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 →- 論文水中ロボットロボティクス
低コスト・オープンソース自律水中ロボットLoCO AUVの設計と実験
100m耐圧で1人で運用できる低コストなオープンソース自律水中ロボットを開発し、Gazeboシミュレータや自律制御、ジェスチャー操作・ダイバー追従などの人間とのインタラクション機能を実装・実証した。
原題: Design and Experiments with LoCO AUV: A Low Cost Open-Source Autonomous Underwater Vehicle ／ Chelsey Edge, Sadman Sakib Enan, Michael Fulton 他
日本語で読む → - 論文追跡・予測画像認識
グラフニューラルネットワークと多様性サンプリングによる並列追跡・予測
マルチエージェント追跡と軌道予測をGNNで統合し、逐次処理ではなく並列に行うことで誤差伝播を抑え、多様性サンプリングで予測軌道の品質と多様性を向上させた研究。
原題: PTP: Parallelized Tracking and Prediction with Graph Neural Networks and Diversity Sampling ／ Xinshuo Weng, Ye Yuan, Kris Kitani
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
食品切断ロボットのための接触ダイナミクスのモデリングと学習
食品切断という接触の多い作業において、ベースライン制御器の知識を組み込んだ定式化で深層ネットワークによりダイナミクスをモデル化し、モデル予測制御に組み込んだ。カリキュラム学習と学習率減衰による多段階予測の訓練法を設計し、未知物体でも良好な予測性能を示した。
原題: Modelling and Learning Dynamics for Robotic Food-Cutting ／ Ioanna Mitsioni, Yiannis Karayiannidis, Danica Kragic
日本語で読む → - 論文把持ロボティクス
PointNet++把持：疎な点群からのエンドツーエンド空間把持生成
疎な点群を入力に、把持の姿勢・カテゴリ・スコアをサンプリングなしで直接予測するエンドツーエンド手法を提案し、単一物体・多物体データセットで高い成功率を達成した。
原題: PointNet++ Grasping: Learning An End-to-end Spatial Grasp Generation Algorithm from Sparse Point Clouds ／ Peiyuan Ni, Wenguang Zhang, Xiaoxiao Zhu 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習cs.MA
階層的予測計画による分散型マルチエージェントランデブー
エージェント間の通信なしに、他エージェントの動きを自己教師あり学習で予測し、その予測モデルを用いてサブゴールを提案・評価することで分散型ランデブーを実現するモデルベース強化学習手法を提案した。
原題: Model-based Reinforcement Learning for Decentralized Multiagent Rendezvous ／ Rose E. Wang, J. Chase Kew, Dennis Lee 他
日本語で読む → - 論文レスキューロボットロボティクス
不整地対応の遠隔操作型救助ロボット「3-Survivor」
受動制御機構を備えたクローラ型ロボットを設計し、6自由度アームと物体検出を統合して救助作業での有効性を示した論文。
原題: 3-Survivor: A Rough Terrain Negotiable Teleoperated Mobile Rescue Robot with Passive Control Mechanism ／ R. A. Bindu, A. A. Neloy, S. Alam 他
日本語で読む → - 論文進化計算cs.NE
マルチタスク最適化のための品質多様性アルゴリズム
タスクごとに適応度が異なる複数タスクを一度に解くMulti-task MAP-Elitesを提案し、平面アームや6脚ロボットのシミュレーションでCMA-ESより優れることを示した。
原題: Quality Diversity for Multi-task Optimization ／ Jean-Baptiste Mouret, Glenn Maguire
日本語で読む → - 論文長期記憶/質問応答ロボティクス
RoboMem：ロボットに長期記憶を持たせるクエリ応答システム
高齢者見守り向けに、ロボットが数ヶ月〜数年のセンサーデータを前処理・圧縮して蓄積し、質問応答に活用する長期記憶フレームワークRoboMemを提案した。
原題: RoboMem: Giving Long Term Memory to Robots ／ Ifrah Idrees, Steven P. Reiss, Stefanie Tellex
日本語で読む → - 論文モデリング/制御ロボティクス
圧電アクチュエータのヒステリシス非線形性に対する分数階正規化Bouc-Wenモデル
圧電アクチュエータの非対称・速度依存ヒステリシスを表現するため、多項式入力と分数階演算子を組み込んだ分数階正規化Bouc-Wenモデルを提案し、従来モデルより高精度なモデリングと補償を実現した。
原題: A Fractional-Order Normalized Bouc-Wen Model for Piezoelectric Hysteresis Nonlinearity ／ Shengzheng Kang, Hongtao Wu, Yao Li 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
ロボットの速度プロファイルの違いが人間の知覚に与える影響：掃除タスクにおける線形とスローイン・スローアウトの比較
掃除タスクで協働するロボットの速度プロファイル（線形 vs アニメーション原理のスローイン・スローアウト）が人間の知覚に与える影響を実験で調査した。平均スコアに有意差はなかったが、今後の研究の方向性を示した。
原題: Differences of Human Perceptions of a Robot Moving using Linear or Slow in, Slow out Velocity Profiles When Performing a Cleaning Task ／ Trenton Schulz, Patrick Holthaus, Farshid Amirabdollahian 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスphysics.med-ph
ロボットカテーテル操作における外科医の自然技能の探索
血管カテーテル治療で用いる4つの基本手技を、外科医の筋電位(sEMG)からk-meansとk-NNで識別できるか検証した研究。
原題: Exploration of Surgeons' Natural Skills for Robotic Catheterization ／ Olatunji Mumini Omisore, Wenjing Du, Tao Zhou 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 → - 論文遠隔操作HCI
遠隔操作のためのマルチモーダルインターフェースの効果検証
視覚・聴覚・触覚の全組み合わせを比較し、VRヘッドマウントディスプレイによる立体視が作業成績を40%向上させるなど、各モダリティの貢献度を明らかにした。
原題: Multimodal Interfaces for Effective Teleoperation ／ Eleftherios Triantafyllidis, Christopher McGreavy, Jiacheng Gu 他
日本語で読む → - 論文トポロジカル計画ロボティクス
単眼視によるトポロジカル計画の実現
低テクスチャ環境でも頑健なスパース地図を単眼カメラから構築し、未知環境での計画・探索を可能にする手法を提案した論文。
原題: Enabling Topological Planning with Monocular Vision ／ Gregory J. Stein, Christopher Bradley, Victoria Preston 他
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
動的筆モデルと擬スペクトル最適制御によるロボット書道
書道の筆運びを軌道最適化問題として定式化し、各ストロークの動作軌道をチェビシェフ多項式でパラメータ化することで、美しい文字を従来より効率的に描く手法を提案した。
原題: Robot Calligraphy using Pseudospectral Optimal Control in Conjunction with a Novel Dynamic Brush Model ／ Sen Wang, Jiaqi Chen, Xuanliang Deng 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 → - 論文ヒューマンロボット協調ロボティクス
作業負荷の多次元推定に基づく適応型ヒューマンロボット協調アーキテクチャ
人間の多次元作業負荷と将来のタスク成績をリアルタイム推定し、自律性やインタラクションを適応的に切り替えるSAHRTAを提案し、NASAの課題バッテリー拡張版で成績向上を示した。
原題: SAHRTA: A Supervisory-Based Adaptive Human-Robot Teaming Architecture ／ Jamison Heard, Julian Fortune, Julie A. Adams
日本語で読む → - 論文学習MPC制御
境界条件調整可能な安全なサンプルベース学習MPC
確率的非線形システムに対し、新しい開始・目標配置へ素早く適応でき、期待値的に反復改善を保証するサンプルベース学習MPCアルゴリズムを提案し、3つの連続制御タスクで有効性を示した。
原題: ABC-LMPC: Safe Sample-Based Learning MPC for Stochastic Nonlinear Dynamical Systems with Adjustable Boundary Conditions ／ Brijen Thananjeyan, Ashwin Balakrishna, Ugo Rosolia 他
日本語で読む → - 論文視覚的自己位置認識画像認識
構造情報で視覚的自己位置認識を強化する手法
Structure-from-Motionから得た3D構造情報を2D CNNと3D CNNで融合し、画像のみより高精度な場所認識記述子を実現した。
原題: Augmenting Visual Place Recognition with Structural Cues ／ Amadeus Oertel, Titus Cieslewski, Davide Scaramuzza
日本語で読む → - 論文在宅ロボティクス/プライバシーロボティクス
在宅高齢者のためのセンサーとロボットにおけるプライバシー
在宅高齢者を支えるセンサーとロボットのプライバシー問題を、PalenとDourishの枠組みで検討し、センサーのオンオフ、壁越し認識、機械学習の3つのジレンマを議論した探索的論文。
原題: Privacy at Home: an Inquiry into Sensors and Robots for the Stay at Home Elderly ／ Trenton Schulz, Jo Herstad, Harald Holone
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ピクセル入力からの転移可能なタスク実行：深層プランニングドメイン学習
記号的プランニングと深層学習を組み合わせ、高レベルな述語予測モデルと低レベル方策を階層的に学習することで、未訓練の複雑な多段階マニピュレーションタスクを画像入力から実行可能にした研究。
原題: Transferable Task Execution from Pixels through Deep Planning Domain Learning ／ Kei Kase, Chris Paxton, Hammad Mazhar 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
UWB・視覚・慣性を統合した分散型ドローン群の相対状態推定
カメラ・IMU・UWBを分散的に融合し、ドローン群の相対位置をセンチメートル精度で推定する手法を提案し、実飛行実験で有効性を示した。
原題: Decentralized Visual-Inertial-UWB Fusion for Relative State Estimation of Aerial Swarm ／ Hao Xu, Luqi Wang, Yichen Zhang 他
日本語で読む → - 論文LiDARデータセットロボティクス
LIBRE: 複数3D LiDARデータセット
10種類のLiDARセンサーから静的ターゲット・悪天候・動的交通の3環境でデータを収集したベンチマーク用データセットを構築し、LiDARの公平な比較と知覚アルゴリズムの改善を可能にした。
原題: LIBRE: The Multiple 3D LiDAR Dataset ／ Alexander Carballo, Jacob Lambert, Abraham Monrroy-Cano 他
日本語で読む → - 論文自動運転・シナリオ生成ロボティクス
衝突を学ぶ：適応型安全臨界シナリオ生成手法
交通シナリオを自己回帰的な構成要素で表現し、生成モデルを強化学習エージェントとして訓練することで、評価対象の自動運転アルゴリズムにとって危険なシナリオを効率的に生成するフレームワークを提案した。
原題: Learning to Collide: An Adaptive Safety-Critical Scenarios Generating Method ／ Wenhao Ding, Baiming Chen, Minjun Xu 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
社会的適応型ヒューマンロボットインタラクションフレームワーク
人型ロボットiCubが相手の感情・対話信号を入力として内部の社会的動機に基づき行動を適応させる枠組みを設計し、介護者役のユーザーとの比較対話実験で検証した研究。
原題: A Socially Adaptable Framework for Human-Robot Interaction ／ Ana Tanevska, Francesco Rea, Giulio Sandini 他
日本語で読む → - 論文VIOロボティクス
最適化型視覚慣性オドメトリにおけるグローバル位置計測の密結合融合
視覚・慣性・GPSなどのグローバル位置情報を非線形最適化で密結合し、長期自律航法でもドリフトのない高精度な姿勢推定を実現した研究。
原題: Tightly-coupled Fusion of Global Positional Measurements in Optimization-based Visual-Inertial Odometry ／ Giovanni Cioffi, Davide Scaramuzza
日本語で読む → - 論文強化学習ナビゲーション機械学習
超音波画像を用いた深層強化学習によるロボットナビゲーション
超音波画像を入力とする初の強化学習ベースのロボットナビゲーション手法を提案し、深層Qネットワークと終了判定用分類器を組み合わせて仙骨への誘導を実現した。
原題: Ultrasound-Guided Robotic Navigation with Deep Reinforcement Learning ／ Hannes Hase, Mohammad Farid Azampour, Maria Tirindelli 他
日本語で読む → - 論文歩行者行動モデリングロボティクス
自動運転のための歩行者モデル 第II部：人間行動の高次モデル
自動運転車が歩行者の将来行動を予測・モデル化するための研究を、個々の歩行者の経路予測から歩行者と車両のゲーム理論的相互作用まで階層的に整理したレビュー論文。
原題: Pedestrian Models for Autonomous Driving Part II: High-Level Models of Human Behavior ／ Fanta Camara, Nicola Bellotto, Serhan Cosar 他
日本語で読む → - 論文ビジュアルローカリゼーション画像認識
自動運転向けの注意機構を用いた高精度ビジュアルローカリゼーション
深層注意機構で長期的にマッチングしやすい特徴を学習し、センチメートル級のカメラ位置推定を実現した自動運転向けビジュアルローカリゼーション手法。
原題: DA4AD: End-to-End Deep Attention-based Visual Localization for Autonomous Driving ／ Yao Zhou, Guowei Wan, Shenhua Hou 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
dynamical systems と制約付き動作計画のためのバリア関数の学習
人間のデモンストレーションから作業空間の制約を学習し、バリア関数を用いて制約内に収まる動作軌道を生成する手法を提案。
原題: Learning Barrier Functions for Constrained Motion Planning with Dynamical Systems ／ Matteo Saveriano, Dongheui Lee
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