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: 2020/2/1 ／ 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 →- 論文把持制御ロボティクス
sEMGによる力予測を用いた壊れやすい物体・変形物体の力誘導高精度把持制御
筋電位から把持力を予測する回帰モデルを作り、その予測値をアドミタンス制御で追従させることで、壊れやすい物や変形する物を傷つけずに把持する手法を提案した。
原題: Force-guided High-precision Grasping Control of Fragile and Deformable Objects using sEMG-based Force Prediction ／ Ruoshi Wen, Kai Yuan, Qiang Wang 他
日本語で読む → - 論文計画/制御math.OC
不確実性下のロボット計画における扱いやすいフィードバック設計の実験的検証
不確実性下のロボット計画において、近似フィードバック設計法とモデル予測制御を幅広いノイズ条件下で比較シミュレーションし、近似法が性能を大きく損なわずに広範囲で有効であることを示した。
原題: Experiments with Tractable Feedback in Robotic Planning under Uncertainty: Insights over a wide range of noise regimes (Extended Report) ／ Mohamed Naveed Gul Mohamed, Suman Chakravorty, Dylan A. Shell
日本語で読む → - 論文強化学習/水中ロボット制御
PID制御と強化学習を組み合わせた自律水中ロボットの経路追従
6自由度の自律水中ロボットの経路追従に対し、深層強化学習を単独で使う手法とPID制御を組み合わせてアクチュエータごとに分割制御する手法を比較検討した論文。
原題: Proportional integral derivative controller assisted reinforcement learning for path following by autonomous underwater vehicles ／ Simen Theie Havenstrøm, Camilla Sterud, Adil Rasheed 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
最小限の人的労力で実世界を歩くことを学ぶ
実機ロボット上で深層強化学習により歩行方策を学習するシステムを開発し、自動データ収集と安全制約付きRLで3種類の地形での歩行獲得を実現した。
原題: Learning to Walk in the Real World with Minimal Human Effort ／ Sehoon Ha, Peng Xu, Zhenyu Tan 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
熟練度制約付きマルチエージェント強化学習による環境適応型UAV-UGV混成チーム編成
ロボットの能力・タスク要求・環境条件の最適な整合を考慮し、地上車両と無人航空機の混成チームを協調制御する熟練度認識型マルチエージェント深層強化学習(Mix-RL)を提案し、犯罪車両追跡タスクで有効性を検証した論文。
原題: Proficiency Constrained Multi-Agent Reinforcement Learning for Environment-Adaptive Multi UAV-UGV Teaming ／ Qifei Yu, Zhexin Shen, Yijiang Pang 他
日本語で読む → - 論文HRIHCI
自閉症児への在宅長期支援ロボットにおけるエンゲージメントのモデル化
自閉症スペクトラム障害の子どもを対象とした在宅長期ロボット支援において、教師あり機械学習でユーザーのエンゲージメントを推定する一般モデルと個人モデルを構築し、約90%の精度を達成した。
原題: Modeling Engagement in Long-Term, In-Home Socially Assistive Robot Interventions for Children with Autism Spectrum Disorders ／ Shomik Jain, Balasubramanian Thiagarajan, Zhonghao Shi 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
OCTキャリブレーションと経路計画による自律マイクロ縫合ロボット
光コヒーレンストモグラフィ(OCT)を画像フィードバックに用い、ロボットとOCT・針のキャリブレーションから創傷検出、経路計画まで自動化したマイクロ縫合システムを提案し、組織ファントムと動物組織で0.27mmの精度を達成した。
原題: Toward Autonomous Robotic Micro-Suturing using Optical Coherence Tomography Calibration and Path Planning ／ Yuan Tian, Mark Draelos, Gao Tang 他
日本語で読む → - 論文階層強化学習機械学習
計画と制御を機能分解した階層強化学習による長期的連続制御タスクの学習
計画層と制御層で状態・行動空間を明示的に分離した階層強化学習HiDeを提案し、スパース報酬のナビゲーションやロボット操作タスクで未見環境への汎化と3倍の長期ホライズンへのスケールを実現した。
原題: Learning Functionally Decomposed Hierarchies for Continuous Control Tasks with Path Planning ／ Sammy Christen, Lukas Jendele, Emre Aksan 他
日本語で読む → - 論文3D物体認識ロボティクス
オープンエンド3D物体認識における形状特徴・色恒常性・色空間・類似度尺度の重要性の検証
サービスロボットの3D物体認識において、形状のみ・色のみ・両者の組み合わせを比較し、色と形状の組み合わせが認識性能を大きく向上させることを示した研究。
原題: Investigating the Importance of Shape Features, Color Constancy, Color Spaces and Similarity Measures in Open-Ended 3D Object Recognition ／ S. Hamidreza Kasaei, Maryam Ghorbani, Jits Schilperoort 他
日本語で読む → - 論文自動運転/動作計画ロボティクス
存在確率を考慮した都市自動運転のための動作計画
物体検出の不確実性（存在確率）を考慮し、複数の代替動作を確率的に組み合わせることで、誤検出に過度に慎重にならず衝突回避も保証する動作計画手法を提案した。
原題: Tackling Existence Probabilities of Objects with Motion Planning for Automated Urban Driving ／ Omer Sahin Tas, Christoph Stiller
日本語で読む → - 論文歩行解析ロボティクス
単眼RGBカメラと移動型テレロボットによる歩行解析
低コストRGBカメラを搭載した移動型テレロボットと姿勢推定モデル(OpenPose/VNect)を用い、単眼映像から4つの歩行パラメータを推定して歩行パターンを分類する手法を提案した。
原題: A Single RGB Camera Based Gait Analysis with a Mobile Tele-Robot for Healthcare ／ Ziyang Wang
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
動的環境における多物体単眼SLAM
単眼カメラから動く物体と自己位置をメートルスケールで同時推定するマルチボディSLAMを、単視点計測と深層学習による形状推定、多ポーズグラフ最適化で実現した。
原題: Multi-object Monocular SLAM for Dynamic Environments ／ Gokul B. Nair, Swapnil Daga, Rahul Sajnani 他
日本語で読む → - 論文安全性・信頼性AI
信頼できる自律・認知システムへの構造的アプローチ
安全性基準を拡張した参照ライフサイクルを提案し、AI駆動の自律・認知システムの信頼性を確保する枠組みを示した論文。
原題: A Structured Approach to Trustworthy Autonomous/Cognitive Systems ／ Henrik J. Putzer, Ernest Wozniak
日本語で読む → - 論文位置推定ロボティクス
相互センサフュージョンによる管内ロボットの高精度位置推定
管内ロボットが配管内を走行しながら自身の絶対位置を高精度に推定するため、相互センサフュージョン手法を開発した論文。
原題: High Precision In-Pipe Robot Localization with Reciprocal Sensor Fusion ／ Dapeng Zhao, William Whittaker
日本語で読む → - 論文空間認識ロボティクス
3D動的シーングラフ：場所・物体・人間を扱う行動可能な空間認識
視覚慣性データから物体・人間・場所の関係を動的にグラフ化する空間認識エンジンを提案し、SLAMと人体メッシュ追跡を統合した。
原題: 3D Dynamic Scene Graphs: Actionable Spatial Perception with Places, Objects, and Humans ／ Antoni Rosinol, Arjun Gupta, Marcus Abate 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
事前3Dサーフェルマップを用いた単眼直接スパース自己位置推定
事前に構築した3Dサーフェルマップから頂点・法線マップを描画し、画像中のスパース追跡点にグローバルな平面情報を与えることで、単眼カメラの6自由度姿勢を絶対スケール付きで高精度に推定する手法を提案した。
原題: Monocular Direct Sparse Localization in a Prior 3D Surfel Map ／ Haoyang Ye, Huaiyang Huang, Ming Liu
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
ガウス過程によるロボットの模倣学習
複数の実演からガウス過程でタスク空間の方策を学習し、タスクのばらつきに応じて適応・変調できる手法を提案し、TIAGoロボットで実証した。
原題: Gaussian-Process-based Robot Learning from Demonstration ／ Miguel Arduengo, Adrià Colomé, Joan Lobo-Prat 他
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HCI
自閉症児のロボットとの模倣課題における社会的関与
自閉症児が模倣ロボットと人間のどちらと模倣課題を行う際により社会的に関与するかを比較検討した研究。
原題: Social Engagement of Children with Autism during Interaction with a Robot ／ Adriana Tapus, Andreea Peca, Amir Aly 他
日本語で読む → - 論文幾何数値解析math.DS
慣性航法由来の行列微分方程式に対するシンプレクティック幾何学的手法
慣性航法問題から生じる行列微分方程式の力学系について、シンプレクティック性や直交性などの幾何・代数性質を解析し、シンプレクティック幾何アルゴリズムを偶数次元ハミルトン系から奇数次元力学系へ拡張した。
原題: Symplectic Geometric Methods for Matrix Differential Equations Arising from Inertial Navigation Problems ／ Xin-Long Luo, Geng Sun
日本語で読む → - 論文シーン理解画像認識
知識監督付きMCMCによる卓上シーン解析
卓上シーンの6D物体姿勢推定から、タスク知識をマルコフ論理ネットワークで記述し、データ駆動型MCMCと確率的センサーモデルで不確実性を扱いながら抽象シーングラフを生成する手法を提案した。
原題: Table-Top Scene Analysis Using Knowledge-Supervised MCMC ／ Ziyuan Liu, Dong Chen, Kai M. Wurm 他
日本語で読む → - 論文人間-ロボット相互作用ロボティクス
人間とロボットの相互作用のための改良型手首運動学モデル
マーカーレス光学追跡で手首の生体内運動を計測し、動的な回転軸の存在を明らかにした上で、可変プリズム項を組み込んだ新しい手首運動学モデルを提案した。
原題: An Improved Wrist Kinematic Model for Human-Robot Interaction ／ Ningbo Yu, Chang Xu
日本語で読む → - 論文能動マッピングロボティクス
四足歩行ロボットによる情報利得ベースの能動的マッピング
四足歩行ロボットが未知の構造物を自律的にスキャン・再構築するため、情報利得と移動コストから次の最良視点を選ぶオンライン能動マッピングシステムを開発した。
原題: Actively Mapping Industrial Structures with Information Gain-Based Planning on a Quadruped Robot ／ Yiduo Wang, Milad Ramezani, Maurice Fallon
日本語で読む → - 論文音知覚cs.SD
ロボットのための音知覚の教師なし学習：信号処理とクラスタリングによる接触音の意味表現獲得
信号処理で高精度に収集した接触音データを画像の潜在空間クラスタに写像し、人手アノテーションなしで音の意味表現を学習する手法を提案。
原題: Unsupervised Learning of Audio Perception for Robotics Applications: Learning to Project Data to T-SNE/UMAP space ／ Prateek Verma, Kenneth Salisbury
日本語で読む → - 論文ビヘイビアツリーロボティクス
ビヘイビアツリーの再利用性とモジュール性を高めるノードテンプレート
ビヘイビアツリーのサブツリー再利用を任意のノード集合に一般化する「ノードテンプレート」概念を提案し、従来ハードコードされていたノードやデコレータをメモリベースのBTで実装可能にする。
原題: Node Templates to improve Reusability and Modularity of Behavior Trees ／ Evgenii Safronov
日本語で読む → - 論文安全強化学習ロボティクス
リアプノフ関数に基づく安全強化学習：確率的到達可能性と安全仕様のためのアプローチ
リアプノフ関数を用いて安全方策を学習し、安全集合を単調に拡大させながら確率的な安全仕様を満たすモデルフリー強化学習手法を提案する。深層強化学習への拡張も行い、連続制御ベンチマークで有効性を示す。
原題: Safe reinforcement learning for probabilistic reachability and safety specifications: A Lyapunov-based approach ／ Subin Huh, Insoon Yang
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
剛体の自由空間：ケージング・経路非存在・狭路検出
2D/3D剛体の配置空間をスライス分解とボール和の双対図で近似し、経路の連結成分や狭路を検出するアルゴリズムを提案。化学の分子ケージ同定にも応用可能。
原題: Free Space of Rigid Objects: Caging, Path Non-Existence, and Narrow Passage Detection ／ Anastasiia Varava, J. Frederico Carvalho, Danica Kragic 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
時領域パッシビティ法を用いた遠隔操作における滑らかな位置ドリフト補償
時領域パッシビティ法(TDPA)遠隔操作で問題となる位置ドリフトを、通常範囲の力を保ちながら滑らかに補償する手法を提案し、最大500msの遅延下で実験的に有効性を示した。
原題: Smoother Position-Drift Compensation for Time Domain Passivity Approach based Teleoperation ／ Andre Coelho, Harsimran Singh, Tin Muskardin 他
日本語で読む → - 論文検証・テスト画像認識
学習ベース車両追跡システムの信頼性検証
広域動画からの車両追跡システムに対し、カバレッジ誘導型の敵対的テストを適用し、システム全体の信頼性が個々の深層学習部品だけでは決まらないことを示した研究。
原題: Reliability Validation of Learning Enabled Vehicle Tracking ／ Youcheng Sun, Yifan Zhou, Simon Maskell 他
日本語で読む → - 論文水中画像処理画像認識
水中画像の同時強調・超解像による視覚認識の改善
水中ロボット視覚向けに、画像の色補正と高解像度化を同時に行うDeep SESRモデルを提案し、大規模データセットUFO-120を構築した研究。
原題: Simultaneous Enhancement and Super-Resolution of Underwater Imagery for Improved Visual Perception ／ Md Jahidul Islam, Peigen Luo, Junaed Sattar
日本語で読む → - 論文ロボット知覚ロボティクス
自律床洗浄ロボットによる静的・動的物体の知覚
清掃ロボットに複数のLiDARやRGB-Dカメラを搭載し、人などの動的物体と汚れなどの静的物体を検出・追跡する知覚システムを構築し、公開データセットとROS実装を提供した。
原題: Robot Perception of Static and Dynamic Objects with an Autonomous Floor Scrubber ／ Zhi Yan, Simon Schreiberhuber, Georg Halmetschlager 他
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