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 → - 論文自動運転/模倣学習画像認識
Waymoデータセットを用いたLSTMベース自動運転モデル
Waymo Open Datasetの走行データからLSTMでWaymo自動運転車の運転方策を模倣するモデルを学習し、運転行動予測でベースラインを上回る性能を示した。
原題: An LSTM-Based Autonomous Driving Model Using Waymo Open Dataset ／ Zhicheng Gu, Zhihao Li, Xuan Di 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
高速化RRT*と自動駐車への適用評価
狭い空間でも使えるRRT*ベースの経路計画を高速化し、並列駐車の95%で0.15秒未満に経路生成できた。
原題: Accelerated RRT* and its evaluation on Autonomous Parking ／ Jiri Vlasak, Michal Sojka, Zdeněk Hanzálek
日本語で読む → - 論文自動運転機械学習
自動運転のための深層強化学習サーベイ
自動運転タスクに深層強化学習を適用した研究を分類し、実世界展開の課題やシミュレータの役割、検証手法を整理したサーベイ。
原題: Deep Reinforcement Learning for Autonomous Driving: A Survey ／ B Ravi Kiran, Ibrahim Sobh, Victor Talpaert 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
シミュレーションから実世界へ学習する汎用ロボットシステム
強化学習とロボットビジョン・センサフュージョンを統合し、障害物回避・採餌・捕食者-被食者タスクを仮想環境で学習させ実機Roboboで再現した。
原題: Learning Machines from Simulation to Real World ／ Tomer Iwan, Oktay Kavi, Erkin Yildirim
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
少数の専門家デモで効率的に誘導する深層強化学習
SACをベースに、少数の専門家デモから識別器とガイダーを学習し、適切な状態でエージェントを誘導することで探索効率と学習安定性を改善した手法を提案。
原題: Exploration-efficient Deep Reinforcement Learning with Demonstration Guidance for Robot Control ／ Ke Lin, Liang Gong, Xudong Li 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
オドメータ支援視覚慣性SLAMのための双方向軌道計算
車輪移動体の視覚慣性SLAMで最初の旋回前に生じる不可観測問題を解析し、後方計算スレッドで初期姿勢を再推定する双方向軌道計算手法を提案した。
原題: Bidirectional Trajectory Computation for Odometer-Aided Visual-Inertial SLAM ／ Jinxu Liu, Wei Gao, Zhanyi Hu
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 → - 論文再配置計画ロボティクス
ルービックテーブルと物体再配置
格子状に並んだ物体の再配置問題を「ルービックテーブル」という抽象モデルで定式化し、行・列のシャッフル操作で効率的に並べ替える定数近似アルゴリズムを提案した論文。
原題: Rubik Tables and Object Rearrangement ／ Mario Szegedy, Jingjin Yu
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
マルチエージェント強化学習のための視覚的通信マップ
エージェントの状態を視覚的なマップで表現し、共有パラメータネットワークとA3Cで多数・異種エージェントの協調学習を可能にする手法を提案した。
原題: A Visual Communication Map for Multi-Agent Deep Reinforcement Learning ／ Ngoc Duy Nguyen, Thanh Thi Nguyen, Doug Creighton 他
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 → - 論文経路追従制御ロボティクス
状態依存方向性距離指標を用いた高速かつ安全な経路追従制御
二次形式の状態依存距離指標から得られる楕円体軌道境界を利用し、局所環境の形状に適応して障害物を賢く回避しながら経路を高速追従する制御則を提案した。
原題: Fast and Safe Path-Following Control using a State-Dependent Directional Metric ／ Zhichao Li, Omur Arslan, Nikolay Atanasov
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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
人間の注意をロボットに転移する失敗回避モデル
人間の言語指示から注意をロボットの視覚注意へ転移させ、マニピュレーションの異常動作を早期に検知・修正するH2R-AT手法を提案した。
原題: An Attention Transfer Model for Human-Assisted Failure Avoidance in Robot Manipulations ／ Boyi Song, Yuntao Peng, Ruijiao Luo 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 → - 論文群制御機械学習
空における連合学習：UAV群による電力配分とスケジューリングの統合設計
UAV群内でリーダー機がモデルを集約する分散連合学習の枠組みを提案し、フェージングや遅延を考慮した収束解析に基づき電力配分とスケジューリングを最適化して収束を最大35%高速化した。
原題: Federated Learning in the Sky: Joint Power Allocation and Scheduling with UAV Swarms ／ Tengchan Zeng, Omid Semiari, Mohammad Mozaffari 他
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
日本語で読む → - 論文制御/故障診断ロボティクス
モータ故障の識別と回復を備えた非線形MPCによる安全で俊敏なマルチコプタ飛行
物理ベースの非線形ダイナミクスを用いたNMPCとEKFによるモータ故障識別を組み合わせ、故障時でも安全に飛行を継続できるマルチコプタ制御系を実機実験で検証した。
原題: Nonlinear MPC with Motor Failure Identification and Recovery for Safe and Aggressive Multicopter Flight ／ Dimos Tzoumanikas, Qingyue Yan, Stefan Leutenegger
日本語で読む → - 論文3D多物体追跡画像認識
JRMOT：リアルタイム3D多物体追跡システムと大規模データセット
RGB画像と3D点群を統合し、再識別・2D/3D検出を組み合わせたカルマンフィルタベースのリアルタイム3D多物体追跡システムを提案し、大規模な2D+3DデータセットJRDBも公開した。
原題: JRMOT: A Real-Time 3D Multi-Object Tracker and a New Large-Scale Dataset ／ Abhijeet Shenoi, Mihir Patel, JunYoung Gwak 他
日本語で読む → - 論文ナノマニピュレーションcond-mat.mes-hall
強化学習による自律ロボットナノファブリケーション
走査プローブ顕微鏡で単一分子を操作する際の不確実性に対処するため強化学習を用い、超分子構造から分子を自律的に除去するナノスケール加工を実現した。
原題: Autonomous robotic nanofabrication with reinforcement learning ／ Philipp Leinen, Malte Esders, Kristof T. Schütt 他
日本語で読む → - 論文連続体ロボット/強化学習ロボティクス
暗黙の事前知識を活用した連続体ロボットの効率的強化学習制御
シミュレーション不要で実機に直接適用できる、暗黙の事前知識に基づく効率的な強化学習手法を提案し、腱駆動連続体ロボットの能動的視覚追従と距離維持を実現した。
原題: Efficient reinforcement learning control for continuum robots based on Inexplicit Prior Knowledge ／ Junjia Liu, Jiaying Shou, Zhuang Fu 他
日本語で読む → - 論文社会的支援ロボットHCI
健康の社会的管理を支える支援ロボット：設計と人間-ロボット相互作用研究の枠組み
健康状態が社会的交流を妨げる悪循環に対し、社会的支援ロボットが果たせる5種類の社会的媒介機能の枠組みを提案し、既存研究を整理して設計課題と今後の機会を論じた論文。
原題: Assistive robots for the social management of health: a framework for robot design and human-robot interaction research ／ Meia Chita-Tegmark, Matthias Scheutz
日本語で読む → - 論文経路追従制御ロボティクス
センシング制約を考慮した車両型トラクタ付き2連トレーラの後退モデル予測経路追従制御
車両型トラクタと2連トレーラの後退走行において、関節角キネマティクスの不安定性とセンサ視野制限を制約として組み込んだモデル予測経路追従制御を提案し、実機実験で外乱抑制と非自明な初期状態からの復帰性能が向上することを示した。
原題: On sensing-aware model predictive path-following control for a reversing general 2-trailer with a car-like tractor ／ Oskar Ljungqvist, Daniel Axehill, Henrik Pettersson
日本語で読む → - 論文マルチタスクRL機械学習
逆強化学習で履歴を書き換える：方策改善のための後付け推論
後付けの報酬付け替えが逆強化学習と等価であることを示し、それを用いて任意のタスククラスへ目標付け替えを一般化してマルチタスクRLの学習を加速した論文。
原題: Rewriting History with Inverse RL: Hindsight Inference for Policy Improvement ／ Benjamin Eysenbach, Xinyang Geng, Sergey Levine 他
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sim2realロボティクス
進化的可塑性スパイキングニューロコントローラによるリアリティギャップの克服
シミュレーションで進化させたスパイキング神経コントローラにシナプス可塑性を持たせ、実機展開時のモデル変化にオンライン適応させることでリアリティギャップを越える手法を提案した。
原題: Towards Crossing the Reality Gap with Evolved Plastic Neurocontrollers ／ Huanneng Qiu, Matthew Garratt, David Howard 他
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 → - 論文軌道計画ロボティクス
交互最小化に基づくクアッドロータのアグレッシブ飛行のための軌道生成
境界条件と各区間の時間長を交互に最小化することで、空間的・時間的に最適な大規模区分多項式軌道をリアルタイムに生成するフレームワークを提案し、密な障害物空間でのアグレッシブ飛行実験で有効性を示した。
原題: Alternating Minimization Based Trajectory Generation for Quadrotor Aggressive Flight ／ Zhepei Wang, Xin Zhou, Chao Xu 他
日本語で読む → - 論文自動運転/知覚ロボティクス
自動運転の横方向制御のための中心線推定の進展
単眼カメラから道路線・中心線・車両の向き・横変位を推定する完全な知覚パイプラインを提案し、正確な幾何真値付きデータセットを公開した。
原題: Advances in centerline estimation for autonomous lateral control ／ Paolo Cudrano, Simone Mentasti, Matteo Matteucci 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
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