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 →- 論文粒子フィルタ機械学習
微分可能なリサンプリングに向けて
粒子フィルタのリサンプリングを学習型ニューラルネット（particle transformer）で置き換え、微分可能な粒子フィルタとして end-to-end 学習を可能にした研究。
原題: Towards Differentiable Resampling ／ Michael Zhu, Kevin Murphy, Rico Jonschkowski
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
意味のあるタスク空間を弱教師あり学習で切り出す強化学習
弱い監督信号を用いて、無意味なタスクの巨大な空間から意味的に整合したタスク部分空間を自動的に分離する枠組みを提案し、探索効率と状態間距離の表現獲得を改善した。
原題: Weakly-Supervised Reinforcement Learning for Controllable Behavior ／ Lisa Lee, Benjamin Eysenbach, Ruslan Salakhutdinov 他
日本語で読む → - 論文記号回帰機械学習
訓練データと事前知識に駆動される記号回帰
望ましいモデル特性を形式的制約として与え、訓練データ誤差と制約違反を多目的最適化する記号回帰手法を提案し、標準手法より大幅に高精度なモデルを得た。
原題: Symbolic Regression Driven by Training Data and Prior Knowledge ／ J. Kubalík, E. Derner, R. Babuška
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
吊り下げペイロードを運ぶ飛行ロボットのためのモデルベースメタ強化学習
吊り下げ荷物の未知の物理特性に飛行中数秒で適応するため、変化したダイナミクスのモデルをメタ学習する手法を提案し、非適応手法より優れた運搬性能を示した。
原題: Model-Based Meta-Reinforcement Learning for Flight with Suspended Payloads ／ Suneel Belkhale, Rachel Li, Gregory Kahn 他
日本語で読む → - 論文LiDAR知覚ロボティクス
自動運転向けLiDAR：車載LiDARと知覚システムの原理・課題・動向
自動運転向けLiDARの技術と知覚アルゴリズムを概説し、レーザ送信から走査機構までの構成、モデルベースと深層学習の手法、課題と今後の動向をまとめたレビュー論文。
原題: Lidar for Autonomous Driving: The principles, challenges, and trends for automotive lidar and perception systems ／ You Li, Javier Ibanez-Guzman
日本語で読む → - 論文ドローン制御ロボティクス
深層学習による画像理解を用いた自律ドローンの制御設計
深層学習ベースの物体・深度検出と外乱に強いPIDA制御を組み合わせ、雑音の多い屋内環境で自律飛行を実現する枠組みを提案した論文。
原題: Control Design of Autonomous Drone Using Deep Learning Based Image Understanding Techniques ／ Seid Miad Zandavi, Vera Chung, Ali Anaissi
日本語で読む → - 論文探索計画math.OC
複雑で動的な環境における探索戦略：MH370の事例
海洋表面の漂流物探索に対し、力学系のエルゴード理論に基づく探索アルゴリズムを改良し、MH370探索の計算機再現で従来法より成功率が桁違いに向上することを示した。
原題: Search strategy in a complex and dynamic environment: the MH370 case ／ Stefan Ivić, Bojan Crnković, Hassan Arbabi 他
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習ロボティクス
不確実性推定を用いた強化学習による自動運転の戦術的意思決定
ニューラルネットのアンサンブルとランダム化事前関数によるベイズ強化学習で、自動運転の意思決定の不確実性を推定し安全な行動選択を可能にする手法を提案した。
原題: Tactical Decision-Making in Autonomous Driving by Reinforcement Learning with Uncertainty Estimation ／ Carl-Johan Hoel, Krister Wolff, Leo Laine
日本語で読む → - 論文歩行制御
強化学習による二足歩行ロボットの入出力線形化制御器の改善
入出力線形化制御器に学習項を加え、モデル不確かさと入力飽和に対処することで二足歩行ロボットの制御性能を向上させた研究。
原題: Improving Input-Output Linearizing Controllers for Bipedal Robots via Reinforcement Learning ／ Fernando Castañeda, Mathias Wulfman, Ayush Agrawal 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
X-Ray: 学習した占有分布の支持を最小化する遮蔽物体のメカニカルサーチ
RGBDヒープ画像から学習した占有分布の支持を最小化する方策で、山積みの中から目標物体を効率的に探索・把持するアルゴリズムX-Rayを提案し、シミュレーションと実機で有効性を示した。
原題: X-Ray: Mechanical Search for an Occluded Object by Minimizing Support of Learned Occupancy Distributions ／ Michael Danielczuk, Anelia Angelova, Vincent Vanhoucke 他
日本語で読む → - 論文共有自律ロボティクス
共有自律のための残差方策学習
人間の操作に最小限の補正を加える残差方策をモデルフリー強化学習で学習し、目標を知らずとも連続制御環境での協調作業性能を向上させる手法を提案した。
原題: Residual Policy Learning for Shared Autonomy ／ Charles Schaff, Matthew R. Walter
日本語で読む → - 論文安全モニタリングロボティクス
自律飛行する無人航空機のためのRTLolaによる動的モニタリング
形式仕様言語RTLolaで危険状況やシステム故障を記述し、FPGAベースの高効率モニタを自動生成して自律無人航空機の安全監視を実現した。
原題: RTLola Cleared for Take-Off: Monitoring Autonomous Aircraft ／ Jan Baumeister, Bernd Finkbeiner, Sebastian Schirmer 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
動物の模倣による俊敏な脚式ロボット移動スキルの学習
実在動物の参照モーションを模倣する模倣学習により、脚式ロボットが多様な俊敏移動行動を自動獲得し、シミュレーションで学習した方策を実機へ素早く適応できることを示した。
原題: Learning Agile Robotic Locomotion Skills by Imitating Animals ／ Xue Bin Peng, Erwin Coumans, Tingnan Zhang 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
風条件下におけるクアッドロータUAVのエネルギー効率経路計画
風のある環境でクアッドロータUAVの消費エネルギーを最小化する最適制御ベースの経路計画アルゴリズムを提案し、適応制御手法と比較した。
原題: Energy-Efficiency Path Planning for Quadrotor UAV Under Wind Conditions ／ Fouad Yacef, Nassim Rizoug, Laid Degaa
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
ドローン遠隔操作用の装着型触覚インターフェース
データグローブによる手の動きでのドローン操作と触覚フィードバックを組み合わせた装着型インターフェースを開発し、36名のユーザー研究で視界制限下での操作性向上を実証した。
原題: Hand-worn Haptic Interface for Drone Teleoperation ／ Matteo Macchini, Thomas Havy, Antoine Weber 他
日本語で読む → - 論文データセットロボティクス
YCB-M: 物体認識と6DoF姿勢推定のためのマルチカメラRGB-Dデータセット
7種類の3Dカメラで32シーン・約5万フレームを撮影し、YCB物体の6DoF姿勢やセグメンテーションなどの正解データを付与したデータセットを構築した。カメラ機種への依存性評価や複数カメラの比較が可能になる。
原題: YCB-M: A Multi-Camera RGB-D Dataset for Object Recognition and 6DoF Pose Estimation ／ Till Grenzdörffer, Martin Günther, Joachim Hertzberg
日本語で読む → - 論文昆虫視覚/オプティックフローロボティクス
昆虫視覚に着想を得た絶対速度・距離推定アルゴリズムFLIVVER
昆虫の視覚処理にヒントを得て、オプティックフローと加速度情報を組み合わせ、絶対速度と対象物までの距離を直接推定するアルゴリズムを提案した。
原題: FLIVVER: Fly Lobula Inspired Visual Velocity Estimation & Ranging ／ Bryson Lingenfelter, Arunava Nag, Floris van Breugel
日本語で読む → - 論文物体SLAMロボティクス
屋内環境向けの二次曲面と対称性を利用した物体指向SLAM
RGB-Dカメラを用い、物体を二次曲面で表現する物体レベルSLAMを提案。単一フレームでの初期化と屋内人工物の対称性による遮蔽部推定で、平面軌道での観測性問題を改善し精度と収束速度を向上させた。
原題: Object-oriented SLAM using Quadrics and Symmetry Properties for Indoor Environments ／ Ziwei Liao, Wei Wang, Xianyu Qi 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
欲求階層に基づく協調マルチロボットの自己適応フレームワーク
マズローの欲求階層に着想を得たロボット欲求階層と分散交渉・合意機構を組み合わせ、複雑なタスクを原子操作に分解して未知環境に適応する群ロボットシステムSASSを提案・評価した論文。
原題: Hierarchical Needs Based Self-Adaptive Framework For Cooperative Multi-Robot System ／ Qin Yang, Ramviyas Parasuraman
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
最小データで水中群ロボットの空間配置を推定
水中AUV群の相対的な幾何学配置を、ロボット間で交換される信号のみから三辺測量に基づいて推定する2手法を提案し、シミュレータで検証した。
原題: Determination of spatial configuration of an underwater swarm with minimum data ／ R. dell'Erba
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
Intel RealSense T265とD435iを組み合わせた自己位置推定と3D占有マップ構築
トラッキングカメラと深度カメラのデータを同期・統合し、屋内環境の自己位置推定と3D占有マップを生成する手法を提案・比較した論文。
原題: Coupling of localization and depth data for mapping using Intel RealSense T265 and D435i cameras ／ Evgeny Tsykunov, Valery Ilin, Stepan Perminov 他
日本語で読む → - 論文LiDARオドメトリ画像認識
深層マッチングによるLiDARオドメトリ
LiDARスキャン間の対応点を学習ベースで推定し、SVDによる剛体変換で6DoF姿勢を求めるLiDARオドメトリ手法を提案した論文。
原題: DMLO: Deep Matching LiDAR Odometry ／ Zhichao Li, Naiyan Wang
日本語で読む → - 論文6D姿勢推定画像認識
MoreFusion: ボリュメトリックフュージョンによる複数物体の6D姿勢推定
複数視点のRGB-D画像から物体の姿勢候補を蓄積し、接触・遮蔽のある複数物体の干渉しない6D姿勢を統合最適化で推定するシステムを提案。ロボットアームが物体の山を崩さずに取り出す実機応用も示した。
原題: MoreFusion: Multi-object Reasoning for 6D Pose Estimation from Volumetric Fusion ／ Kentaro Wada, Edgar Sucar, Stephen James 他
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習AI
遮蔽交差点におけるリスク考慮型強化学習による自動運転の高レベル意思決定
見通しの悪い無信号交差点を通過するためのリスク考慮型DQNを提案し、衝突ベースの報酬やルールベース手法より安全で過度に慎重でない政策を学習できることを示した。
原題: Risk-Aware High-level Decisions for Automated Driving at Occluded Intersections with Reinforcement Learning ／ Danial Kamran, Carlos Fernandez Lopez, Martin Lauer 他
日本語で読む → - 論文移動マニピュレーションロボティクス
空間行動マップによる移動マニピュレーション
画像と同じ座標系のピクセルごとに行動を表す「空間行動マップ」を強化学習で学習し、物体を目標位置へ押す移動マニピュレーションを従来手法より高速かつ高精度に実現した。
原題: Spatial Action Maps for Mobile Manipulation ／ Jimmy Wu, Xingyuan Sun, Andy Zeng 他
日本語で読む → - 論文ネットワーキング/QoScs.NI
SDNベースのロボットCPS向けリアルタイムQoSルーティング手法
SDNの集中制御性を活かし、リンク状態に応じて動的に経路を選択することで、ロボットを含む産業用サイバーフィジカルシステムの遅延制約下でのQoSを改善するルーティング手法を提案した。
原題: Real-time QoS Routing Scheme in SDN-based Robotic Cyber-Physical Systems ／ Rutvij H. Jhaveri, Rui Tan, Sagar V. Ramani
日本語で読む → - 論文ロボット自律性ロボティクス
レジリエントなロボット自律性の科学に向けて
ロバスト性・冗長性・資源活用性を軸に、極限環境で自律的に動作するロボットのための包括的な科学と新たな設計パラダイムの方向性を議論する論文。
原題: Towards a Science of Resilient Robotic Autonomy ／ Kostas Alexis
日本語で読む → - 論文力制御ロボティクス
柔軟流体アクチュエータのための直列弾性力制御
内部圧力フィードバックと外乱オブザーバ、モデルベースのフィードフォワード補償を組み合わせ、軽量2自由度グリッパの柔軟流体アクチュエータで広いインピーダンス範囲を実現した研究。
原題: Series Elastic Force Control for Soft Robotic Fluid Actuators ／ Chunpeng Wang, John P. Whitney
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
遮蔽果実を押しのける対話型動作プリミティブによる果実収穫計画
密集した果実群の中で熟した果実に届くため、未熟な果実を安全に押しのける3次元経路計画手法I-ProMPを提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Interactive Movement Primitives: Planning to Push Occluding Pieces for Fruit Picking ／ Sariah Mghames, Marc Hanheide, Amir Ghalamzan E
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ロボティクスシミュレータをテストに用いる際の課題に関する調査研究
82名のロボティクス開発者へのアンケート調査を通じ、シミュレーションがテストにどう使われ、どのような課題（現実とのギャップ、再現性の欠如、リソースコスト等）があるかを明らかにした。
原題: A Study on the Challenges of Using Robotics Simulators for Testing ／ Afsoon Afzal, Deborah S. Katz, Claire Le Goues 他
日本語で読む →