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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: 2019/10/1 ／ 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 →- 論文自律水上艇ロボティクス
DuckietownからRobotXへ：自律水上艇のAI運転に向けて
DuckietownのAI-Driving Olympicsの枠組み（Dockerコンテナ化と統一AIエージェント）をRobotXの自律水上艇に適用し、ROS/MOOSの統合やシミュレーションから実機への機能開発、評価用屋外プラットフォーム構築を行った。
原題: Team NCTU: Toward AI-Driving for Autonomous Surface Vehicles -- From Duckietown to RobotX ／ Yi-Wei Huang, Tzu-Kuan Chuang, Ni-Ching Lin 他
日本語で読む → - 論文強化学習効率化機械学習
QuaRL: 強化学習を高速かつ環境に優しくする量子化手法
強化学習の学習を8ビット量子化したアクターで高速化するActorQを提案し、最大5.41倍の速度向上と最大3.76倍のCO2排出削減を実現した。
原題: QuaRL: Quantization for Fast and Environmentally Sustainable Reinforcement Learning ／ Srivatsan Krishnan, Maximilian Lam, Sharad Chitlangia 他
日本語で読む → - 論文セグメンテーション画像認識
視点変換ベース残差ネットワークによる道路画像の意味的セグメンテーション
ステレオ画像の視差情報から道路面を線形モデル化し、視点変換で左右画像を揃えた上で残差ネットワークにより道路領域を高精度にセグメンテーションする手法を提案した。
原題: PT-ResNet: Perspective Transformation-Based Residual Network for Semantic Road Image Segmentation ／ Rui Fan, Yuan Wang, Lei Qiao 他
日本語で読む → - 論文UAVナビゲーションロボティクス
UAVによる橋梁内部の自律点検のための視点計画とナビゲーション
GPSやオプティカルフローが使えない箱桁橋内部で、2D LiDARを用いた局所ナビゲーションと監督・計画器を組み合わせ、UAVが橋梁を完全自律点検するシステムを構築した。
原題: View Planning and Navigation Algorithms for Autonomous Bridge Inspection with UAVs ／ Kevin Yu, Prajwal Shanthakumar, Jonah Orevillo 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
回生ブレーキ時のペダル触覚補償が運転に与える効果
回生ブレーキ時の自然なブレーキペダル感触を触覚提示で補償し、運転の安全性と性能への効果をシミュレータ実験で検証した。補償により急ブレーキが減少し安全性が向上、特に2ペダル協調制動で効果が大きい。
原題: Efficacy of Haptic Pedal Feel Compensation on Driving with Regenerative Braking ／ Umut Caliskan, Volkan Patoglu
日本語で読む → - 論文人間動作予測ロボティクス
ハミルトン・ヤコビ到達可能性に基づく人間動作予測・解析フレームワーク
人間とモデルパラメータ信念の結合状態空間でハミルトン・ヤコビ到達可能性を解き、誤った事前分布に頑健な人間動作予測手法を提案した論文。
原題: A Hamilton-Jacobi Reachability-Based Framework for Predicting and Analyzing Human Motion for Safe Planning ／ Somil Bansal, Andrea Bajcsy, Ellis Ratner 他
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
深層学習による可動物体セグメンテーションを用いた3D LiDAR点群マップの再ローカライゼーション改善
3D LiDAR点群から深層学習で可動物体を除去して長持ちする地図を作り、後日の再ローカライゼーション精度を向上させた研究。
原題: Improving Map Re-localization with Deep 'Movable' Objects Segmentation on 3D LiDAR Point Clouds ／ Victor Vaquero, Kai Fischer, Francesc Moreno-Noguer 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
逆動力学に基づく制御リアプノフ関数アプローチ
劣駆動二足歩行ロボットの全身制御のため、制御リアプノフ関数を逆動力学の枠組みで解く最適化手法を提案し、シミュレーションでの歩行と実機での動的しゃがみ動作を実証した。
原題: An Inverse Dynamics Approach to Control Lyapunov Functions ／ Jenna Reher, Claudia Kann, Aaron D. Ames
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
重要状態を学習するクリティカル確率的ロードマップ
グラフ理論の媒介中心性で経路計画に重要な状態を特定し、局所環境特徴からその重要度を学習して階層グラフで活用する手法を提案。一様サンプリング比で最大3桁の効率改善を達成した。
原題: Learned Critical Probabilistic Roadmaps for Robotic Motion Planning ／ Brian Ichter, Edward Schmerling, Tsang-Wei Edward Lee 他
日本語で読む → - 論文ステレオ視/障害物検出画像認識
細い障害物と反射物体に対応するステレオアルゴリズム
三眼カメラと偏光カメラを組み合わせ、反射物体や細いワイヤを検出できる階層的視差推定アルゴリズムを提案し、屋外データで従来法より大幅に精度を改善した。
原題: A Stereo Algorithm for Thin Obstacles and Reflective Objects ／ John Keller, Sebastian Scherer
日本語で読む → - 論文SLAM/環境モデリングロボティクス
2次元レーザースキャンから折れ線を抽出する最尤推定法
2次元レーザーレンジスキャンから、スキャンの尤度を最大化する折れ線集合を求めることで、室内環境の直線構造を高精度に抽出する確率的手法を提案した。
原題: A Maximum Likelihood Approach to Extract Polylines from 2-D Laser Range Scans ／ Alexander Schaefer, Daniel Büscher, Lukas Luft 他
日本語で読む → - 論文ウェアラブルセンシングロボティクス
肩関節用の生体模倣キネマティックセンシングスーツの設計と試作：多自由度肩エクソスーツへの先駆け
筋肉の協調と固有受容感覚に着想を得た腱ベースのセンシング機構を開発し、肩関節の動きをANNで推定。モーションキャプチャ評価で方位角約5.43度、仰角約3.65度のRMSEを達成した。
原題: Design and Prototyping of a Bio-inspired Kinematic Sensing Suit for the Shoulder Joint: Precursor to a Multi-DoF Shoulder Exosuit ／ Rejin John Varghese, Benny P L Lo, Guang-Zhong Yang
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
着地衝撃を考慮した全駆動二足歩行ロボットのオンライン動作計画
離散的な着地衝撃ダイナミクスと着地タイミングを考慮しつつ、1歩分の全身動作を0.6秒以内にリアルタイム生成するオンライン動作計画手法を提案した。
原題: Impact-Aware Online Motion Planning for Fully-Actuated Bipedal Robot Walking ／ Yuan Gao, Xingye Da, Yan Gu
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
多目的ベイズ最適化によるロバストなモデルフリー強化学習
制御理論の遅延余裕とゲイン余裕をロバスト性指標としてデータから推定し、多目的ベイズ最適化で性能とロバスト性のトレードオフを取るモデルフリー強化学習手法を提案し、Furuta振り子のsim2realと実機実験で有効性を示した。
原題: Robust Model-free Reinforcement Learning with Multi-objective Bayesian Optimization ／ Matteo Turchetta, Andreas Krause, Sebastian Trimpe
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
生成による模倣：対話型タスクの模倣のための深層生成モデル
人間との対話タスクを観察学習と運動感覚学習の組み合わせでロボットに学習させるため、動作埋め込み・相手動作予測・関節軌道生成を組み合わせた深層学習フレームワークを提案し、4種類の対話タスクで有効性を示した。
原題: Imitating by generating: deep generative models for imitation of interactive tasks ／ Judith Bütepage, Ali Ghadirzadeh, Özge Öztimur Karadag 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
手術ロボットによる柔軟組織の自律操作に向けた協調学習：近似Q学習アプローチ
未知の柔軟組織を間接的に操作するため、人間の知識で特徴量を選びつつ線形近似Q学習で最適行動を学ぶ手法を提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Toward Synergic Learning for Autonomous Manipulation of Deformable Tissues via Surgical Robots: An Approximate Q-Learning Approach ／ Sahba Aghajani Pedram, Peter Walker Ferguson, Changyeob Shin 他
日本語で読む → - 論文脚式移動ロボティクス
脚式移動研究のためのオープンなトルク制御モジュラーロボットアーキテクチャ
低コスト・低複雑性のアクチュエータモジュールと足底接触センサを開発し、それらを組み合わせた2.2kgの四脚ロボットを構築。力制御とインピーダンス制御を活かした運動制御手法を実証した。
原題: An Open Torque-Controlled Modular Robot Architecture for Legged Locomotion Research ／ Felix Grimminger, Avadesh Meduri, Majid Khadiv 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作画像認識
DexPilot：素手の視覚認識による多指ロボットハンド・アームの低コスト遠隔操作システム
素手の映像だけから23自由度の多指ロボットハンド・アームを低コストで遠隔操作できる視覚ベースのシステムを開発し、単純なピック&プレースを超える複雑な操作タスクの実現と高次元データ収集を示した。
原題: DexPilot: Vision Based Teleoperation of Dexterous Robotic Hand-Arm System ／ Ankur Handa, Karl Van Wyk, Wei Yang 他
日本語で読む → - 論文ロボットセキュリティロボティクス
障害物回避を学習して移動ロボットを罠にかける知的物理攻撃
外部観測からロボットの障害物回避機構を学習し、最短経路・低活動量で誘導して所定位置に閉じ込める物理攻撃手法を提案・実機検証した。
原題: Intelligent Physical Attack Against Mobile Robots With Obstacle-Avoidance ／ Yushan Li, Jianping He, Cailian Chen 他
日本語で読む → - 論文UAV計測ロボティクス
UAV搭載3D LiDARによる作物高さと区画の推定
ドローンに載せた3D LiDARの点群から小麦圃場の作物高さを推定する手法を提案し、112区画でRMSE 6.1cmを達成した。
原題: Crop Height and Plot Estimation for Phenotyping from Unmanned Aerial Vehicles using 3D LiDAR ／ Harnaik Dhami, Kevin Yu, Tianshu Xu 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
レイ経路情報に基づく解析的LiDARセンサモデル
LiDARのレイ経路情報を活用し、地図構築と自己位置推定の両方に適用できる一貫した物理モデルを提案。実環境実験で既存モデルを上回る性能を示した。
原題: An Analytical Lidar Sensor Model Based on Ray Path Information ／ Alexander Schaefer, Lukas Luft, Wolfram Burgard
日本語で読む → - 論文手術ロボティクスロボティクス
深度カメラとパーティクルフィルタによるロボット骨切開ナビゲーション
軽量ロボットアーム先端の深度カメラの生画像からパーティクルフィルタで腸骨の6自由度姿勢を推定し、術前計画との位置合わせを不要にした骨切開ナビゲーションシステムを開発、遺体実験で有効性を示した。
原題: Depth Camera Based Particle Filter for Robotic Osteotomy Navigation ／ Tim Übelhör, Jonas Gesenhues, Nassim Ayoub 他
日本語で読む → - 論文空撮/自律飛行ロボティクス
学習ベースの芸術的判断による非構造環境での自律空撮
視覚的なターゲット推定、遮蔽を考慮した3D距離場マッピング、長期間の軌道最適化、学習による構図選択を統合し、非構造環境で動く対象を撮影する完全自律空撮システムを実現した。
原題: Autonomous Aerial Cinematography In Unstructured Environments With Learned Artistic Decision-Making ／ Rogerio Bonatti, Wenshan Wang, Cherie Ho 他
日本語で読む → - 論文身体性設計機械学習
身体性がニューラルコントローラの学習可能性を左右する
センサ配置の設計が損失関数の地形を変え、複数タスク間での破滅的忘却の起こりやすさを増減させることを示した研究。
原題: Embodiment dictates learnability in neural controllers ／ Joshua Powers, Ryan Grindle, Sam Kriegman 他
日本語で読む → - 論文運動学習ロボティクス
力場適応の一般化と運動学習の内部表現
8方向の力場適応実験で一般化の非対称性を調べ、肢のインピーダンスを考慮したモデルが学習表現の解釈を改善することを示した。
原題: Force Field Generalization and the Internal Representation of Motor Learning ／ Alireza Rezazadeh, Max Berniker
日本語で読む → - 論文水中SLAM/データセット画像認識
海底近傍航行のための視覚・慣性・圧力統合ローカリゼーション用水中データセットAQUALOC
海底近くを航行する水中ロボット向けに、港湾・水深270m・380mの遺跡という3環境でモノラルカメラ・IMU・圧力センサを同期収録した17系列のデータセットを公開し、SfMによるオフライン軌道も提供した。
原題: AQUALOC: An Underwater Dataset for Visual-Inertial-Pressure Localization ／ Maxime Ferrera, Vincent Creuze, Julien Moras 他
日本語で読む → - 論文一人称視点知覚画像認識
JRDB: 人環境における一人称視点ロボット知覚のデータセットとベンチマーク
社会的移動マニピュレータJackRabbotで収集した360度映像・3D点群・音声などを含む一人称視点マルチモーダルデータセットを公開し、人物の2D/3D検出・追跡のベンチマークを提供する。
原題: JRDB: A Dataset and Benchmark of Egocentric Robot Visual Perception of Humans in Built Environments ／ Roberto Martín-Martín, Mihir Patel, Hamid Rezatofighi 他
日本語で読む → - 論文認知地図q-bio.NC
内嗅皮質-海馬回路に着想を得たスパース空間符号による認知地図学習
グリッド細胞から歯状回顆粒細胞への競合ヘブ学習モデルを構築し、KITTIデータセット上でロボットによる大規模屋外環境の半計量トポロジカル地図構築を実証した。
原題: Learning Sparse Spatial Codes for Cognitive Mapping Inspired by Entorhinal-Hippocampal Neurocircuit ／ Taiping Zeng, XiaoLi Li, Bailu Si
日本語で読む → - 論文視覚オドメトリロボティクス
マルチフレームGANによる低照度ステレオ視覚オドメトリの画像強調
低照度環境でのステレオ視覚オドメトリ向けに、ペアデータ不要の可逆的敵対的ネットワークで画像列を明るく変換し、時間的・ステレオ整合性を損失に組み込んだマルチフレームGANを提案した論文。
原題: Multi-Frame GAN: Image Enhancement for Stereo Visual Odometry in Low Light ／ Eunah Jung, Nan Yang, Daniel Cremers
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
不確実性下でのロバストなナビゲーション行動の学習
環境の不確実性を予測するモジュールを組み込んだ強化学習ネットワークを提案し、未知環境でも衝突を避けつつ適応的に経路生成できるロボットナビゲーション手法を実現した。
原題: Learning Resilient Behaviors for Navigation Under Uncertainty ／ Tingxiang Fan, Pinxin Long, Wenxi Liu 他
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