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
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 → - 論文センサフュージョンロボティクス
LIC-Fusion：LiDAR・慣性・カメラ融合オドメトリ
IMU・疎な視覚特徴・LiDAR点を密結合し、3センサ間のオンライン時空間キャリブレーションを行うMSCKFベースの融合オドメトリを提案。屋内屋外実験でVIOやLiDARオドメトリより高精度・高ロバスト。
原題: LIC-Fusion: LiDAR-Inertial-Camera Odometry ／ Xingxing Zuo, Patrick Geneva, Woosik Lee 他
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
日本語で読む → - 論文視覚計画機械学習
階層的先見:視覚的サブゴール生成による長期タスクの自己教師あり学習
目標画像からサブゴール画像を生成して計画を階層化し、長期視覚ベース操作タスクの計画性能を大幅に向上させた研究。
原題: Hierarchical Foresight: Self-Supervised Learning of Long-Horizon Tasks via Visual Subgoal Generation ／ Suraj Nair, Chelsea Finn
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
SwarmMesh: 協調マルチロボットのための分散データ構造
ロボット群のメモリを分散共有メモリとして活用し、データの種類や位置に応じて最適な場所にデータを保存する手法を提案。シミュレーションで個々のメモリを超えるデータ量を高保持率で保存できることを示した。
原題: SwarmMesh: A Distributed Data Structure for Cooperative Multi-Robot Applications ／ Nathalie Majcherczyk, Carlo Pinciroli
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
UAVのための3次元交通流モデル
レーン概念を排除し密度と容量で空路を表現する微視的交通流モデルを提案し、追い越し・ブロッキング両レジームの安定性を解析した。
原題: 3D traffic flow model for UAVs ／ Mirmojtaba Gharibi, Raouf Boutaba, Steven L. Waslander
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
形式的手法によるリスク認識とリスク回避経路計画
命題論理と確率論に基づき、衝突以外も含む3種のリスクを形式的に推論・定量化し、最小リスク経路を計画するフレームワークを提案・実機検証した。
原題: Robot Risk-Awareness by Formal Risk Reasoning and Planning ／ Xuesu Xiao, Jan Dufek, Robin Murphy
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
物体集合操作のための接地状態表現学習
シミュレータの状態情報を潜在空間に符号化し、画像ベースの強化学習方策を訓練することで、実世界で多数物体を操作できる手法を提案した。
原題: Learning to Manipulate Object Collections Using Grounded State Representations ／ Matthew Wilson, Tucker Hermans
日本語で読む → - 論文人間AI協調ロボティクス
人間とAIの協調作業：協働パッキングにおける支援設計
100人のユーザー研究から人間のパッキング戦略の時空間パターンを分析し、低負荷で高効率なAI支援フレームワークの設計につなげる論文。
原題: Towards Effective Human-AI Teams: The Case of Collaborative Packing ／ Gilwoo Lee, Christoforos Mavrogiannis, Siddhartha S. Srinivasa
日本語で読む → - 論文衝突回避ロボティクス
オフライン生成経路の調整による協働ロボットマニピュレータのオンライン衝突回避：産業応用事例
産業用協働ロボットKUKA iiwaを用い、人間をカプセルで表現して反発・引力ベクトルと運動学を組み合わせ、オフライン生成した経路をオンラインで修正することで衝突を回避する手法を実装・検証した論文。
原題: On-line collision avoidance for collaborative robot manipulators by adjusting off-line generated paths: An industrial use case ／ Mohammad Safeea, Pedro Neto, Richard Bearee
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
接続性制約下での複数ロボットによる持続的監視
基地局とのマルチホップ接続を保ちながらロボットが監視地点を定期的に巡回する問題を定式化し、NP困難性を示した上で凸・非凸グリッド向けのヒューリスティックを提案・評価した論文。
原題: Multi-robot persistent surveillance with connectivity constraints ／ Jürgen Scherer, Bernhard Rinner
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 → - 論文接触制御ロボティクス
接触制御のための凸最適化によるコントローラ合成
ロバスト制御理論と凸最適化に基づき、不確実性や遅延・外乱下でも安定かつ性能を満たす接触制御器を合成する手法を提案し、ハンドガイドや未知剛性面の摺動で従来法を上回ることを示した。
原題: Convex Controller Synthesis for Robot Contact ／ Hung Pham, Quang-Cuong Pham
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
学習したゼロ・ワンステップ捕捉性予測による堅牢なヒューマノイド接触計画
外乱を受けても転倒せず目標に到達できる確率を最大化する足配置計画を提案し、ニューラルネットでゼロ・ワンステップ捕捉性を高速予測することで、従来より外乱に強い計画を効率的に生成できることを示した。
原題: Robust Humanoid Contact Planning with Learned Zero- and One-Step Capturability Prediction ／ Yu-Chi Lin, Ludovic Righetti, Dmitry Berenson
日本語で読む → - 論文触覚HCI
前腕に連続的で心地よい直線的触感を生み出す離散的な横方向皮膚滑り触覚デバイス
回転式触覚子を時間差で駆動し前腕に離散的な横方向皮膚滑りを与えることで、連続的で心地よい直線的触感を誘起する手法を検討した研究。知覚速度や接触点間隔が連続性と快適さに与える影響をユーザ実験で明らかにした。
原題: Understanding Continuous and Pleasant Linear Sensations on the Forearm from a Sequential Discrete Lateral Skin-Slip Haptic Device ／ Cara M. Nunez, Sophia R. Williams, Allison M. Okamura 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーション画像認識
人間の実演動画からロボットマニピュレーションの動作を学習する手法
把持検出ネットワークと動画キャプション生成ネットワークを組み合わせ、人間の実演動画から対象物に着目してロボットへの動作指令を生成する手法を提案した。
原題: Learning Actions from Human Demonstration Video for Robotic Manipulation ／ Shuo Yang, Wei Zhang, Weizhi Lu 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
分散モデル予測制御によるマルチロボット軌道生成
複数ロボットの衝突回避軌道をリアルタイム生成する分散MPC手法を提案し、イベントトリガー再計画で外乱に対応。シミュレーションと最大20機のドローン群で実証した。
原題: Online Trajectory Generation with Distributed Model Predictive Control for Multi-Robot Motion Planning ／ Carlos E. Luis, Marijan Vukosavljev, Angela P. Schoellig
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ShapeBots：形状変化する群ロボット
小型で伸縮自在なリニアアクチュエータを各ロボットに搭載し、個々および群れ全体で形状を変えて情報提示や物体操作、触覚的コントローラとして機能する形状変化群ロボットのコンセプトプロトタイプを提案した。
原題: ShapeBots: Shape-changing Swarm Robots ／ Ryo Suzuki, Clement Zheng, Yasuaki Kakehi 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
見えない物体をつかむための深層学習アプローチ
押し動作で隠れた対象物を探索し、周囲の物体を整理しながら把持する「見えない物体の把持」問題を、critic-policy形式の深層学習で解いた研究。
原題: A Deep Learning Approach to Grasping the Invisible ／ Yang Yang, Hengyue Liang, Changhyun Choi
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
現実を現実のシミュレーションとして：ロボットの錯覚、根本的限界、物理的実証
ロボットが現実とは異なる世界の見え方を提示する「錯覚」の概念を定式化し、シミュレーション可能性の限界を理論的に解析、多ロボット実験で実証した。
原題: Reality as a simulation of reality: robot illusions, fundamental limits, and a physical demonstration ／ Dylan A. Shell, Jason M. O'Kane
日本語で読む → - 論文群衆ナビゲーションロボティクス
関係グラフ学習による群衆ナビゲーション
エージェント間の関係をグラフ畳み込みネットワークで表現し、人間の動きを予測しながら多段先読みで経路計画を行う群衆ナビゲーション手法を提案した。
原題: Relational Graph Learning for Crowd Navigation ／ Changan Chen, Sha Hu, Payam Nikdel 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
体幹のピッチ振動による人間とヒューマノイドロボットの関節負荷再配分
バネ付き倒立振子モデルと仮想点目標を用い、体幹の振動が人間の走行やロボットの関節負荷に与える影響を解析した研究。
原題: Trunk Pitch Oscillations for Joint Load Redistribution in Humans and Humanoid Robots ／ Özge Drama, Alexander Badri-Spröwitz
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 → - 論文移動ロボット制御
脚なしカプセルロボットの設計・製作と3自由度制御
密閉外殻・内部ボディ・回転アクチュエータからなる脚なしカプセルロボットを設計し、4段階角速度プロファイルとIMU・ジャイロ・磁気センサ融合による状態推定、状態フィードバック制御で2次元粘性環境中の移動を実現した。
原題: Design, fabrication and 3-DOF control of legless capsule robot ／ Milad Behvandi, Seyed Jalil Havakhah, Mohsen Laleh Parvar 他
日本語で読む → - 論文End-to-End自動運転ロボティクス
条件付き模倣学習とコマンド拡張による安全なEnd-to-End自動運転
分岐アーキテクチャを使わずに確率的潜在変数モデルでコマンドに忠実な操舵を生成し、危険なコマンドにも頑健な制御器を構築した研究。
原題: Safer End-to-End Autonomous Driving via Conditional Imitation Learning and Command Augmentation ／ Renhao Wang, Adam Scibior, Frank Wood
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
メタ戦略最適化による脚式ロボットの高速適応学習
訓練とテストで同じ適応プロセスを共有するメタ学習手法MSOを提案し、四足歩行ロボットがsim2realやモータ故障、坂道など新環境に少数試行で適応できることを実機で示した。
原題: Learning Fast Adaptation with Meta Strategy Optimization ／ Wenhao Yu, Jie Tan, Yunfei Bai 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
遠隔利用型群ロボティクス実験基盤のためのロバストバリア関数
遠隔共有ロボット実験場Robotariumで、外乱があっても衝突回避制約をリアルタイムに保証するロバストバリア関数を定式化し、長期実験で有効性を示した。
原題: Robust Barrier Functions for a Fully Autonomous, Remotely Accessible Swarm-Robotics Testbed ／ Yousef Emam, Paul Glotfelter, Magnus Egerstedt
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
非FIFO時変流れ場における効率的な最適計画
FIFO仮定が成り立たない時変流れ場での時間依存最短経路問題を、辺の移動時間が区分的定数なら多項式時間で解けることを示し、サンプリングベースの枠組みに組み込んだ。
原題: Efficient Optimal Planning in non-FIFO Time-Dependent Flow Fields ／ James Ju Heon Lee, Chanyeol Yoo, Stuart Anstee 他
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