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: 2020/3/1 ／ 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 →- 論文群制御制御
制御バリア関数による大域的接続性維持の最適化手法
マルチロボット系の大域的接続性を保ちつつ、合意形成やフォーメーション制御などの目的制御を最適化して両立させる制御バリア関数を提案し、数理証明とシミュレーションで有効性を示した。
原題: Connectivity Maintenance: Global and Optimized approach through Control Barrier Functions ／ Beatrice Capelli, Lorenzo Sabattini
日本語で読む → - 論文無線制御ロボティクス
無線通信による閉ループ制御：車輪付き倒立振子の遠隔バランス制御デモ
高性能無線通信を用いて、二輪ロボット（車輪付き倒立振子）を遠隔からリアルタイムでバランス制御するデモを実現した。
原題: Demo: Closed-Loop Control over Wireless -- Remotely Balancing an Inverted Pendulum on Wheels ／ Aleksandar Stanoev, Adnan Aijaz, Anthony Portelli 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
柔らかいグリッパとニューラルネットワークで触覚を獲得する：物理パラメータ推定
柔軟グリッパの指に取り付けたIMUの信号から、ニューラルネットワークを用いて把持対象物の剛性を推定するシステムを提案し、シミュレーションと実環境の両方で検証した。
原題: Gaining a Sense of Touch. Physical Parameters Estimation using a Soft Gripper and Neural Networks ／ Michał Bednarek, Piotr Kicki, Jakub Bednarek 他
日本語で読む → - 論文強化学習/安全制約機械学習
制約付きQ学習：安全制約を満たす方策を直接学習する枠組み
Q更新時に行動空間を制約することで、制約付きMDPの最適Q関数と安全方策を直接学習するオフポリシーRL手法を提案し、自動運転の意思決定で検証した。
原題: Deep Constrained Q-learning ／ Gabriel Kalweit, Maria Huegle, Moritz Werling 他
日本語で読む → - 論文自動運転/安全制御ロボティクス
自己位置推定の不確かさを考慮した自動運転車の安全速度制御と衝突確率推定
自己位置推定の不確かさをパーティクルで表現し、静的・動的障害物との衝突確率を推定しながら最大安全速度を選ぶ速度制御システムを提案し、実車で検証した。
原題: Safe Speed Control and Collision Probability Estimation Under Ego-Pose Uncertainty for Autonomous Vehicle ／ Vladislav Kibalov, Oleg Shipitko
日本語で読む → - 論文測位・方向探知ロボティクス
擬似ドップラー方式による無線タグ測位システムの実験評価
アンテナアレイと擬似ドップラー原理を用いて無線発信源の方位をほぼ瞬時に測定する低コストシステムを構築し、屋外でパーティクルフィルタと組み合わせて200m四方の初期推定から5m精度で無線タグを測位できることを示した。
原題: Experimental Evaluation of a Pseudo-Doppler Direction-Finding System for Localizing Radio Tags ／ William E. Gerhard, Pratap Tokekar
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
不確かな凸障害物下での安全性保証付き軌道最適化
障害物位置の不確実性を考慮し、ε-shadowsで衝突リスクの上界を推定しながら逐次凸最適化で安全な軌道を高速に生成する手法を提案した。
原題: Provably Safe Trajectory Optimization in the Presence of Uncertain Convex Obstacles ／ Charles Dawson, Ashkan Jasour, Andreas Hofmann 他
日本語で読む → - 論文探索/能動学習ロボティクス
敵対的好奇心によるスケーラブルな探索
識別器と予測モデルを敵対的に学習させ、予測が最も非現実的になる観測・行動列を能動的に選ぶことで、ロボット操作の予測計画パイプラインでも効率的に探索できる手法を提案した。
原題: An Adversarial Objective for Scalable Exploration ／ Bernadette Bucher, Karl Schmeckpeper, Nikolai Matni 他
日本語で読む → - 論文手術シミュレーションロボティクス
視覚・運動学データで手術用軟組織シミュレーションの精度を向上
ロボット手術中の視覚・運動学データを用いてFEM軟組織シミュレーションの誤差を補正するネットワークを提案し、平均距離を15〜30%改善した。
原題: Leveraging Vision and Kinematics Data to Improve Realism of Biomechanic Soft-tissue Simulation for Robotic Surgery ／ Jie Ying Wu, Peter Kazanzides, Mathias Unberath
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
PointNetKL: 海底地形SLAMのためのGICP共分散推定に向けた深層推論
生の海底地形点群からPointNetで特徴量と共分散を同時学習し、モンテカルロ法とのKLダイバージェンスを損失に用いてGICPの不確かさを推定する手法を提案した。
原題: PointNetKL: Deep Inference for GICP Covariance Estimation in Bathymetric SLAM ／ Ignacio Torroba, Christopher Iliffe Sprague, Nils Bore 他
日本語で読む → - 論文自動運転/表現学習ロボティクス
複数タスクによる自動運転向け効率的潜在表現
他車の軌道など複数の要因を予測するマルチヘッドのエンコーダ・デコーダで環境の低次元表現を学習し、単一ヘッドより情報量が多く方策学習が高速・高精度・少データで可能なことを示した。
原題: Efficient Latent Representations using Multiple Tasks for Autonomous Driving ／ Eshagh Kargar, Ville Kyrki
日本語で読む → - 論文変形物体操作ロボティクス
合成深度データで学習した密オブジェクト記述子によるロープ操作ポリシー
合成深度画像からロープの密な点対応表現をシミュレーションで学習し、実機ロープを多様な形状に操作可能にした。結び目タスクで未見配置から66%の成功率を達成。
原題: Learning Rope Manipulation Policies Using Dense Object Descriptors Trained on Synthetic Depth Data ／ Priya Sundaresan, Jennifer Grannen, Brijen Thananjeyan 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
ロボット触覚のための最適な深層学習
光学式触覚センサを用い、物体の接触部位の相対姿勢を推定する深層学習モデルを構築。せん断などの外乱に頑健なモデルをベイズ最適化で探索した。
原題: Optimal Deep Learning for Robot Touch ／ Nathan F. Lepora, John Lloyd
日本語で読む → - 論文人体メッシュ復元画像認識
階層的運動学に基づく人体メッシュ復元
人体の関節間依存関係を明示的に取り入れた階層的レグレッサで、単一画像から3D人体メッシュを高精度に復元する手法を提案。
原題: Hierarchical Kinematic Human Mesh Recovery ／ Georgios Georgakis, Ren Li, Srikrishna Karanam 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
物理シミュレーションを選択的に用いる把持計画
物理シミュレーションが必要な行動だけを自動で選別し、残りは簡易な衝突判定モデルで評価することで、移動物体を含む把持計画を高速に生成する手法を提案した。
原題: Planning with Selective Physics-based Simulation for Manipulation Among Movable Objects ／ Muhammad Suhail Saleem, Maxim Likhachev
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
不確実な意味点群に対する仮説ベース計画法DeepSemanticHPPC
深層ベイズNNで不確実性付きセマンティック点群を生成し、次善視点計画と仮説ベース経路計画を組み合わせて、不確実性を逐次低減しながら安全な経路を計画する手法を提案した。
原題: DeepSemanticHPPC: Hypothesis-based Planning over Uncertain Semantic Point Clouds ／ Yutao Han, Hubert Lin, Jacopo Banfi 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
ガウス過程を用いた学習ベースの分布ロバスト運動制御
ガウス過程回帰で推定した障害物の分布が不確かな場合でも、曖昧さ集合内で最悪ケースのリスクを制限する分布ロバストMPCを提案し、無限次元問題を有限次元に再定式化した。
原題: Learning-based distributionally robust motion control with Gaussian processes ／ Astghik Hakobyan, Insoon Yang
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
都市屋外環境におけるマルチモーダル自動運転車両の自己位置推定
視覚とLiDAR、さらに縁石のセマンティック情報を統合し、見た目が大きく変化する都市環境でも再現率を高めた自己位置推定システムMOZARDを提案し、実走行で評価した。
原題: MOZARD: Multi-Modal Localization for Autonomous Vehicles in Urban Outdoor Environments ／ Lukas Schaupp, Patrick Pfreundschuh, Mathias Buerki 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーション機械学習
ゴール指向参照経路による制約環境での効率的探索
経路計画を教師あり学習、制御を強化学習に分離し、衝突回避経路を予測して追従させることで、制約環境でのナビゲーション学習を高効率化・汎化させた研究。
原題: Efficient Exploration in Constrained Environments with Goal-Oriented Reference Path ／ Kei Ota, Yoko Sasaki, Devesh K. Jha 他
日本語で読む → - 論文意味セグメンテーション画像認識
FarSee-Net：効率的なマルチスケール文脈集約と特徴空間超解像によるリアルタイム意味セグメンテーション
軽量なCF-ASPPモジュールと超解像ベースのアップサンプリングを組み合わせ、限られた計算資源でも高精度かつリアルタイムに動作する意味セグメンテーション手法を提案した論文。
原題: FarSee-Net: Real-Time Semantic Segmentation by Efficient Multi-scale Context Aggregation and Feature Space Super-resolution ／ Zhanpeng Zhang, Kaipeng Zhang
日本語で読む → - 論文強化学習制御
環境モデルと実データを併用する混合強化学習
環境モデルと実測の状態行動データを同時に使って方策を探索し、モデル不確かさをベイズ推定で補償することで学習精度と速度を両立させる混合強化学習を提案した論文。
原題: Mixed Reinforcement Learning with Additive Stochastic Uncertainty ／ Yao Mu, Shengbo Eben Li, Chang Liu 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
能力が未知・変動する異種ロボットチームのための適応的タスク割り当て
各ロボットのタスク遂行能力が事前に不明だったり時間とともに変化する状況で、実行中の進捗から能力をオンライン推定しつつタスクを再割り当てする枠組みを提案した。
原題: Adaptive Task Allocation for Heterogeneous Multi-Robot Teams with Evolving and Unknown Robot Capabilities ／ Yousef Emam, Siddharth Mayya, Gennaro Notomista 他
日本語で読む → - 論文視覚SLAMロボティクス
脳神経科学に着想を得たステレオ視覚SLAMシステム
海馬の頭方向細胞と嗅内皮質のグリッド細胞を模したベイズアトラクタネットワークと直接スパース法を組み合わせ、ステレオカメラからリアルタイムに認知地図を構築するSLAMを提案した。
原題: StereoNeuroBayesSLAM: A Neurobiologically Inspired Stereo Visual SLAM System Based on Direct Sparse Method ／ Taiping Zeng, Xiaoli Li, Bailu Si
日本語で読む → - 論文マニピュレーション機械学習
モデルフリー強化学習による卓球ロボット
進化探索とCNNベースのポリシーを用いて、100Hzでロボット関節を制御し卓球の球を返球するモデルフリー強化学習手法を提案。カリキュラム学習によりフォアハンドとバックハンドの多様な打法を獲得し、80%の返球率を達成した。
原題: Robotic Table Tennis with Model-Free Reinforcement Learning ／ Wenbo Gao, Laura Graesser, Krzysztof Choromanski 他
日本語で読む → - 論文スケジューリングロボティクス
宇宙空間での自律組立タスク割当をフレキシブルジョブショップ問題として定式化
宇宙での自律組立プロジェクトのタスク割当をフレキシブルジョブショップ問題として表現し、混合整数計画法と強化学習の2手法で解を求めて比較した。
原題: A Flexible Job Shop Scheduling Representation of the Autonomous In-Space Assembly Task Assignment Problem ／ Joshua Moser, Julia Hoffman, Robert Hildebrand 他
日本語で読む → - 論文モバイルマニピュレーションロボティクス
狭所・統合環境における不規則物体のモバイルマルチタスクマニピュレーション
ICRA 2019のFetchIt!チャレンジに参加し、狭い空間で不規則な機械部品をケースに組み付けるモバイルマニピュレーションを実装、20回の試行で性能と失敗要因を分析した。
原題: Towards Mobile Multi-Task Manipulation in a Confined and Integrated Environment with Irregular Objects ／ Zhao Han, Jordan Allspaw, Gregory LeMasurier 他
日本語で読む → - 論文リハビリテーションロボティクスロボティクス
ロブスターに着想を得たハンドリハビリ用ロボットグローブ
ロブスターの腹部の曲げ構造を模した剛体と軟体のハイブリッドアクチュエータを開発し、それを組み込んだリハビリ用グローブとsEMG信号学習による動作支援システムを試作・評価した。
原題: A Lobster-inspired Robotic Glove for Hand Rehabilitation ／ Yaohui Chen, Sing Le, Qiao Chu Tan 他
日本語で読む → - 論文物体追跡ロボティクス
デジタルマップを用いた拡張存在確率による物体検証
自動運転車の物体追跡において、デジタルマップの要素を確率的に融合し、追跡対象の存在確率を推定することで誤検出を低減する手法を提案した。
原題: Extended Existence Probability Using Digital Maps for Object Verification ／ Fabian Gies, Joachim Posselt, Michael Buchholz 他
日本語で読む → - 論文行動認識データセットロボティクス
高齢者の日常行動を認識するロボット向け大規模RGB-DデータセットETRI-Activity3D
ロボット視点で高齢者の55種類の日常行動を収録した大規模RGB-Dデータセットを構築し、時空間変動に頑健な4ストリーム適応型CNNも提案した論文。
原題: ETRI-Activity3D: A Large-Scale RGB-D Dataset for Robots to Recognize Daily Activities of the Elderly ／ Jinhyeok Jang, Dohyung Kim, Cheonshu Park 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
把持位置検出と少数ショット分類のためのマルチタスク学習フレームワーク
把持位置検出モデルの中間層特徴を活用し、各把持位置ごとに特徴を精製・最適層を選択することで、製造現場のピッキングロボット向け形状分類を少ないラベル画像で行うマルチタスク学習手法を提案した。
原題: A Multi-task Learning Framework for Grasping-Position Detection and Few-Shot Classification ／ Yasuto Yokota, Kanata Suzuki, Yuzi Kanazawa 他
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