像認識
平面規則性を活用した点・線ビジュアル慣性オドメトリ
点・線特徴と平面の共平面性制約を統合した単眼VIOシステムPLP-VIOを提案し、3D点・空間線・メッシュ生成の精度を向上させた。
原題: Leveraging Planar Regularities for Point Line Visual-Inertial Odometry ／ Xin Li, Yijia He, Jinlong Lin 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
物体を直立姿勢で平面に置くための学習手法
把持した物体を平らな面に直立姿勢で安定して置くための回転を、2つの畳み込みニューラルネットワークを反復的に用いて推定する手法を提案し、実世界でも88%の成功率を達成した。
原題: Learning to Place Objects onto Flat Surfaces in Upright Orientations ／ Rhys Newbury, Kerry He, Akansel Cosgun 他
日本語で読む → - 論文制御/MPC制御
未知の非線形システムに対する線形時変MPC制御
観測データから非線形ダイナミクスを推定し、時変領域で線形化したATVモデルと誤差集合を用いたロバストMPCで未知システムの安全制御を高確率で保証する手法を提案。
原題: Control of Unknown Nonlinear Systems with Linear Time-Varying MPC ／ Dimitris Papadimitriou, Ugo Rosolia, Francesco Borrelli
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
大型段差昇り動作のための非線形軌道最適化：ヒューマノイドロボットAtlasへの応用
重心ダイナミクスの簡略モデルと足の接地切替を考慮した非線形軌道最適化で、ヒューマノイドの大きな段差昇り動作を生成し、Atlasで最大トルクを約20%削減できることを実機で示した。
原題: Non-Linear Trajectory Optimization for Large Step-Ups: Application to the Humanoid Robot Atlas ／ Stefano Dafarra, Sylvain Bertrand, Robert J. Griffin 他
日本語で読む → - 論文逆強化学習機械学習
最大エントロピー多タスク逆強化学習
最大エントロピー逆強化学習とディリクレ過程によるクラスタリングを組み合わせ、専門家が複数の方策を切り替える状況でも複数の報酬関数を学習できる手法を提案し、玉ねぎ選別ロボットタスクで有効性を示した。
原題: Maximum Entropy Multi-Task Inverse RL ／ Saurabh Arora, Bikramjit Banerjee, Prashant Doshi
日本語で読む → - 論文GNSS/INS統合ロボティクス
GNSS/INS統合における因子グラフ最適化の時代：FGOとEKFの比較
都市峡谷のデータセットを用いて、GNSS/INS統合における因子グラフ最適化(FGO)と拡張カルマンフィルタ(EKF)を緩結合・密結合の両方で比較し、FGOの優位性と最適化ウィンドウサイズの影響を分析した論文。
原題: It is time for Factor Graph Optimization for GNSS/INS Integration: Comparison between FGO and EKF ／ Weisong Wen, Tim Pfeifer, Xiwei Bai 他
日本語で読む → - 論文自動ソルバー生成画像認識
GAPS: 多項式方程式の自動ソルバー生成ツール
多項式方程式系の効率的な自動ソルバーを生成するツールGAPSを提案し、既存のautogenを改良して使いやすいインターフェースと安定性を実現した。
原題: GAPS: Generator for Automatic Polynomial Solvers ／ Bo Li, Viktor Larsson
日本語で読む → - 論文協調センシングロボティクス
協調センシング下での自動車衝突リスク推定
協調センシングを行う自動運転車の衝突リスクを動的確率占有マップと損失関数で評価し、協調によるリスク低減と精度向上を定量化する手法を提案。都市交差点の実データで実証した。
原題: Automotive Collision Risk Estimation Under Cooperative Sensing ／ Daniel LaChapelle, Todd Humphreys, Lakshay Narula 他
日本語で読む → - 論文交通制御制御
Newton-Raphsonフローとバリア関数を用いた自動運転車の交差点交通制御
交差点における自動運転車の軌道制御に、Newton-Raphson法のフロー版と制御バリア関数を組み合わせ、安全性を保証しつつ追従制御を行う手法を提案した論文。
原題: Intersection-Traffic Control of Autonomous Vehicles using Newton-Raphson Flows and Barrier Functions ／ Shashwat Shivam, Yorai Wardi, Magnus Egerstedt 他
日本語で読む → - 論文力制御ロボティクス
非定常な柔軟表面における接触パラメータ同定とアドミタンス力制御
マニピュレータの制御器や姿勢に依存せず、柔軟環境の機械インピーダンスを探査で推定し、その推定値を用いた位置ベース適応力制御で静止・非定常な柔軟環境の接触力を調整する手法を提案した。
原題: Identification of Compliant Contact Parameters and Admittance Force Modulation on a Non-stationary Compliant Surface ／ Lasitha Wijayarathne, Frank L. Hammond
日本語で読む → - 論文探索ロボティクス
ハイブリッド地図表現を用いた複雑未知環境の自己探査
GVDベースのトポロジカル地図とグリッド地図を組み合わせたハイブリッド表現を提案し、グローバル・ローカルな階層的フロンティア探索で複雑環境の探査効率を向上させた。
原題: Self-Exploration in Complex Unknown Environments using Hybrid Map Representation ／ Wenchao Gao, Matthew Booker, Jiadong Wang
日本語で読む → - 論文モデル予測制御機械学習
CEMと勾配降下を組み合わせたモデル予測制御
CEMと勾配降下を交互に適用して行動系列を最適化する計画手法を提案し、高次元行動空間でも収束が速く局所解を回避できることを示した。
原題: Model-Predictive Control via Cross-Entropy and Gradient-Based Optimization ／ Homanga Bharadhwaj, Kevin Xie, Florian Shkurti
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
押しと引きによる果実収穫ロボットの能動的障害物分離手法
果実収穫ロボットが目標果実の周囲の障害物を押し・引き動作で能動的に分離する手法を提案し、3D視覚認識に基づく軌道生成と画像処理パイプラインを実装して圃場試験で収穫成功率の向上を示した。
原題: Push and Drag: An Active Obstacle Separation Method for Fruit Harvesting Robots ／ Ya Xiong, Yuanyue Ge, Pål Johan From
日本語で読む → - 論文経路計画eess.SP
障害物を迂回するか飛び越えるか？新しい多目的UAV経路計画問題
障害物の迂回と上空飛行の両方を考慮し、経路長・エネルギー消費・最大リスクを同時最小化する多目的整数計画モデルを提案し、進化的アルゴリズムで非劣解集合を求めた。
原題: Bypassing or flying above the obstacles? A novel multi-objective UAV path planning problem ／ Mahmoud Golabi, Soheila Ghambari, Julien Lepagnot 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
幾何学と情報理論を組み合わせた複数ロボット探索アルゴリズム
情報理論的探索と計算幾何学的探索を融合し、複数ロボットで直交多角形を効率的に探索するアルゴリズムを提案。理論解析とシミュレーション・実機実験で性能を検証した。
原題: Combining Geometric and Information-Theoretic Approaches for Multi-Robot Exploration ／ Aravind Preshant Premkumar, Kevin Yu, Pratap Tokekar
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