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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
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深層残差U-Netによる3D物体の把持学習
U-Net構造と残差ブロックを組み合わせた3D畳み込みネットワークで、物体の把持可能領域を予測し6自由度把持を計画する手法を提案した。点群密度やノイズへの頑健性も実験で示した。
原題: Learning to Grasp 3D Objects using Deep Residual U-Nets ／ Yikun Li, Lambert Schomaker, S. Hamidreza Kasaei
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボット空間押出し造形のためのスケーラブルで確率的完全な計画手法
ロボットによる空間押出し造形の計画問題を厳密に定式化し、剛性と衝突回避の制約を両立する確率的完全な探索アルゴリズムを提案した。40以上のシミュレーションと3つの実機問題で有効性を示した。
原題: Scalable and Probabilistically Complete Planning for Robotic Spatial Extrusion ／ Caelan Reed Garrett, Yijiang Huang, Tomás Lozano-Pérez 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
距離関数を近似する区分線形回帰データ構造
ロボットの配置空間上の距離を二分空間分割と局所線形近似で要約するデータ構造を提案し、単一ロボット用に構築した構造をマルチロボット運動計画のヒューリスティックとして活用する。
原題: Piecewise linear regressions for approximating distance metrics ／ Josiah Putman, Lisa Oh, Luyang Zhao 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
オンライン被覆経路計画のための汎用マルチロボットモンテカルロ木探索プランナ
ゲーム理論由来のモンテカルロ木探索を用いて、地図未知の環境で複数ロボットが協調してエリアを被覆・地図化するオンライン経路計画手法を提案し、従来のBoustrophedon法と比較した。
原題: A Versatile Multi-Robot Monte Carlo Tree Search Planner for On-Line Coverage Path Planning ／ Phillip Hyatt, Zachary Brock, Marc D. Killpack
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
強化学習による制御剛性最適化を備えた組立ロボット
組立作業における接触の多いタスク向けに、強化学習で剛性行列をオンライン生成し局所軌道最適化の性能を高める手法を提案し、2つの接触タスク実験で有効性を検証した。
原題: Assembly robots with optimized control stiffness through reinforcement learning ／ Masahide Oikawa, Kyo Kutsuzawa, Sho Sakaino 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
SLAM情報を活用した報酬設計による移動ロボットの強化学習ナビゲーション
未知環境を走行する移動ロボット向けに、SLAMで得た地図情報を基に報酬関数を設計し、深層強化学習でレーザーとオドメトリのみから経路計画を行う手法を提案。未学習環境や実機への転移でも性能が向上することを示した。
原題: On Reward Shaping for Mobile Robot Navigation: A Reinforcement Learning and SLAM Based Approach ／ Nicolò Botteghi, Beril Sirmacek, Khaled A. A. Mustafa 他
日本語で読む → - 論文モデルベースRL機械学習
速度・加速度計測なしで動く物理系のモデルベース強化学習
位置計測のみから過去の位置履歴を状態として用い、速度・加速度を必要としない物理に着想を得たカーネル付きガウス過程回帰でモデルを学習し、実機2台のRL制御で有効性を示した。
原題: Model-Based Reinforcement Learning for Physical Systems Without Velocity and Acceleration Measurements ／ Alberto Dalla Libera, Diego Romeres, Devesh K. Jha 他
日本語で読む → - 論文SLAM/マッピング機械学習
ストリーミングデータに対するスパースガウス過程エキスパートのアンサンブルによる暗黙的表面マッピング
既知の姿勢で取得される距離データのストリームから、環境のコンパクトで連続的な暗黙的表面マップを学習するため、近似ガウス過程の専門家をアンサンブル化し、データを貪欲に取捨選択してモデル複雑度と予測誤差をトレードオフする手法を提案した。
原題: Ensemble of Sparse Gaussian Process Experts for Implicit Surface Mapping with Streaming Data ／ Johannes A. Stork, Todor Stoyanov
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
力センサ不要の異種マスタ・スレーブ系バイラテラル遠隔操作制御（任意スケーリング対応）
力センサを使わずに異種マスタ・スレーブ系を高精度に遠隔操作する非線形制御を提案し、最大800倍の力スケーリングと4倍の位置スケーリングを2自由度実験で検証した。
原題: Force-Sensor-Less Bilateral Teleoperation Control of Dissimilar Master-Slave System with Arbitrary Scaling ／ Santeri Lampinen, Janne Koivumäki, Wen-Hong Zhu 他
日本語で読む → - 論文能動的定位ロボティクス
ノイズを含む相対計測を用いた複数目標の能動的定位
移動ロボットがノイズの多い相対計測から複数目標の位置を推定するため、ベイズヒストグラムフィルタと強化学習で経路計画を学習し、貪欲法より高精度に短時間で定位できることを示した論文。
原題: Active localization of multiple targets using noisy relative measurements ／ Selim Engin, Volkan Isler
日本語で読む → - 論文人体追跡画像認識
3Dカードボックスモデルと新規決定論的リサンプリングを用いたパーティクルフィルタによる単眼人体追跡
単眼シルエットマッチングと階層的パーティクルフィルタで上半身動作を追跡する手法を提案し、新規の決定論的リサンプリング戦略が従来法より優れることと3Dカードボックスモデルの有効性を実験で示した。
原題: Particle Filter Based Monocular Human Tracking with a 3D Cardbox Model and a Novel Deterministic Resampling Strategy ／ Ziyuan Liu, Dongheui Lee, Wolfgang Sepp
日本語で読む → - 論文複数視点幾何学画像認識
コンピュータビジョンにおける完備自己準同型写像
複数視点幾何学において、退化状況を含む任意の視点間の対応を扱えるよう、正則変換の等変コンパクト化による双線形写像の完備化を導入した数学的枠組みを提案する論文。
原題: Complete Endomorphisms in Computer Vision ／ Javier Finat, Francisco Delgado-del-Hoyo
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
多自由度肩部センシング外骨格における非線形性補償によるリアルタイム遠隔操作
柔軟な多自由度肩外骨格のセンサデータを深層学習で関節空間に写像し、構造的非線形性とヒステリシスを補償して12msで推定、ヒューマノイドの遠隔操作を実現した。
原題: Nonlinearity Compensation in a Multi-DoF Shoulder Sensing Exosuit for Real-Time Teleoperation ／ Rejin John Varghese, Anh Nguyen, Etienne Burdet 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定ロボティクス
小型UAV向け改良FastEuler-DLKF姿勢推定アルゴリズム
小型UAVの近接地飛行向けに、ジャイロ・加速度・磁気センサの誤差モデルと適応的ノイズ調整を組み込んだ改良型二層カルマンフィルタで高精度な姿勢推定を実現した。
原題: An improved FastEuler-DLKF small-UAV AHRS algorithm ／ Yue Yang
日本語で読む → - 論文手術支援/強化学習AI
強化学習と木探索によるロボット支援手術の自動ジェスチャー認識
手術映像のジェスチャー分割と分類を、強化学習エージェントと木探索で統合的に行い、JIGSAWSデータセットの縫合タスクで既存手法を上回った研究。
原題: Automatic Gesture Recognition in Robot-assisted Surgery with Reinforcement Learning and Tree Search ／ Xiaojie Gao, Yueming Jin, Qi Dou 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作HCI
複雑な経路追従UAV操作のための複合現実を用いた新たな外視点メタファ
UAV遠隔操作のためのDrEAMという外視点型MRインタフェースを提案し、初心者によるジョイスティック直接操作との性能比較実験を行った。
原題: A New Exocentric Metaphor for Complex Path Following to Control a UAV Using Mixed Reality ／ Baptiste Wojtkowski, Pedro Castillo, Indira Thouvenin
日本語で読む → - 論文把持検出ロボティクス
REGNet：点群からのエンドツーエンド把持検出のための領域ベース把持ネットワーク
単視点の点群を入力とし、スコア推定・把持領域予測・リファインメントの3段階で最適な把持を検出するエンドツーエンドネットワークを提案し、実環境の乱雑な場面で高い成功率を達成した。
原題: REGNet: REgion-based Grasp Network for End-to-end Grasp Detection in Point Clouds ／ Binglei Zhao, Hanbo Zhang, Xuguang Lan 他
日本語で読む → - 論文自動運転レースロボティクス
ベイズ最適化によるレーシングラインの計算
ベイズ最適化を用いて、トラック形状と車両ダイナミクスに基づく最適なレーシングラインと速度プロファイルをデータ駆動的に計算する手法を提案した。
原題: Computing the racing line using Bayesian optimization ／ Achin Jain, Manfred Morari
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
人間-ロボット感覚拡張による追従性能の向上
人間とロボットが感覚情報を交換することで互いの知覚を補い、追従タスクの性能を高める計算モデルと制御フレームワークを提案し、ロボット実験で有効性を示した。
原題: Improving Tracking through Human-Robot Sensory Augmentation ／ Yanan Li, Jonathan Eden, Gerolamo Carboni 他
日本語で読む → - 論文強化学習stat.ML
方策勾配法のための適応的経験選択
経験再生のサンプリング分布をオンライン学習で適応的に調整し、勾配推定の分散を明示的に最小化することで、方策勾配RLのサンプル効率を改善する手法を提案した論文。
原題: Adaptive Experience Selection for Policy Gradient ／ Saad Mohamad, Giovanni Montana
日本語で読む → - 論文BCI/リハビリロボットロボティクス
EEGから運動意図と反応時間を深層学習で予測しリハビリロボットの適応制御に応用
脳波(EEG)を入力とする畳み込みニューラルネットワークで、目標動作を開始する意図とその反応時間を運動開始前に予測し、リハビリロボットの適応制御に役立てる手法を提案した。
原題: Deep Learning of Movement Intent and Reaction Time for EEG-informed Adaptation of Rehabilitation Robots ／ Neelesh Kumar, Konstantinos P. Michmizos
日本語で読む → - 論文意味地図画像認識
占有グリッドからの意味的屋内地図抽出
ベイズ推論を用いて占有グリッドマップから抽象化された間取りを抽出し、高次推論に適した確率的生成モデルを構築した。
原題: Extracting Semantic Indoor Maps from Occupancy Grids ／ Ziyuan Liu, Georg von Wichert
日本語で読む → - 論文視覚ベース計画ロボティクス
PAC-Bayesで保証する視覚ベース運動計画の学習
進化的戦略で事前分布を作りPAC-Bayes最適化を凸問題として解くことで、未知環境でも性能保証付きで一般化する視覚ベースの運動計画ポリシーを学習する手法を提案し、UAVの障害物回避と四足歩行の不整地走行で実証した。
原題: Probably Approximately Correct Vision-Based Planning using Motion Primitives ／ Sushant Veer, Anirudha Majumdar
日本語で読む → - 論文自動運転計画ロボティクス
他車の目標認識と計画を統合した説明可能な自動運転システム
逆計画法で他車の目標を推定し、その結果をMCTSによる自車の運転計画に活用することで、説明可能かつ効率的な自動運転を実現した研究。
原題: Interpretable Goal-based Prediction and Planning for Autonomous Driving ／ Stefano V. Albrecht, Cillian Brewitt, John Wilhelm 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AI
サブゴール木：ゴールベース強化学習のためのフレームワーク
全ペア最短経路の動的計画法に基づき、開始とゴールの中間状態を再帰的に予測して軌道を構築するサブゴール木を提案し、7自由度ロボットアームの障害物回避で標準RLを上回る性能を示した。
原題: Sub-Goal Trees -- a Framework for Goal-Based Reinforcement Learning ／ Tom Jurgenson, Or Avner, Edward Groshev 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HRIロボティクス
ロボットの内発的動機付けによる自律行動に対する人間の知覚
内発的動機付けに基づく適応的なロボット行動と反応的な行動を比較する被験者実験を行い、内発的動機付け行動が「温かさ」の知覚を高めることを示した。
原題: Human Perception of Intrinsically Motivated Autonomy in Human-Robot Interaction ／ Marcus M. Scheunemann, Christoph Salge, Daniel Polani 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
パラメータ不確実性下での安全な最適制御
パラメータの不確実性がある環境で衝突リスクを抑えた最適経路計画を行うため、最適性と安全性のトレードオフを調整する新しい正則化手法を提案し、動的障害物を避けるロボットのシミュレーションで有効性を示した論文。
原題: Safe Optimal Control under Parametric Uncertainties ／ Hemanth Sarabu, Venkata Ramana Makkapati, Vinodhini Comandur 他
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