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: 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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
区分アフィン近似による巧みな操作のための局所軌道安定化
軌道最適化で得た軌道の周りに区分アフィン近似とポリトープのファネルを構築し、線形計画法で追従するフィードバック制御を設計。大きな外乱下でも実機で巧みな操作を達成した。
原題: Local Trajectory Stabilization for Dexterous Manipulation via Piecewise Affine Approximations ／ Weiqiao Han, Russ Tedrake
日本語で読む → - 論文歩行生成ロボティクス
モデル予測制御によるヘビ型ロボットの歩容自動生成
モデル予測制御と軌道最適化を用いて、環境に応じたヘビ型ロボットの進行歩容を自動生成する手法を提案し、様々な摩擦・流体モデルで効率的な歩容が得られることを示した。
原題: Automatic Snake Gait Generation Using Model Predictive Control ／ Emily Hannigan, Bing Song, Gagan Khandate 他
日本語で読む → - 論文外骨格・嗜好学習ロボティクス
ユーザーの好みから学ぶ外骨格歩行の最適化
外骨格の歩行を、数値的な効率ではなくユーザーの好み（快適さなど）をペア比較で学習して個人に合わせて最適化するCoSparを提案し、実機で好まれる歩行パラメータを安定して見つけられることを示した。
原題: Preference-Based Learning for Exoskeleton Gait Optimization ／ Maegan Tucker, Ellen Novoseller, Claudia Kann 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
ロボット説明システムへの道：状態要約・保存・照会とヒューマンインターフェースに関する調査と提案
ロボットの動作を人間に理解可能にする説明システムを、状態の要約・保存・照会・人間インターフェースの3要素からなる統合システムとして提案し、関連研究の調査と自らのアプローチを論じた論文。
原題: Towards A Robot Explanation System: A Survey and Our Approach to State Summarization, Storage and Querying, and Human Interface ／ Zhao Han, Jordan Allspaw, Adam Norton 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ロボットのためのバーチャルリアリティ
シミュレータの出力をロボットのセンサに提示することで実世界と仮想を融合させ、ブラックボックス/ホワイトボックス型のVR手法と応用(検証・なりすまし攻撃研究・学習データ生成)を提案した論文。
原題: Virtual Reality for Robots ／ Markku Suomalainen, Alexandra Q. Nilles, Steven M. LaValle
日本語で読む → - 論文制御ロボティクス
ジェット推進ロボティクス向け模型ジェットエンジンのモデリング・同定・制御
模型ジェットエンジンの非線形2次モデルをスパース同定とグレーボックス同定で構築し、フィードバック線形化とスライディングモード制御で推力制御を実現した。
原題: Modeling, Identification and Control of Model Jet Engines for Jet Powered Robotics ／ Giuseppe L'Erario, Luca Fiorio, Gabriele Nava 他
日本語で読む → - 論文ソーシャルナビゲーションロボティクス
グラフニューラルネットワークによる人間を考慮したソーシャルナビゲーション
ロボットが人のパーソナルスペースや社会的ルールを守って移動できるよう、グラフニューラルネットワークで社会的な不便さを学習し経路計画に活用する手法を提案した。
原題: Graph Neural Networks for Human-aware Social Navigation ／ Luis J. Manso, Ronit R. Jorvekar, Diego R. Faria 他
日本語で読む → - 論文ツール合成機械学習
想像せよ！創発的アフォーダンスを活用した3Dツール合成
視覚ベースの生成モデルとタスク性能予測器を組み合わせ、潜在空間を勾配探索することで、リーチング課題に適した棒状ツールの形状を生成する手法を提案した。
原題: Imagine That! Leveraging Emergent Affordances for 3D Tool Synthesis ／ Yizhe Wu, Sudhanshu Kasewa, Oliver Groth 他
日本語で読む → - 論文マルチモーダル/強化学習ロボティクス
音声と視覚を統合したロボット制御のための音解釈
音声コマンドを直接解釈し視覚に基づく意思決定を行うエンドツーエンドの深層ニューラルネットを強化学習で訓練し、2種類のロボットで目標物体への精密制御を実現した。
原題: Robot Sound Interpretation: Combining Sight and Sound in Learning-Based Control ／ Peixin Chang, Shuijing Liu, Haonan Chen 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
不確かな境界をなぞる：トルクベースの中間分類による軟組織の精密切断
関節トルクから軟組織の種類を分類する識別器とその決定境界を誤差信号に用いた閉ループ制御で、グレープフルーツの果肉と皮の境界に沿った切断を実現した。
原題: Surfing on an uncertain edge: Precision cutting of soft tissue using torque-based medium classification ／ Artūras Straižys, Michael Burke, Subramanian Ramamoorthy
日本語で読む → - 論文分散SLAMロボティクス
DOOR-SLAM: ロボットチーム向け分散・オンライン・外れ値耐性SLAM
ロボット間の誤ったループ閉じ込みを分散的に排除しつつ、保守的すぎない設定で高精度な軌跡推定を実現する完全分散型SLAMシステムを提案した。
原題: DOOR-SLAM: Distributed, Online, and Outlier Resilient SLAM for Robotic Teams ／ Pierre-Yves Lajoie, Benjamin Ramtoula, Yun Chang 他
日本語で読む → - 論文強化学習/ナノドローンロボティクス
ナノドローンのマイコン上で動く深層強化学習による自律的音源探索
超小型クアッドコプターのCortex-M4マイコン上で深層強化学習を動かし、障害物のある環境でも自律的に音源を探索できる軽量なエンドツーエンド手法を実現した。
原題: Learning to Seek: Autonomous Source Seeking with Deep Reinforcement Learning Onboard a Nano Drone Microcontroller ／ Bardienus P. Duisterhof, Srivatsan Krishnan, Jonathan J. Cruz 他
日本語で読む → - 論文LiDARマッピングロボティクス
反射を利用した3D LiDARマッピング：反射検出とその活用
3D LiDARスキャン中の反射を検出し、点群の分類や見通し外物体のマッピングに活用する手法を提案。実データ実験でSLAM地図品質の向上を示した。
原題: Mapping with Reflection -- Detection and Utilization of Reflection in 3D Lidar Scans ／ Xiting Zhao, Zhijie Yang, Sören Schwertfeger
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
バイラテラル制御を用いた模倣学習による人とロボットの協調作業
バイラテラル制御で人間の力覚的な操作技能を抽出し、模倣学習によって料理の配膳など人とロボットの動的な協調作業を実現した研究。
原題: Imitation Learning Based on Bilateral Control for Human-Robot Cooperation ／ Ayumu Sasagawa, Kazuki Fujimoto, Sho Sakaino 他
日本語で読む → - 論文行動予測ロボティクス
複雑な走行シーンにおけるマルチエージェント対話型予測
都市交差点のような難しい走行環境で、車・歩行者・信号・地図情報を考慮しつつ複数の交通主体の将来行動を相互の影響を踏まえて同時に予測する手法を提案した。
原題: Multi-agent Interactive Prediction under Challenging Driving Scenarios ／ Weihao Xuan, Ruijie Ren
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
分割型Deep Q-Learningによるロバストな物体単離
散らかった環境で対象物体を周囲の障害物から押し出して掴める状態にするため、Split DQNで押し動作方策を学習し、実環境への転移とモジュール性を実証した論文。
原題: Split Deep Q-Learning for Robust Object Singulation ／ Iason Sarantopoulos, Marios Kiatos, Zoe Doulgeri 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
バネ-滑りコンプライアンスによる把持内スライディング再把持
指先をバネと滑りで柔軟にモデル化し、外部制約に押し付けて物体を滑らせることで把持内再把持を実現する手法を提案し、接触力の不確かさに対するロバスト性を解析・実験で検証した。
原題: In-hand Sliding Regrasp with Spring-Sliding Compliance ／ Jian Shi, Kevin M. Lynch
日本語で読む → - 論文視覚サーボロボティクス
パン・チルトカメラ搭載移動ロボットにおけるマーカーの視野制約
カメラの画角からマーカーの全特徴点を視野内に保てる領域を算出し、移動ロボットを目的地まで誘導する手法を提案・実験検証した。
原題: The Field-of-View Constraint of Markers for Mobile Robot with Pan-Tilt Camera ／ Hongxuan Ma, Wei Zou, Zheng Zhu 他
日本語で読む → - 論文環境モニタリング/能動探索ロボティクス
限られた時間でUAVが環境ホットスポットを特定するマルチフィデリティGPバンディット手法
下向きカメラ搭載UAVが限られた時間予算で未知の空間場の最大値(ホットスポット)を効率的に探索するため、画像計測の高度依存品質を考慮した新規マルチフィデリティ型ガウス過程マルチアームドバンディット問題として定式化し、UAVの観測位置列を決定する戦略を提案・評価した論文。
原題: Environmental Hotspot Identification in Limited Time with a UAV Equipped with a Downward-Facing Camera ／ Yoonchang Sung, Deeksha Dixit, Pratap Tokekar
日本語で読む → - 論文群制御制御
相対安全飛行回廊を用いた複数クアッドロータの高速軌道計画
エージェント間の安全領域を相対安全飛行回廊としてモデル化し、グラフ探索と二次計画法を組み合わせて障害物密集環境での複数クアッドロータの衝突回避軌道を高速に生成する手法を提案した。
原題: Fast Trajectory Planning for Multiple Quadrotors using Relative Safe Flight Corridor ／ Jungwon Park, H. Jin Kim
日本語で読む → - 論文マルチモーダルデータセットロボティクス
人とロボットのハグ相互作用マルチモーダルデータセット
Baxterヒューマノイドと着用センサで353回のハグ動作を記録し、ロボットが人の動きを予測・反応する学習に使えるデータセットを構築した。
原題: Multimodal Dataset of Human-Robot Hugging Interaction ／ Kunal Bagewadi, Joseph Campbell, Heni Ben Amor
日本語で読む → - 論文視覚運動制御ロボティクス
敵対的特徴学習による汎化可能な視覚運動制御
深層強化学習で訓練した視覚運動ポリシーを、敵対的学習によるドメイン転送で新たなタスク環境へ汎化させる手法を提案し、実機のピッキングと注ぎタスクで有効性を示した。
原題: Adversarial Feature Training for Generalizable Robotic Visuomotor Control ／ Xi Chen, Ali Ghadirzadeh, Mårten Björkman 他
日本語で読む → - 論文ロボットハンドロボティクス
解剖学的に忠実な生体メカトロニクスハンドの設計
人間の手の繊細な巧緻性を再現するため、骨・靭帯・内在筋・外在筋・腱ネットワーク・滑車系を解剖学的に忠実に設計した生体メカトロニクスハンドを提案し、LandsmeerモデルやKapandjiテスト等で動作を検証した。
原題: Design of the Anatomically Correct, Biomechatronic Hand ／ Benedek Jozsef Tasi, Miklos Koller, Gyorgy Cserey
日本語で読む → - 論文視線HRIロボティクス
注視から人間の意図を読み取る：サッカードとノイズに頑健な物体注目検出
視線の停留点ではなく、物体への仮想注視分布と実測視線の類似度（Earth Mover's Distance）を比較することで、サッカード中やノイズを含む視線データでも人間がどの物体に注目しているかを高精度に判定する手法を提案した。
原題: What Are You Looking at? Detecting Human Intention in Gaze based Human-Robot Interaction ／ Lei Shi, Cosmin Copot, Steve Vanlanduit
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
SPARCAS: 分散型で正直なマルチエージェント衝突回避経路探索メカニズム
競合するロボット群が共有空間で戦略的に情報を操作する状況に対し、メカニズム設計に基づき正直な情報開示を促しつつ衝突・デッドロックのない分散型経路探索を実現した。
原題: SPARCAS: A Decentralized, Truthful Multi-Agent Collision-free Path Finding Mechanism ／ Sankar Das, Swaprava Nath, Indranil Saha
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
セロトニンに着想を得た忍耐度制御によるロボット・自動運転車のナビゲーション
動物のセロトニン系を模した「忍耐度」パラメータを導入し、屋外実験でロボットの探索時間や経路選択（滑らかな長距離か短い悪路か）のトレードオフを調整できることを示した。
原題: Neuromodulated Patience for Robot and Self-Driving Vehicle Navigation ／ Jinwei Xing, Xinyun Zou, Jeffrey L. Krichmar
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
キーポイントアフォーダンスと形状補完による汎化可能な操作計画
物体カテゴリ内の形状変化に対応するため、意味的キーポイントと密な形状（点群・メッシュ）を組み合わせた表現を用い、知覚から動作までの操作計画パイプラインを構築した論文。
原題: kPAM-SC: Generalizable Manipulation Planning using KeyPoint Affordance and Shape Completion ／ Wei Gao, Russ Tedrake
日本語で読む → - 論文手姿勢推定画像認識
FreiHAND：単一RGB画像から手の姿勢と形状をマーカーレスで取得するためのデータセット
単一RGB画像から3D手姿勢を推定する際のデータセット間汎化性能の低さを分析し、多視点で3D手姿勢・形状アノテーション付きの大規模実世界データセットを半自動で構築した。このデータセットで学習すると他データセットでも安定して高精度になることを示した。
原題: FreiHAND: A Dataset for Markerless Capture of Hand Pose and Shape from Single RGB Images ／ Christian Zimmermann, Duygu Ceylan, Jimei Yang 他
日本語で読む → - 論文歩行機械学習
ランダム報酬連動目標による深層学習経路計画と宇宙応用の可能性
訓練中に報酬関数のパラメータをランダム化した深層強化学習により、8自由度のアリ型四足ロボットが単一のニューラルネットワークで経路計画と運動制御を同時に行えることを示した。
原題: Deep Learned Path Planning via Randomized Reward-Linked-Goals and Potential Space Applications ／ Tamir Blum, William Jones, Kazuya Yoshida
日本語で読む → - 論文歩行cs.NE
CPGとニューラルネットワークによる二足歩行の階層制御
最適化したCPGネットワークで関節運動を生成し、ニューラルネットが低次元信号で歩行方向を調整する階層制御を提案し、NICOロボットのシミュレーションで有効性を示した。
原題: Hierarchical Control for Bipedal Locomotion using Central Pattern Generators and Neural Networks ／ Sayantan Auddy, Sven Magg, Stefan Wermter
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