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 →- 論文自動運転/マッピング/計画ロボティクス
自動運転レースカーの高精度マッピングと計画
カメラとLiDARの融合、階層的マッピング、ベイズフィルタによる計画を組み合わせ、未知のコースで高速走行しながら高精度な地図を作成する自動運転レースカーのパイプラインを開発した。
原題: Accurate Mapping and Planning for Autonomous Racing ／ Leiv Andresen, Adrian Brandemuehl, Alex Hönger 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
大規模環境における高速かつ高精度なLiDARベースのロボット自己位置推定
深層学習による確率的な位置推定でMCLを初期化し、フィルタリングで精密化することで、大規模環境でのロボット自己位置推定を高速かつ高精度に実現した。
原題: Localising Faster: Efficient and precise lidar-based robot localisation in large-scale environments ／ Li Sun, Daniel Adolfsson, Martin Magnusson 他
日本語で読む → - 論文表現学習機械学習
q-VAEによる分離表現学習と潜在力学系
Tsallis統計に基づくq-VAEを提案し、β-VAEを超える分離表現と再構成精度を両立させ、非線形力学系の長期状態予測を安定化した。
原題: q-VAE for Disentangled Representation Learning and Latent Dynamical Systems ／ Taisuke Kobayashi
日本語で読む → - 論文グリッパ設計ロボティクス
組立作業向けグリッパの構造的選定・設計手法
組立部品のCADモデルからメッシュ分割と形状プリミティブ当てはめによりグリッパの種類とパラメータを自動生成し、組立制約や把持可能性・衝突回避を考慮して最適なグリッパ構成を選定する手法を提案し、産業製品の組立で実証した。
原題: Selecting and Designing Grippers for an Assembly Task in a Structured Approach ／ Jingren Xu, Weiwei Wan, Keisuke Koyama 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 → - 論文歩行ロボティクス
ヘビ型ロボットの障害物援用ナビゲーションにおける方向性コンプライアンス
関節の力覚情報を使い、地形に応じて剛性を方向別に変える生物模倣戦略と運動モード切替で、ヘビ型ロボットが未モデル環境を走破できるようにした研究。
原題: Directional Compliance in Obstacle-Aided Navigation for Snake Robots ／ Tianyu Wang, Julian Whitman, Matthew Travers 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
安定な力学系のインクリメンタル技能学習
新たな実演が与えられるたびにガウス過程回帰で力学系の制御入力を逐次学習し、安定性を保ちながら軌道を修正する手法を提案した。
原題: Incremental Skill Learning of Stable Dynamical Systems ／ Matteo Saveriano, Dongheui Lee
日本語で読む → - 論文UAV制御
エネルギー源の段階投棄でマルチロータUAVの飛行時間を延長
使用済みのバッテリー段を飛行中に投棄して機体質量を減らし、マルチロータの飛行時間を延ばす段階的エネルギー供給の解析と実験を行い、2段構成で19%の飛行時間増を実証した。
原題: Staging energy sources to extend flight time of a multirotor UAV ／ Karan P. Jain, Jerry Tang, Koushil Sreenath 他
日本語で読む → - 論文説明可能ロボティクスロボティクス
対比的説明による透明なロボット計画
MDPに基づくロボット計画方針に対し、社会科学の知見を活かした対比的説明を自動生成し、ユーザー理解と信頼を高める手法を提案した。
原題: Towards Transparent Robotic Planning via Contrastive Explanations ／ Shenghui Chen, Kayla Boggess, Lu Feng
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
車輪速度異常検出を組み合わせた単眼視覚慣性SLAM
地上移動ロボットの単眼視覚慣性オドメトリの可観測性不足に対処するため、車輪速度を密結合で最小二乗問題に組み込み、滑りや横滑りなどの異常時に車輪計測を除外する異常検出機構を備えたSLAMアルゴリズムを提案した。
原題: Monocular visual-inertial SLAM algorithm combined with wheel speed anomaly detection ／ Peng Gang, Lu Zezao, Chen Shanliang 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 → - 論文ヒューマンロボットインタラクションロボティクス
ヒトの報酬を用いた感情表現の学習：iCubロボット
TAMERフレームワークに着想を得て、CNNと自己組織化マップで感情を認識し、MLPをヒトの報酬で訓練してiCubロボットに感情表現を学習させる手法を提案した。
原題: iCub: Learning Emotion Expressions using Human Reward ／ Nikhil Churamani, Francisco Cruz, Sascha Griffiths 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 → - 論文自己位置推定ロボティクス
変化の激しい環境におけるLiDARベース長期自己位置推定のロバスト性と精度の実験評価
駐車場のような変化の激しい環境でLiDAR地図マッチング自己位置推定の精度を23日間検証し、固定構造物を考慮した地図更新により約6cmの誤差で安定することを示した。
原題: An Experimental Evaluation of Robustness and Precision for Long-term LiDAR-based Localization in Highly Changing Environments ／ Salvador Dominguez, Gaëtan Garcia, Vincent Frémont 他
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
SAPIEN：関節物体を備えた物理シミュレーション環境
家庭用ロボットの学習向けに、関節を持つ多数の物体を収めた物理的にリアルなシミュレーション環境SAPIENを構築し、部品検出や動作属性認識、強化学習による操作タスクを評価した。
原題: SAPIEN: A SimulAted Part-based Interactive ENvironment ／ Fanbo Xiang, Yuzhe Qin, Kaichun Mo 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
不確実性下での拘束マニピュレーションとタスク・動作計画のための確率的枠組み
論理幾何計画(LGP)を確率領域に拡張し、接触モードごとのガウス分布の混合として後方経路分布を捉えることで、不確実性低減のための接触活用や外乱に反応する制御を可能にした。
原題: Probabilistic Framework for Constrained Manipulations and Task and Motion Planning under Uncertainty ／ Jung-Su Ha, Danny Driess, Marc Toussaint
日本語で読む → - 論文HRCロボティクス
人間とロボットの協働システムのための汎用オントロジーと復旧プロトコル
人間とロボットが協働するHRCシステムのための汎用オントロジーを提案し、危険状況と安全対策を定義するとともに、既存のソフトウェア基盤をHRC向けに拡張してシミュレーションで検証する。
原題: A generic ontology and recovery protocols for Human-Robot Collaboration (HRC) systems ／ Kamil Skarzynski, Marcin Stepniak, Waldemar Bartyna 他
日本語で読む → - 論文自動運転画像認識
深層学習知覚モデルと堅牢な自動運転システム
自動運転における深層学習知覚モデルのロバスト性を分析し、実用的な改善策を論じた論文。
原題: Deep Neural Network Perception Models and Robust Autonomous Driving Systems ／ Mohammad Javad Shafiee, Ahmadreza Jeddi, Amir Nazemi 他
日本語で読む → - 論文マイクロロボットロボティクス
昆虫サイズのマイクロロボットHAMR-VIをHAMR-Jrへ小型化
昆虫サイズの四足マイクロロボットHAMR-Jrを開発し、8自由度の独立駆動と高速走行を実現するとともに、スケーリング則が走行性能の予測に有効であることを示した。
原題: Scaling down an insect-size microrobot, HAMR-VI into HAMR-Jr ／ Kaushik Jayaram, Jennifer Shum, Samantha Castellanos 他
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
エージェント不確実性下における非ガウス確率制約付き軌道計画
混合分布や多項式で表される非ガウスな不確実性に対し、集中不等式と統計モーメントを用いて確率制約を上界化し、オンラインで解ける軌道計画手法を提案した論文。
原題: Non-Gaussian Chance-Constrained Trajectory Planning for Autonomous Vehicles under Agent Uncertainty ／ Allen Wang, Ashkan Jasour, Brian Williams
日本語で読む → - 論文3D物体検出画像認識
局所地面認識と適応的表面表現を用いた点群3D物体検出
LiDAR点群の地面を局所的に適応表現することで従来の単一平面モデルより高精度かつ約10倍高速に推定し、二段階3D物体検出の性能を向上させた研究。
原題: 3D Object Detection on Point Clouds using Local Ground-aware and Adaptive Representation of scenes' surface ／ Arun CS Kumar, Disha Ahuja, Ashwath Aithal
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
点と線の地図を用いたロバストな視覚慣性自己位置推定のための大域的最適コンセンサス最大化
点と線の対応から外れ値に強い自己位置推定を実現するため、コンセンサス最大化を回転と並進に分離し、1次元分枝限定法と優先度付き投票で大域的最適解を高速に求める手法を提案した。90%の外れ値があっても正確な姿勢を推定できる。
原題: Globally optimal consensus maximization for robust visual inertial localization in point and line map ／ Yanmei Jiao, Yue Wang, Bo Fu 他
日本語で読む → - 論文最適化ロボティクス
最小二乗最適化：理論から実践へ
ロボティクスやコンピュータビジョンで広く使われる非線形最小二乗最適化について、問題構造に着目した統一的な設計手法を提案し、組み込みシステムでも動く新しいオープンソースソルバを開発した。
原題: Least Squares Optimization: from Theory to Practice ／ Giorgio Grisetti, Tiziano Guadagnino, Irvin Aloise 他
日本語で読む → - 論文強化学習AI
ソフト後知恵経験リプレイ
HERと最大エントロピー強化学習を組み合わせ、失敗経験の再利用と確率的推論によりスパース報酬下のロボットマニピュレーション学習を安定化・高性能化した手法を提案。
原題: Soft Hindsight Experience Replay ／ Qiwei He, Liansheng Zhuang, Houqiang Li
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
確率的アプローチによる物体の絡み解き
障害物による不確実性を確率マップで表現し、失敗確率をコストとしてRRTで計画することで、モデルなしで絡まった物体をロボットが解きほぐす手法を提案した。
原題: Probabilistic approach to physical object disentangling ／ Joni Pajarinen, Oleg Arenz, Jan Peters 他
日本語で読む → - 論文物体検出画像認識
低計算ヒューマノイドロボットにおける深層学習を用いたリアルタイム物体検出・認識
低スペックなNAOロボット複数台でリアルタイムに物体を検出・認識・位置推定できるよう、YOLOv3を軽量化・量子化したアーキテクチャを提案した論文。
原題: Real-Time Object Detection and Recognition on Low-Compute Humanoid Robots using Deep Learning ／ Sayantan Chatterjee, Faheem H. Zunjani, Souvik Sen 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
一般化ヒンドサイトによる強化学習の効率的なデータ再利用
あるタスクで集めた低報酬データを、その行動に適した別タスクへ再ラベリングする近似逆強化学習手法を提案し、マルチタスクのナビゲーションとマニピュレーションでサンプル効率の向上を示した。
原題: Generalized Hindsight for Reinforcement Learning ／ Alexander C. Li, Lerrel Pinto, Pieter Abbeel
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
異種フィールドロボットチームのためのハイブリッドシステムに基づく階層制御アーキテクチャ
異種ロボットの協調を実現するため、離散事象系のスーパバイザ制御と従来制御を組み合わせたハイブリッドシステム型の階層制御アーキテクチャを提案し、物理シミュレータで有効性を検証した。
原題: A Hybrid Systems-based Hierarchical Control Architecture for Heterogeneous Field Robot Teams ／ Chanyoung Ju, Hyoung Il Son
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
動的四足歩行のための誘導付き制約方策最適化
制約付き強化学習(CPPO)に制約違反時の状態復帰機構を加えたGCPOを提案し、実機ANYmalで速度追従制御を安全制約内で実現した。
原題: Guided Constrained Policy Optimization for Dynamic Quadrupedal Robot Locomotion ／ Siddhant Gangapurwala, Alexander Mitchell, Ioannis Havoutis
日本語で読む →