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 →- 論文軌道最適化ロボティクス
TRON: 非平滑コスト関数を用いた軌道最適化のための高速ソルバ
平滑成分からなる非平滑コスト関数を適応的に平滑化し、効率的に軌道最適化を行う反復ソルバTRONを提案。線形ダイナミクスでは大域最適解、非線形では停留点への収束を保証し、衝突回避計画や手術針制御などで高速収束と低コストを実現。
原題: TRON: A Fast Solver for Trajectory Optimization with Non-Smooth Cost Functions ／ Anirudh Vemula, J. Andrew Bagnell
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
ノイズ付き計測のみからのパラメータ学習を伴う変分推論による車両軌道推定
ESGVIの枠組みにモデルパラメータの学習を組み込み、ノイズ付き計測のみから車両の運動・センサモデルの共分散を学習して高精度な軌道推定を実現した。
原題: Variational Inference with Parameter Learning Applied to Vehicle Trajectory Estimation ／ Jeremy N. Wong, David J. Yoon, Angela P. Schoellig 他
日本語で読む → - 論文自動実験q-bio.QM
化学科学における自律的発見 第II部：展望
化学分野の自動化研究を概観し、自律システムが真に「発見」するための課題と今後の研究方向を整理したレビュー。
原題: Autonomous discovery in the chemical sciences part II: Outlook ／ Connor W. Coley, Natalie S. Eyke, Klavs F. Jensen
日本語で読む → - 論文マルチエージェント強化学習機械学習
進化的集団カリキュラムによるマルチエージェント強化学習のスケーリング
エージェント数を段階的に増やすカリキュラム学習と進化的手法を組み合わせ、大規模マルチエージェント強化学習の学習を安定化・高性能化した研究。
原題: Evolutionary Population Curriculum for Scaling Multi-Agent Reinforcement Learning ／ Qian Long, Zihan Zhou, Abhibav Gupta 他
日本語で読む → - 論文信頼・透明性ロボティクス
ロボットの心の読み取りと信頼の問題
ロボットへの心の帰属（マインドリーディング）が信頼を高めるかを検討し、透明性向上の試みがかえって自動意思決定の不透明さを増すトレードオフを論じた概念論文。
原題: Robot Mindreading and the Problem of Trust ／ Andrés Páez
日本語で読む → - 論文衝突リスク推定ロボティクス
不確かな凸障害物に対する衝突確率上界の高速認証
不確実な凸障害物との衝突リスクの上界を、証明領域探索により高速に計算する2つのアルゴリズムを提案し、理論保証付きで既存手法より桁違いに高速化した。
原題: Fast Certification of Collision Probability Bounds with Uncertain Convex Obstacles ／ Charles Dawson, Andreas Hofmann, Brian Williams
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 → - 論文連続体ロボットロボティクス
3Dプリントされたケーブル駆動連続体ロボット：任意経路ケーブルのモデリングと実験
6種類のケーブル経路を持つ3Dプリント連続体ロボットの変形を実験と理論（離散最適化運動学・Cosserat棒理論）で比較し、2%以内の誤差で一致することを示した。また任意経路の連続体指を持つ3本指グリッパの試作と物体把持・操作を実証した。
原題: 3D printed cable-driven continuum robots with generally routed cables: modeling and experiments ／ Soumya Kanti Mahapatra, Ashwin K. P., Ashitava Ghosal
日本語で読む → - 論文人ロボット協調ロボティクス
人間の把持分類に基づく反応的な人からロボットへの受け渡し
人間が物体を握る把持の種類を深層学習で分類し、その意図に応じてロボットが素早く軌道計画して物体を受け取る人→ロボット受け渡し手法を提案した。
原題: Human Grasp Classification for Reactive Human-to-Robot Handovers ／ Wei Yang, Chris Paxton, Maya Cakmak 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
日本語で読む → - 論文視覚サーボロボティクス
視覚フィードバックを用いたロボット制御のための生成モデル学習
行動から画像特徴への生成モデルを学習し、目標特徴位置に対応するロボット状態を推論することで、高精度な視覚サーボを実現する手法を提案した。
原題: Learning a generative model for robot control using visual feedback ／ Nishad Gothoskar, Miguel Lázaro-Gredilla, Abhishek Agarwal 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 → - 論文運動計画ロボティクス
自律レースのための最適化ベース階層型運動計画
同一車両モデルを2段階最適化に用い、上位で周回時間最小の軌道を計算し下位のNMPCが追従する階層制御を提案。実車レースで有効性を示し、従来比20%のラップタイム改善を達成した。
原題: Optimization-Based Hierarchical Motion Planning for Autonomous Racing ／ José L. Vázquez, Marius Brühlmeier, Alexander Liniger 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 → - 論文ニューロロボティクスq-bio.NC
スパイキング小脳モデルによるヒューマノイドiCubのVOR適応
スパイキングニューラルネットワークで小脳をモデル化し、リアルタイム制御ループ内でiCubロボットの前庭眼反射(VOR)タスクへの適応を実現した研究。
原題: VOR Adaptation on a Humanoid iCub Robot Using a Spiking Cerebellar Model ／ Francisco Naveros, Niceto R. Luque, Eduardo Ros 他
日本語で読む → - 論文位置認識ロボティクス
周囲を見渡せ：学習された回転不変性を備えた系列ベースのレーダー位置認識
FMCWレーダーのスキャンに回転不変な埋め込みを学習させ、系列ベースの軌跡マッチングに統合することで、逆方向走行時でも高精度に位置認識できる手法を提案し、都市走行26kmで近傍探索法より再現率を30%向上させた。
原題: Look Around You: Sequence-based Radar Place Recognition with Learned Rotational Invariance ／ Matthew Gadd, Daniele De Martini, Paul Newman
日本語で読む → - 論文意味地図構築画像認識
視覚と深度情報を用いた意味・文脈情報付き地図構築フレームワーク
RGB-D画像からYOLOと3Dモデルベースセグメンテーション、カルマンフィルタ追跡を組み合わせ、物体レベルの意味情報を持つ拡張地図を構築する手法を提案した論文。
原題: Extending Maps with Semantic and Contextual Object Information for Robot Navigation: a Learning-Based Framework using Visual and Depth Cues ／ Renato Martins, Dhiego Bersan, Mario F. M. Campos 他
日本語で読む → - 論文3Dマッピングロボティクス
未知空間を効率的に扱う確率的3DマッピングフレームワークUFOMap
占有・自由・未知の3状態を明示的に表現するOctoMap拡張を提案し、メモリ効率と挿入速度を改善して高解像度のリアルタイムカラー3Dマッピングを実現した。
原題: UFOMap: An Efficient Probabilistic 3D Mapping Framework That Embraces the Unknown ／ Daniel Duberg, Patric Jensfelt
日本語で読む → - 論文点群レジストレーションロボティクス
点群レジストレーションアルゴリズムのベンチマーク
複数の公開データセットを統合し、多様な環境・センサに対応した点群レジストレーションのベンチマークを構築。正解データの品質評価手法と性能指標も提案した。
原題: A Benchmark for Point Clouds Registration Algorithms ／ Simone Fontana, Daniele Cattaneo, Augusto Luis Ballardini 他
日本語で読む → - 論文屋内測位eess.SP
LSTMを用いたWLAN網における屋内距離推定
WiFi信号とLSTMを用いて屋内での物体距離を高精度に推定する自己適応型システムを構築し、実環境実験で5.85cmの精度を達成した論文。
原題: Indoor Distance Estimation using LSTMs over WLAN Network ／ Pranav Sankhe, Saqib Azim, Sachin Goyal 他
日本語で読む → - 論文ロボット制御ロボティクス
RNNの内部ダイナミクスに基づくコントローラ切替によるロボットの未定義挙動補償
RNNが学習したタスクダイナミクスの内部表現に応じて学習ベースとモデルベースのコントローラを切り替え、衝突など訓練データにない外乱からロボットが復帰できる手法を提案した。
原題: Compensation for undefined behaviors during robot task execution by switching controllers depending on embedded dynamics in RNN ／ Kanata Suzuki, Hiroki Mori, Tetsuya Ogata
日本語で読む → - 論文UAVナビゲーションロボティクス
DDPGを用いた自律UAVナビゲーション
連続行動空間のDDPGでUAVを訓練し、都市部の障害物を避けながら移動・静止目標へ到達する経路計画を実現した研究。
原題: Autonomous UAV Navigation: A DDPG-based Deep Reinforcement Learning Approach ／ Omar Bouhamed, Hakim Ghazzai, Hichem Besbes 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーション機械学習
ソフトモジュール化によるマルチタスク強化学習
ポリシーをモジュール化し、タスクごとにルーティングネットワークで柔軟に組み合わせることで、複数のロボット操作タスクを効率的に学習する手法を提案した。
原題: Multi-Task Reinforcement Learning with Soft Modularization ／ Ruihan Yang, Huazhe Xu, Yi Wu 他
日本語で読む → - 論文点群レジストレーションロボティクス
対応付け不要な点群位置推定のための非反復ワンステップ解法
対応点を計算せずにカーネル相関風の全結合目的関数を最小二乗で直接解き、点群レジストレーションを初期推定なしのワンステップで行う手法を提案した。
原題: Non-iterative One-step Solution for Point Set Registration Problem on Pose Estimation without Correspondence ／ Yijun Yuan, Dorit Borrmann, Andreas Nüchter 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 → - 論文模倣学習ロボティクス
人間のデモンストレーションからの視覚ベースロボットマニピュレーション学習
三人称視点の単一デモ動画から行動認識と物体検出を用いてマニピュレーションスキルを学習し、テキスト知識ベースで対象物体を推論することで未知の物体や環境への汎化を実現した。
原題: Vision-based Robot Manipulation Learning via Human Demonstrations ／ Zhixin Jia, Mengxiang Lin, Zhixin Chen 他
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