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
日本語で読む → - 論文幾何学math.DS
楕円ビリヤードにおける三角形中心のバレエ
楕円ビリヤード内の3周期軌道が作る三角形の形状と、その三角形中心の非単調な運動を解析し、2つの中心が織りなす複雑な軌跡を明らかにした。
原題: The Ballet of Triangle Centers on the Elliptic Billiard ／ Dan Reznik, Ronaldo Garcia, Jair Koiller
日本語で読む → - 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 → - 論文セグメンテーション画像認識
バウンディングボックス不要のパノプティックセグメンテーション
バウンディングボックス提案を使わず、セマンティックセグメンテーションの境界とHough投票によるインスタンス中心検出を組み合わせてパノプティックセグメンテーションを行うBBFNetを提案した論文。
原題: Towards Bounding-Box Free Panoptic Segmentation ／ Ujwal Bonde, Pablo F. Alcantarilla, Stefan Leutenegger
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 → - 論文ナビゲーションロボティクス
スパースカーネル占有マッピングによる未知環境の自律ナビゲーション
カーネルパーセプトロンの決定境界で占有・自由空間を分ける新しい地図表現を提案し、疎なサポートベクタで障害物境界を表現して衝突判定を完全に行う自律ナビゲーション手法を開発した。
原題: Autonomous Navigation in Unknown Environments using Sparse Kernel-based Occupancy Mapping ／ Thai Duong, Nikhil Das, Michael Yip 他
日本語で読む → - 論文マルチロボット運動計画ロボティクス
マルチレベル・モース理論によるマルチロボット運動計画の局所極小の可視化
ファイバー束で各ロボットの構成空間を縮約するコンポーネントベースの枠組みを導入し、マルチロボット運動計画における局所極小を探索・可視化するアルゴリズムを提案した。最大20自由度の系で実証した。
原題: Visualizing Local Minima in Multi-Robot Motion Planning using Multilevel Morse Theory ／ Andreas Orthey, Marc Toussaint
日本語で読む → - 論文レーダ知覚ロボティクス
拡張レーダ追跡のためのRLSベース瞬時速度推定器
再帰的最小二乗法(RLS)を用いて動的物体の瞬時速度をリアルタイム推定し、拡張物体追跡のデータ関連付けとトラック初期化に活用するパイプラインを提案した論文。
原題: An RLS-Based Instantaneous Velocity Estimator for Extended Radar Tracking ／ Nikhil Bharadwaj Gosala, Xiaoli Meng
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 → - 論文触覚ロボティクス
触覚による器用さ：触覚フィードバックを用いた操作プリミティブ
双腕ロボットで触覚フィードバックによる閉ループ制御を行い、接触状態と物体状態を分けて制御する操作プリミティブ手法を提案し、外部外乱への反応を実機で実証した。
原題: Tactile Dexterity: Manipulation Primitives with Tactile Feedback ／ Francois R. Hogan, Jose Ballester, Siyuan Dong 他
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UAV経路計画ロボティクス
記憶ベース壁沿い走行と人工ポテンシャル法を組み合わせたUAV衝突回避の計算効率の良い経路計画
壁沿い走行法と人工ポテンシャル法を履歴軌跡の記憶で切り替え、低計算能力のドローンでもリアルタイムに衝突回避できるMWF-APF法を提案し、シミュレーションと実機飛行で有効性を示した。
原題: Feasible Computationally Efficient Path Planning for UAV Collision Avoidance ／ Han Wang, Muqing Cao, Hao Jiang 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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
把持回帰に基づく把持可能性スコアリングで把持予測を改善
把持パラメータの回帰と把持可能性スコアを相関させる新損失関数とスコアラを導入し、把持検出精度をJacquardデータセットで82.13%から85.74%へ、実機で88.1%から92.4%へ向上させた。
原題: Scoring Graspability based on Grasp Regression for Better Grasp Prediction ／ Amaury Depierre, Emmanuel Dellandréa, Liming Chen
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
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