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: 2020/1/1 ／ 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 →- 論文安全制御制御
体積を考慮した制御バリア関数
ロボットの体積（広がり）を状態空間に含めて安全制約を扱う「拡張対応制御バリア関数」を提案し、SOS最適化とサンプリングベースの実装法を示した論文。
原題: Extent-Compatible Control Barrier Functions ／ Mohit Srinivasan, Matthew Abate, Gustav Nilsson 他
日本語で読む → - 論文研究手法ロボティクス
ロボティクス研究はコンピュータビジョン研究から何を学べるか
コンピュータビジョンの急速な進展は深層学習だけでなく厳格な制約下での評価と数値による比較という研究手法に起因すると論じ、ロボティクス研究への示唆を考察した論文。
原題: What can robotics research learn from computer vision research? ／ Peter Corke, Feras Dayoub, David Hall 他
日本語で読む → - 論文好奇心探索AI
好奇心とエピソード記憶によるロボットの高次元感覚空間探索
画像センサを持つロボットが好奇心駆動で目標指向探索を行うアーキテクチャを提案し、エピソード記憶を組み込むことでオンライン学習時の破滅的忘却を防ぎ、学習の可塑性と安定性のバランスを調整できることを示した。
原題: Intrinsic Motivation and Episodic Memories for Robot Exploration of High-Dimensional Sensory Spaces ／ Guido Schillaci, Antonio Pico Villalpando, Verena Vanessa Hafner 他
日本語で読む → - 論文マルチカメラ協調/物体追跡画像認識
姿勢情報を活用したマルチカメラ協調による能動的物体追跡
複数カメラが姿勢情報を共有して協調し、遮蔽物があっても対象を追跡できるシステムを提案した。視覚ベースと姿勢ベースの制御を切り替えて追跡性能を向上させている。
原題: Pose-Assisted Multi-Camera Collaboration for Active Object Tracking ／ Jing Li, Jing Xu, Fangwei Zhong 他
日本語で読む → - 論文3D再構成画像認識
複数視点からの3D再構成を学習により補正する手法
既存の3D再構成から描画した2D視点をCNNで補正し、隣接視点間の特徴マップ融合により高品質な大規模3D再構成を低コストで実現する。
原題: Learning to Correct 3D Reconstructions from Multiple Views ／ Ştefan Săftescu, Paul Newman
日本語で読む → - 論文自動駐車/視覚SLAM画像認識
視覚SLAMを用いた学習済み軌道による自動駐車システム
周囲カメラの視覚SLAMで駐車場の地図を事前構築し、再訪時に自己位置を高精度に推定して学習済み軌道で自動駐車するシステムを設計・実装し、市販車に搭載した。
原題: Trained Trajectory based Automated Parking System using Visual SLAM on Surround View Cameras ／ Nivedita Tripathi, Senthil Yogamani
日本語で読む → - 論文捕球制御ロボティクス
飛翔するピグレットを捕まえる学習
RGB-Dカメラとレーダーを融合した閉ループ制御で、投げられたぬいぐるみを検出・追跡し、深層学習で捕捉点を予測して80%の成功率で捕球した論文。
原題: Learning to Catch Piglets in Flight ／ Ozan Çatal, Lawrence De Mol, Tim Verbelen 他
日本語で読む → - 論文ソーシャルロボティクスロボティクス
自閉症児の長期在宅利用に向けたソーシャルアシスティブ・ロボットの設計
自閉症スペクトラム障害の子どもを対象に、家庭内で長期間自律動作するソーシャルアシスティブ・ロボットの設計と、1か月にわたる在宅データ収集から得た知見を報告した論文。
原題: Designing a Socially Assistive Robot for Long-Term In-Home Use for Children with Autism Spectrum Disorders ／ Roxanna Pakkar, Caitlyn Clabaugh, Rhianna Lee 他
日本語で読む → - 論文交通制御math.OC
多車線ラウンドアバウトにおけるCAV協調のためのリアルタイム最適制御器の実験的検証
多車線ラウンドアバウトでコネクテッド自動車(CAV)を協調させる最適制御フレームワークを、Delaware大学のスケールドスマートシティ(UDSSC)で実験検証し、停止・発進の繰り返しを完全に排除しつつ安全性を保てることを示した。
原題: Experimental Validation of a Real-Time Optimal Controller for Coordination of CAVs in a Multi-Lane Roundabout ／ Behdad Chalaki, Logan E. Beaver, Andreas A. Malikopoulos
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
PD制御による二足歩行ロボットの局所安定性解析
二足歩行ロボットのPD追従制御則について、連続・離散が交互に起こるハイブリッド系での安定性を理論的に示し、シミュレーションで検証した論文。
原題: Local Stability of PD Controlled Bipedal Walking Robots ／ Shishir Kolathaya
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
2D-VSR-Sim：最適化しやすい2次元ボクセル型ソフトロボットシミュレータの設計・検証・事例研究
ボクセル型ソフトロボットの身体と制御の最適化研究を支援するJava製シミュレータを提案し、その機械的特性と計算負荷を評価するとともに、過去研究の再現実験を示した。
原題: Design, Validation, and Case Studies of 2D-VSR-Sim, an Optimization-friendly Simulator of 2-D Voxel-based Soft Robots ／ Eric Medvet, Alberto Bartoli, Andrea De Lorenzo 他
日本語で読む → - 論文人間行動モデリングロボティクス
確率的な人間行動モデル再考：軌跡空間に適したボルツマンモデルの再設計
人間の軌跡選択をモデル化する際、軌跡間の距離を考慮した新たなボルツマンモデルを提案し、ユーザー研究とロボット推論で従来モデルより高い精度を示した。
原題: LESS is More: Rethinking Probabilistic Models of Human Behavior ／ Andreea Bobu, Dexter R. R. Scobee, Jaime F. Fisac 他
日本語で読む → - 論文幾何学/ビリヤードmath.DS
楕円ビリヤードにおける3周期軌道の軌跡：なぜこれほど多くの楕円が現れるのか
楕円ビリヤード内の3周期軌道の三角形中心が描く軌跡を調べ、楕円になるかどうかを判定する2つの厳密な手法を提案し、辺長に関する有理関数なら軌跡が代数的であることを証明した。
原題: Loci of 3-periodics in an Elliptic Billiard: why so many ellipses? ／ Ronaldo Garcia, Jair Koiller, Dan Reznik
日本語で読む → - 論文手術ロボティクスロボティクス
手術ロボティクスのための先進知能システム
手術ロボットの歴史と現状の知能システム・自律化技術を概観し、完全自律手術に向けた課題と展望を論じたレビュー論文。
原題: Advanced Intelligent Systems for Surgical Robotics ／ Mai Thanh Thai, Phuoc Thien Phan, Shing Wong 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
密集環境における未知物体のリアルタイム把持姿勢推定
点群から物体輪郭と骨格を抽出し、複雑形状や密集した未知物体に対してリアルタイムに把持姿勢を推定する手法を提案し、UR10ロボットで有効性を検証した。
原題: Real-time Grasp Pose Estimation for Novel Objects in Densely Cluttered Environment ／ Mohit Vohra, Ravi Prakash, Laxmidhar Behera
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
予測としての知覚：自動運転における汎用価値関数の活用
汎用価値関数(GVF)を用いて、周囲車両の挙動が自車の安全に与える影響をデータ駆動で予測する『予測としての知覚』フレームワークを提案し、適応巡航制御や実車両で有効性を示した論文。
原題: Perception as prediction using general value functions in autonomous driving applications ／ Daniel Graves, Kasra Rezaee, Sean Scheideman
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
線形モジュール環境における複数ロボットの巡回被覆
階や部屋などが直列につながる環境を対象に、複数ロボットで全地点を巡回する最短経路問題(mTSP)を多項式時間でほぼ最適に解く近似アルゴリズムを提案した。
原題: Multirobot Coverage of Linear Modular Environments ／ Mirko Salaris, Alessandro Riva, Francesco Amigoni
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
深層ニューラルネットワーク推論による多指把持計画
物体の3Dボクセル表現と把持姿勢から把持成功率を予測するCNNを学習し、成功率を最大化する把持姿勢を推論することで、外部プランナなしに多指把持を計画する手法を提案した。実機実験で既存手法を上回る性能を示した。
原題: Multi-Fingered Grasp Planning via Inference in Deep Neural Networks ／ Qingkai Lu, Mark Van der Merwe, Balakumar Sundaralingam 他
日本語で読む → - 論文数理物理math.DS
楕円ビリヤードにおける三角形軌道の新性質
楕円ビリヤードの3周期軌道族における新しい不変量について、未証明だった事実の証明と新たな関連性質を提示した論文。
原題: New Properties of Triangular Orbits in Elliptic Billiards ／ Ronaldo Garcia, Dan Reznik, Jair Koiller
日本語で読む → - 論文MPC/視覚ナビゲーションロボティクス
深層オプティカルフローとPixelMPCによる攻めの知覚考慮ナビゲーション
オプティカルフローとロボットダイナミクスを組み合わせた深層オプティカルフローダイナミクスをMPCに統合し、高速ドローンレースで重要な特徴の視認性を保ちながら飛行するPixelMPCを提案した。
原題: Aggressive Perception-Aware Navigation using Deep Optical Flow Dynamics and PixelMPC ／ Keuntaek Lee, Jason Gibson, Evangelos A. Theodorou
日本語で読む → - 論文ソナーシミュレーションeess.SP
実時間マルチデバイスソナーシミュレーションのためのラスタライズ・レイトレーシング融合パイプライン
ラスタライズで一次交差を計算し反射領域のみレイトレースするハイブリッドGPUパイプラインにより、複数種類のソナーを実時間で高品質にシミュレーションする手法を提案した。
原題: A rasterized ray-tracer pipeline for real-time, multi-device sonar simulation ／ Rômulo Cerqueira, Tiago Trocoli, Jan Albiez 他
日本語で読む → - 論文軌道予測画像認識
イベントカメラで高速軌道を時空間予測する
跳ねるボールのような高速・非線形な移動目標の軌道予測にLSTMを適用し、イベントカメラの非同期データをどう活用できるかを検討した研究。
原題: Exploiting Event Cameras for Spatio-Temporal Prediction of Fast-Changing Trajectories ／ Marco Monforte, Ander Arriandiaga, Arren Glover 他
日本語で読む → - 論文モーションキャプチャ画像認識
2D姿勢と3Dモーションの相乗的再構成による広域多人数ビデオモーションキャプチャ
多カメラ映像から各人物の3D姿勢を予測し、その結果を次フレームの2Dバウンディングボックス予測にフィードバックすることで、広域・多人数環境での高精度なマーカーレスモーションキャプチャを実現した。
原題: Synergetic Reconstruction from 2D Pose and 3D Motion for Wide-Space Multi-Person Video Motion Capture in the Wild ／ Takuya Ohashi, Yosuke Ikegami, Yoshihiko Nakamura
日本語で読む → - 論文人とロボットの対話学習ロボティクス
教えて！君の遊びたいルール：人とロボットの対話で学ぶコネクトフォー変種
ロボットがゲーム理論表現とデモンストレーション・能動学習を組み合わせ、人間との質問応答を通じてコネクトフォーの勝利条件やその変種を少ない例から学習し、人間と対戦できることを示した研究。
原題: Teach Me What You Want to Play: Learning Variants of Connect Four through Human-Robot Interaction ／ Ali Ayub, Alan R. Wagner
日本語で読む → - 論文サービスロボットロボティクス
車輪型ヒューマノイド執事ロボットM-Huboの高速知覚・計画・実行
3D物体検出と運動学的に最適なマニピュレーション計画を統合し、車輪型ヒューマノイドが飲み物などを高速で取ってくる執事ロボットシステムを実現した。
原題: Fast Perception, Planning, and Execution for a Robotic Butler: Wheeled Humanoid M-Hubo ／ Moonyoung Lee, Yujin Heo, Jinyong Park 他
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習ロボティクス
見習い学習と深層強化学習による運転行動の獲得
逆強化学習で報酬関数を推定しつつDDPGとREINFORCEで連続行動の運転・停止方策を学習し、シミュレーションで人間らしい運転を実現した。
原題: Learning to drive via Apprenticeship Learning and Deep Reinforcement Learning ／ Wenhui Huang, Francesco Braghin, Zhuo Wang
日本語で読む → - 論文自動運転データセット画像認識
Virtual KITTI 2：自動運転向け拡張バーチャルデータセット
KITTI追跡ベンチマークの5シーケンスを仮想環境で複製し、天候やカメラ設定のバリエーション、RGB・深度・セグメンテーション・フローなどの多様な画像データを提供するデータセットを公開した。
原題: Virtual KITTI 2 ／ Yohann Cabon, Naila Murray, Martin Humenberger
日本語で読む → - 論文状態機械/パラメータ調整ロボティクス
SMTに基づくロボット遷移修復
ロボットの状態機械の遷移関数パラメータを、実行トレースと人間による少数の修正例からMaxSMT問題として自動調整する手法を提案。
原題: SMT-based Robot Transition Repair ／ Jarrett Holtz, Arjun Guha, Joydeep Biswas
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
大規模屋外環境向けランドマーク付き視覚意味SLAM
ORB SLAMの3D点群とPSPNet-101のセマンティックセグメンテーションを統合し、大規模環境の意味3Dマップを構築。KITTI向けにGPSとランドマークラベル付きデータセットも作成した。
原題: Visual Semantic SLAM with Landmarks for Large-Scale Outdoor Environment ／ Zirui Zhao, Yijun Mao, Yan Ding 他
日本語で読む → - 論文自動運転HCI
感情の価値と覚醒度が自動運転時のテイクオーバー性能に与える影響
条件付き自動運転のシミュレーション実験で、ポジティブ感情がテイクオーバー品質を向上させる一方、覚醒度の高さは時間短縮に寄与しないことを示した。
原題: Examining the Effects of Emotional Valence and Arousal on Takeover Performance in Conditionally Automated Driving ／ Na Du, Feng Zhou, Elizabeth Pulver 他
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