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 →- 論文車内モニタリング画像認識
DFKI車内シミュレータ：車内モニタリング機能のためのテストプラットフォーム
実車に近い車内モックアップと広角投影システムに広角2D/3Dカメラと正解参照センサを組み合わせ、乗員の動きを映像と同期記録できる車内モニタリング検証用プラットフォームを構築した。
原題: DFKI Cabin Simulator: A Test Platform for Visual In-Cabin Monitoring Functions ／ Hartmut Feld, Bruno Mirbach, Jigyasa Katrolia 他
日本語で読む → - 論文位置推定・地図構築ロボティクス
Oxford RobotCarデータセット向けリアルタイムキネマティック高精度真値
大規模Oxford RobotCarデータセットに、GPS・IMU・GNSS基準局の後処理により年間を通じたセンチメートル精度の全球整合な真値を付与し、長期自律走行の位置推定・地図構築ベンチマークを可能にした。
原題: Real-time Kinematic Ground Truth for the Oxford RobotCar Dataset ／ Will Maddern, Geoffrey Pascoe, Matthew Gadd 他
日本語で読む → - 論文BCI/リハビリテーションロボティクス
脳波で認知関与度をリアルタイム評価するリハビリロボット向け機械学習フレームワーク
脳波から深層CNNで認知関与度を推定し、スライディングウィンドウで連続的にリアルタイム評価する枠組みを提案し、リハビリロボットの適応制御への応用可能性を示した。
原題: Machine Learning for Motor Learning: EEG-based Continuous Assessment of Cognitive Engagement for Adaptive Rehabilitation Robots ／ Neelesh Kumar, Konstantinos P. Michmizos
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス/制御ロボティクス
可変荷重下におけるソフト連続マニピュレータのKoopman制御
荷重を状態としてKoopman線形モデルに組み込み、オブザーバでオンライン推定することで、空気圧駆動ソフト連続マニピュレータを可変荷重下でも自律制御できるようにした研究。
原題: Koopman-based Control of a Soft Continuum Manipulator Under Variable Loading Conditions ／ Daniel Bruder, Xun Fu, R. Brent Gillespie 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
受動的タスク空間コントローラの重畳による冗長ロボットの安全で柔軟な制御
複数の受動的タスク空間コントローラを階層的に重畳し、行列逆演算や最適化を用いずに冗長マニピュレータを安全かつ柔軟に制御する手法を提案した。動的タスクでサブセンチメートル精度の追従を達成しつつ、特異点や環境との相互作用に対して堅牢であることを示した。
原題: Safe and Compliant Control of Redundant Robots Using Superimposition of Passive Task-Space Controllers ／ Carlo Tiseo, Wolfgang Merkt, Wouter Wolfslag 他
日本語で読む → - 論文パラメータ推定ロボティクス
ガウス過程を用いた安全重視システムのオンラインパラメータ推定
ガウス過程に基づくベイズ最適化で、限られた評価回数でパラメータの大域最適解をオンライン推定し、制御器を逐次再構成して軌道追従を改善する手法を提案。
原題: Online Parameter Estimation for Safety-Critical Systems with Gaussian Processes ／ Mouhyemen Khan, Abhijit Chatterjee
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 → - 論文視覚計画AI
幻覚的トポロジカルメモリによるゼロショット視覚計画
画像空間で直接計画する視覚計画手法を提案し、対照予測符号化による安定したグラフ接続学習と条件付きVAEによる幻覚画像生成で未知領域へのゼロショット計画を実現した。
原題: Hallucinative Topological Memory for Zero-Shot Visual Planning ／ Kara Liu, Thanard Kurutach, Christine Tung 他
日本語で読む → - 論文sim2realAI
ダイナミクスランダム化なしで実機に転移できる強化学習
関節・直交座標制約付きの操作空間制御を用いて直交空間で強化学習を行い、システム同定と制約付き制御によりダイナミクスランダム化なしでKUKA LBR iiwaのペグ挿入タスクをシミュレーションから実機へ転移させた。
原題: Sim2Real Transfer for Reinforcement Learning without Dynamics Randomization ／ Manuel Kaspar, Juan David Munoz Osorio, Jürgen Bock
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 → - 論文状態推定ロボティクス
SVDCKFに基づく改良型非線形FastEuler AHRS推定
小型UAV向けに、クォータニオン姿勢推定とFastEulerによるジャイロ補正を組み合わせた低コストIMU/MAG統合AHRSモデルを構築し、SVDCKFでセンサ融合してCKFより高精度な姿勢推定を実現した。
原題: An improved nonlinear FastEuler AHRS estimation based on the SVDCKF algorithm ／ Yue Yang
日本語で読む → - 論文群制御AI
平面グラフ上を移動する目標の位置予測を用いた協調観測
平面上のグラフ経路上を移動する目標に対し、UAVが短期的な位置予測を活用して観測数を最大化する改良ヒルクライミング法を提案した論文。
原題: Cooperative Observation of Targets moving over a Planar Graph with Prediction of Positions ／ José E. B. Maia, Levi P. Figueredo
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
強化学習による個別化製品のピック&プレイス組立の知能化
メタ学習可能な強化学習を用い、触覚・カメラ入力で個別化製品のピック&プレイス組立をシミュレーション訓練後に実環境で検証する取り組み。
原題: Towards Intelligent Pick and Place Assembly of Individualized Products Using Reinforcement Learning ／ Caterina Neef, Dario Luipers, Jan Bollenbacher 他
日本語で読む → - 論文3D物体追跡画像認識
PointTrackNet：点群からの3次元物体検出・追跡を統合するエンドツーエンドネットワーク
隣接する2フレームの点群を入力とし、前景マスク・3次元バウンディングボックス・点単位の追跡対応変位を同時に出力するエンドツーエンドの3次元物体検出・追跡ネットワークを提案した。急ブレーキや急旋回など不規則で急激な運動にも頑健で、KITTI追跡データセットで競争力のある結果を示した。
原題: PointTrackNet: An End-to-End Network For 3-D Object Detection and Tracking From Point Clouds ／ Sukai Wang, Yuxiang Sun, Chengju Liu 他
日本語で読む → - 論文運動学習機械学習
運動学習への機械学習アプローチ：短評
運動学習を対象とした機械学習モデルを概観し、パラメータ適応・転移/メタ学習・強化学習による計画適応の3種類の適応能力を整理したレビュー論文。
原題: Machine Learning Approaches For Motor Learning: A Short Review ／ Baptiste Caramiaux, Jules Françoise, Wanyu Liu 他
日本語で読む → - 論文把持ロボティクス
GRASPA 1.0：ロボットアーム把持性能ベンチマーク
物理ロボットでの把持パイプラインの有効性を評価するベンチマークGRASPA 1.0を提案し、iCubヒューマノイドで実証した。
原題: GRASPA 1.0: GRASPA is a Robot Arm graSping Performance benchmArk ／ Fabrizio Bottarel, Giulia Vezzani, Ugo Pattacini 他
日本語で読む → - 論文非接触マニピュレーションロボティクス
超音波浮揚によるミリ波スケール物体の非接触マニピュレーション
汎用ロボットアームに取り付け可能な超音波非接触把持デバイスを開発し、ロボットの位置決め誤差より小さいミリ波スケール物体の把持・保持・検査を実現した。
原題: Contact-less manipulation of millimeter-scale objects via ultrasonic levitation ／ Jared Nakahara, Boling Yang, Joshua R. Smith
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
高自由度グリッパ向け微分可能深層把持プランナ
順運動学・衝突・把持評価を自動微分で一貫構築し、教師なしで高自由度グリッパの把持姿勢を学習する手法を提案。
原題: Deep Differentiable Grasp Planner for High-DOF Grippers ／ Min Liu, Zherong Pan, Kai Xu 他
日本語で読む → - 論文マルチロボット強化学習ロボティクス
内側注意機構による異種マルチロボット協調の適応的チーミング
異種マルチロボット協調のため、注意機構を強化学習に組み込み、状況に応じて注目すべきロボットを動的に選択する手法を提案し、救助タスクのシミュレーションで柔軟な協調と計算資源削減を実証した。
原題: Inner Attention Supported Adaptive Cooperation for Heterogeneous Multi Robots Teaming based on Multi-agent Reinforcement Learning ／ Chao Huang, Rui Liu
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
1モーター故障時でも安全飛行を実現する完全駆動型クアッドコプター
1つのスラスタが故障しても通常のマルチローターと同じ4自由度飛行を可能にする新しいフェイルセーフ飛行法を提案し、重心位置を能動制御するT3マルチローターと専用制御構造で実現した。
原題: Fail-safe Flight of a Fully-Actuated Quadcopter in a Single Motor Failure ／ Seung Jae Lee, Inkyu Jang, H. Jin Kim
日本語で読む → - 論文強化学習/部分観測ロボティクス
部分観測環境における分割ロールアウトと政策反復による強化学習：自律型逐次修復問題への応用
部分観測マルコフ決定過程に対し、分割アーキテクチャとニューラルネット分類器を用いた近似政策反復法を提案し、パイプラインの逐次修復シミュレーションで有効性を示した。
原題: Reinforcement Learning for POMDP: Partitioned Rollout and Policy Iteration with Application to Autonomous Sequential Repair Problems ／ Sushmita Bhattacharya, Sahil Badyal, Thomas Wheeler 他
日本語で読む → - 論文マルチエージェントロボティクス
推論による一般和微分ゲームの戦略整合
複数均衡を持つ一般和微分ゲームにおいて、他エージェントが目指す均衡を推論することで曖昧さを解消し、人間とロボットのナビゲーション実験で軌道予測精度の向上と全プレイヤーのコスト低減を実現した。
原題: Inference-Based Strategy Alignment for General-Sum Differential Games ／ Lasse Peters, David Fridovich-Keil, Claire J. Tomlin 他
日本語で読む → - 論文姿勢推定画像認識
未来への回帰：関節認識型時系列深層学習による3D人体姿勢推定
動画からの3D人体姿勢推定において、より深いCNNフィルタと関節位置・運動の誤差を損失として課すことで、Human3.6Mベンチマークで位置誤差・速度誤差・加速度誤差を従来手法より低減した手法を提案した。
原題: Back to the Future: Joint Aware Temporal Deep Learning 3D Human Pose Estimation ／ Vikas Gupta
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
物体の山を押し操作する視覚的先読みにおける線形モデルの意外な有効性
小さな物体の山を画像フィードバックで目標形状に押し込むタスクで、深層学習モデルより単純な線形モデルの方が予測精度・タスク性能・汎化性で優れることを示した。
原題: The Surprising Effectiveness of Linear Models for Visual Foresight in Object Pile Manipulation ／ H. J. Terry Suh, Russ Tedrake
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 → - 論文可変インピーダンス制御ロボティクス
可変インピーダンスを活用した省エネルギーの連続動作生成
階層型強化学習と最適制御を組み合わせ、可変インピーダンスアクチュエータの連続リーチング動作で消費電力を約30%削減した研究。
原題: Exploiting Variable Impedance for Energy Efficient Sequential Movements ／ Fan Wu, Matthew Howard
日本語で読む → - 論文MPCロボティクス
チューブMPCのための深層学習チューブ
深層分位点回帰で不確実性を定量化し、システムの取り得る軌道を包むチューブを学習して非線形MPCに組み込む手法を提案。再帰的実行可能性と確率的制約充足を証明し、四 rotor 系のシミュレーションで有効性を示した。
原題: Deep Learning Tubes for Tube MPC ／ David D. Fan, Ali-akbar Agha-mohammadi, Evangelos A. Theodorou
日本語で読む → - 論文セマンティックセグメンテーション画像認識
予期せぬ障害物検出を組み込んだRGB-Dセマンティックセグメンテーションのリアルタイム融合ネットワーク
RGB-D情報を効率的に融合するリアルタイムセマンティックセグメンテーションネットワークRFNetを提案し、マルチデータセット学習で小さな障害物検出も可能にした。Cityscapesで高精度かつ22Hzの推論速度を実現。
原題: Real-time Fusion Network for RGB-D Semantic Segmentation Incorporating Unexpected Obstacle Detection for Road-driving Images ／ Lei Sun, Kailun Yang, Xinxin Hu 他
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 → - 論文姿勢推定ロボティクス
深層学習によるIMUジャイロのノイズ除去と開ループ姿勢推定
拡張畳み込みニューラルネットワークを用いてIMUジャイロのノイズを除去し、デッドレコニングでリアルタイムに3D姿勢を推定する手法を提案した論文。
原題: Denoising IMU Gyroscopes with Deep Learning for Open-Loop Attitude Estimation ／ Martin Brossard, Silvere Bonnabel, Axel Barrau
日本語で読む →