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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: 2019/9/1 ／ 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 →- 論文歩行ロボティクス
多脚壁登りロボットのための最適化ベース動作計画
6脚ロボットが2枚の壁の間で摩擦のみの接触を保ちながら垂直登攀するための動作計画を、胴体姿勢と接触力に分離して最適化で解く手法を提案し、障害物や凹凸・傾斜壁で検証した。
原題: Optimization Based Motion Planning for Multi-Limbed Vertical Climbing Robots ／ Xuan Lin, Jingwen Zhang, Junjie Shen 他
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
共有セマンティクスでリアルタイム走行シーン解析を強化
複数カメラ間で意味情報を共有・融合するモジュールを追加し、各カメラを個別処理する従来法より高精度かつ効率的に走行シーンを解析する手法を提案した。
原題: Boosting Real-Time Driving Scene Parsing with Shared Semantics ／ Zhenzhen Xiang, Anbo Bao, Jie Li 他
日本語で読む → - 論文定性空間推論AI
拡張物体間の定性方向・距離推論のためのASPフレームワーク
拡張物体間の定性的な方向と距離の関係を表現・推論するため、Cardinal Directional Calculusを拡張したnCDCとnCDC+を提案し、ASPベースの一貫性検査や関係推論の枠組みを構築した論文。
原題: Reasoning about Qualitative Direction and Distance between Extended Objects using Answer Set Programming ／ Yusuf Izmirlioglu
日本語で読む → - 論文最適制御機械学習
深層微分値関数と行動制約を用いたHJB最適フィードバック制御
Hamilton-Jacobi-Bellman方程式に深層微分ネットワークを組み込み、行動制約を自然に満たす連続時間の最適フィードバック制御則を学習する手法を提案した。再計画なしに任意の状態から最適軌道を生成できる。
原題: HJB Optimal Feedback Control with Deep Differential Value Functions and Action Constraints ／ Michael Lutter, Boris Belousov, Kim Listmann 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
深層強化学習による多指適応型触覚把持
触覚と固有感覚を用いた深層強化学習方策で、粗い初期位置から多指ハンドの微調整と再把持を行い、シミュレーションのみで学習して実機に転移する触覚閉ループ把持手法を提案。
原題: MAT: Multi-Fingered Adaptive Tactile Grasping via Deep Reinforcement Learning ／ Bohan Wu, Iretiayo Akinola, Jacob Varley 他
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
線形制約付き模倣学習のためのノンパラメトリック枠組み
複数デモの確率的性質を線形制約付き最適化に組み込み、制約下の運動スキルを模倣するノンパラメトリック手法を提案した論文。
原題: A Linearly Constrained Nonparametric Framework for Imitation Learning ／ Yanlong Huang, Darwin G. Caldwell
日本語で読む → - 論文接触計画ロボティクス
SL1M: 不整地における接触計画のためのスパースL1ノルム最小化
脚式ロボットの接触選択問題をL1ノルムのスパース性を利用して線形計画問題に緩和し、混合整数最適化より50〜100倍高速に接触計画を立てる手法を提案した。
原題: SL1M: Sparse L1-norm Minimization for contact planning on uneven terrain ／ Steve Tonneau, Daeun Song, Pierre Fernbach 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚による高密度箱詰めのための挿入制御
高解像度触覚センサGelSlimを用い、把持物体と箱の接触情報から位置誤差を推定・補正し、未知物体でも箱の隙間へ挿入できるシステムを提案した。
原題: Tactile-Based Insertion for Dense Box-Packing ／ Siyuan Dong, Alberto Rodriguez
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ロボット運動リスク推論フレームワーク
ロボットの移動におけるリスクを命題論理と確率論で形式定義し、時間・空間両面のリスクを単一指標に統合する枠組みを提案した。
原題: Robot Motion Risk Reasoning Framework ／ Xuesu Xiao, Jan Dufek, Robin R. Murphy
日本語で読む → - 論文マルチエージェントAI
人間監督型マルチエージェントチームのレジリエンス向上のためのアラート生成フレームワーク
人間が複数のロボットを監督する災害救助などのミッションで、タスク失敗や性能低下の兆候を確率的に検出しアラートを出すフレームワークを提案。効率的なシミュレーションで低確率事象も検出できる。
原題: An Alert-Generation Framework for Improving Resiliency in Human-Supervised, Multi-Agent Teams ／ Sarah Al-Hussaini, Jason M. Gregory, Shaurya Shriyam 他
日本語で読む → - 論文群制御制御
左不変マルチエージェント系における相対位置の可観測性とフォーメーション制御への応用
エージェント間の相対位置が直接得られない状況で、他の計測値から相対位置を再構成する可観測性問題を左不変制御系として定式化し、距離ベースのフォーメーション制御に応用した研究。
原題: On the observability of relative positions in left-invariant multi-agent control systems and its application to formation control ／ Leonardo Colombo, Hector Garcia de Marina, María Barbero Liñán 他
日本語で読む → - 論文分散強化学習機械学習
SURREAL-System：分散深層強化学習のための完全統合スタック
ハードウェア抽象化からアルゴリズムまで4層で構成され、ラップトップからクラウドまでスケール可能な分散強化学習フレームワークを提案し、PPOやESを数千コア・数百GPUに拡張してGymとRoboticsで最先端性能を達成した。
原題: SURREAL-System: Fully-Integrated Stack for Distributed Deep Reinforcement Learning ／ Linxi Fan, Yuke Zhu, Jiren Zhu 他
日本語で読む → - 論文マルチロボット模倣学習ロボティクス
専門家の観察によるマルチロボット方策の推定と学習
専門家ロボットチームの未注釈観察から各ロボットの制御器を推定し、その履歴でニューラルネット方策を学習して、同じ制御器群を持つ未学習チームに同等のミッション遂行性能を与える手法を提案した。
原題: Inferring and Learning Multi-Robot Policies by Observing an Expert ／ Pietro Pierpaoli, Harish Ravichandar, Nicholas Waytowich 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
集中Qネットで学習するマルチロボット分散マクロ行動ポリシー
集中Qネットを教師として各ロボットの分散Qネットを訓練するMacDec-MADDRQNを提案し、倉庫での実機ツール配送タスクを効率的に達成した。
原題: Learning Multi-Robot Decentralized Macro-Action-Based Policies via a Centralized Q-Net ／ Yuchen Xiao, Joshua Hoffman, Tian Xia 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
二足走行における体幹ピッチ振動のエネルギー最適化：鳥類とロボットの比較分析
鳥類の走行をバネ付き倒立振子モデルで解析し、体幹のピッチ振動がエネルギー消費に与える影響を評価。重心のエネルギー変動や脚・股関節の仕事を最小化する3つの戦略を導出し、脚式ロボットへの応用を提案した。
原題: Trunk Pitch Oscillations for Energy Trade-offs in Bipedal Running Birds and Robots ／ Özge Drama, Alexander Badri-Spröwitz
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
ベイズ局所サンプリングに基づく運動計画
過去のサンプル結果から提案分布をベイズ更新し、狭い通路でも効率的に経路を見つける局所サンプリング型運動計画手法を提案した。
原題: Bayesian Local Sampling-based Planning ／ Tin Lai, Philippe Morere, Fabio Ramos 他
日本語で読む → - 論文筋電制御eess.SP
筋電信号から義手を制御する深層学習アプローチ
生の筋電信号から指の位置を予測し義手を制御するため、特徴量設計を不要にする新しい深層畳み込みニューラルネットワークを提案し、組込みGPU上でリアルタイム動作を実現した。
原題: Deep learning approach to control of prosthetic hands with electromyography signals ／ Mohsen Jafarzadeh, Daniel Curtiss Hussey, Yonas Tadesse
日本語で読む → - 論文シミュレーションロボティクス
Pepper・NAOロボット向けBulletベースシミュレータqiBullet
PepperとNAOヒューマノイドの物理的に正確なシミュレーションを可能にする、Bullet物理エンジンを用いたqiBulletツールを提案した論文。
原題: qiBullet, a Bullet-based simulator for the Pepper and NAO robots ／ Maxime Busy, Maxime Caniot
日本語で読む → - 論文人間ロボットインタラクションロボティクス
人間の信頼を利用するロボット
人間がロボットを合理的だと信頼して行動を解釈することを利用し、ロボットが自身の目的をより効率的に最適化する行動を取れることをゲーム理論でモデル化し、ユーザー研究で検証した論文。
原題: Robots that Take Advantage of Human Trust ／ Dylan P. Losey, Dorsa Sadigh
日本語で読む → - 論文UAV自己位置推定ロボティクス
UAV自己位置推定のための視覚計測の完全性監視
GNSSのRAIMに着想を得て、最適化ベースの視覚自己位置推定の完全性を監視し、状態推定の保護レベル（各方向の最大誤差）を算出する手法を提案した。EuRoCデータセットで検証し、一般的な3σ法より信頼性の高い誤差上限を与えることを示した。
原題: Visual Measurement Integrity Monitoring for UAV Localization ／ Chengyao Li, Steven L. Waslander
日本語で読む → - 論文群制御制御
限られた視野を持つマルチロボットシステムの安定協調制御の実験的検証
カメラで隣接機を検出するUAV群を対象に、限られた視野下での安定した協調運動と分散トポロジ制御の枠組みを導出し、可搬型マルチロボット実験装置で屋内・強風屋外環境での有効性を実証した。
原題: Experimental Validation of Stable Coordination for Multi-Robot Systems with Limited Fields of View using a PortableMulti-Robot Testbed ／ Pratik Mukherjee, Matteo Santilli, Andrea Gasparri 他
日本語で読む → - 論文社会的ナビゲーションロボティクス
SocNav1: 社会的ナビゲーション規範を評価・学習するためのデータセット
ロボットが人に不快感を与えない位置取りを評価するアルゴリズムの比較と深層学習の学習を可能にする、社会的ナビゲーション規範のデータセットSocNav1を構築・公開した論文。
原題: SocNav1: A Dataset to Benchmark and Learn Social Navigation Conventions ／ Luis J. Manso, Pedro Nunez, Luis V. Calderita 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
認知症高齢者のためのロボット運動コーチ「アイアンマン」の設計
認知症高齢者が運動を行う際に、ロボットが行動を認識してマルチモーダルにフィードバックを与える運動コーチの設計を提案し、Baxterロボットによる探索的ユーザー研究で有用性を確認した。
原題: Exercising with an "Iron Man": Design for a Robot Exercise Coach for Persons with Dementia ／ Martin Cooney, Jacob Pihl, Hanna Larsson 他
日本語で読む → - 論文経路計画cs.DS
通路構造を走行するロボットの最適経路スケジューリング
通路グラフ上で限られた移動予算のもと最大報酬の経路を選ぶ問題に対し、2つの特殊ケースを多項式時間で最適に解き、それらを組み合わせた新ヒューリスティックで一般ケースの最先端性能を上回った。
原題: Optimal Routing Schedules for Robots Operating in Aisle-Structures ／ Francesco Betti Sorbelli, Stefano Carpin, Federico Corò 他
日本語で読む → - 論文脳波インタフェースロボティクス
脳信号からユーザの軌道選好を学習する
ロボットアームの軌道を観察中の脳波（EEG）を用いてユーザの選好を解読し、軌道を好み順にランク付けできることを示した研究。
原題: Learning User Preferences for Trajectories from Brain Signals ／ Henrich Kolkhorst, Wolfram Burgard, Michael Tangermann
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
強化学習におけるスパース表現の学習
皮質の側方抑制に着想を得て、スパースな結合表現がTD学習の破滅的干渉を避けつつ汎化を支えることを示した研究。
原題: Learning sparse representations in reinforcement learning ／ Jacob Rafati, David C. Noelle
日本語で読む → - 論文車輪移動ロボットロボティクス
ホメオスタシスを可能にする車輪型非ホロノミックロボットの力学モデリングと実験的検証
柔軟な膜で内部環境を保護しホメオスタシスを実現する車輪型非ホロノミックロボットの内部構造を提案し、その力学をモデル化・実験検証した。
原題: Modeling and Experimental Validation of the Mechanics of a Wheeled Non-Holonomic Robot Capable of Enabling Homeostasis ／ Jeremy Epps, Eric Feron, Mark Mote
日本語で読む → - 論文テレオペレーションロボティクス
多自由度テレマニピュレーションのための時間領域パッシビティ法に基づくドリフト補償
バイラテラル遠隔操作における位置ドリフトを補償する時間領域パッシビティ法を多自由度のデカルト空間操作に拡張し、収束性の解析と最大700msの遅延下での実験・シミュレーションで有効性を示した論文。
原題: Multi-DoF Time Domain Passivity Approach Based Drift Compensation for Telemanipulation ／ Andre Coelho, Christian Ott, Harsimran Singh 他
日本語で読む → - 論文強化学習ベンチマークロボティクス
ROBEL: 低コストロボットによる実世界強化学習のためのベンチマーク
実世界での強化学習研究を加速するため、低コストで頑丈な3本指ハンドロボットと4脚ロボット、および各ロボット向けの連続制御ベンチマークタスク群を公開した論文。
原題: ROBEL: Robotics Benchmarks for Learning with Low-Cost Robots ／ Michael Ahn, Henry Zhu, Kristian Hartikainen 他
日本語で読む → - 論文状態推定stat.ML
ガウス過程による相関測定ノイズを考慮したカルマンフィルタ
ロボティクスで時間相関のある測定ノイズをガウス過程で非パラメトリックにモデル化し、カルマンフィルタへ拡張してSLAMなどで精度向上を示した論文。
原題: Kalman Filtering with Gaussian Processes Measurement Noise ／ Vince Kurtz, Hai Lin
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