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: 2019/8/1 ／ 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 →- 論文経路計画ロボティクス
高速MAV飛行における移動障害物の高速時間最適回避
移動障害物を回避するMAV向けに、入力・状態制約を満たす滑らかな時間最適軌道をミリ秒単位で再計画できる手法を提案した論文。
原題: Fast Time-optimal Avoidance of Moving Obstacles for High-Speed MAV Flight ／ Marius Beul, Sven Behnke
日本語で読む → - 論文群制御制御
エネルギー制約付きUAVと移動充電ステーションによる持続的監視
エネルギー制約のあるUAVを移動充電ステーションとしてのUGVが支援する環境で、全車両の軌道と充電スケジュールを計画し、関心領域への再訪間隔（age）の長期的最大値を最小化するスケーラブルな計画戦略を提案した。
原題: Persistent Surveillance With Energy-Constrained UAVs and Mobile Charging Stations ／ Sepehr Seyedi, Yasin Yazicioglu, Derya Aksaray
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
移動マルチエージェントによる持続的モニタリングのためのサブモジュラー再cedingホライズン解法
複数の移動エージェントで地理的ノードを持続的にモニタリングする問題に対し、報酬関数が単調増加かつサブモジュラーであることを利用し、再cedingホライズン方式で準最適な巡回方策を設計した研究。
原題: A sub-modular receding horizon solution for mobile multi-agent persistent monitoring ／ Navid Rezazadeh, Solmaz S. Kia
日本語で読む → - 論文羽ばたき翼ロボットロボティクス
初のサブミリグラム羽ばたき翼飛行ロボットの設計
昆虫の羽ばたき運動を模倣し、単翼長3.5mm・質量1mg未満の世界最小級羽ばたき翼飛行デバイスを5部品の接着のみで簡易に組み立てられる設計で実現した。
原題: Design of the first sub-milligram flapping wing aerial vehicle ／ Palak Bhushan, Claire Tomlin
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
Dynamic Movement Primitivesの欠点を克服する新手法
DMPの基底関数を新たに提案し、アフィン変換の不変性を利用して汎化のロバスト性を高め、複数観測から共通動作を抽出するアルゴリズムを提案した論文。
原題: Overcoming Some Drawbacks of Dynamic Movement Primitives ／ Michele Ginesi, Nicola Sansonetto, Paolo Fiorini
日本語で読む → - 論文マイクロロボットロボティクス
昆虫サイズのレーザー駆動型無結線ジャンピングマイクロロボット
17mm×6mm×14mm・75mgの昆虫サイズの跳躍ロボットを開発し、機載太陽電池と外部赤外線レーザーで無結線駆動を実現した。6.4mWで8mm跳び、有結線版は毎分6回着地できる。
原題: An Insect-scale Untethered Laser-powered Jumping Microrobot ／ Palak Bhushan, Claire Tomlin
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
未知の広域環境における非同期ネットワーク形成
通信範囲が限られた複数ロボットが未知の広い環境で情報を全員に素早く伝えるためのオンラインアルゴリズムを提案し、競合比の理論保証と実機実験で有効性を示した。
原題: Asynchronous Network Formation in Unknown Unbounded Environments ／ Selim Engin, Volkan Isler
日本語で読む → - 論文モデル学習ロボティクス
ロボットモデル学習のためのロバスト回帰アプローチ
回帰問題における入出力マッピングの外れ値検出・除去手法を提案し、線形・非線形回帰のシミュレーションと実センサデータで有効性を示した。
原題: A Robust Regression Approach for Robot Model Learning ／ Francesco Cursi, Guang-Zhong Yang
日本語で読む → - 論文幾何学/剛性理論math.CO
球面上の剛体グラフにおけるパラドキシカルな運動の存在について
球面上のグラフの実現を種数0曲線のモジュライ空間として解釈し、辺の彩色による組合せ的特徴付けと柔軟性の必要条件を導出し、3+3頂点の完全二部グラフの可能な運動を分類した。
原題: On the existence of paradoxical motions of generically rigid graphs on the sphere ／ Matteo Gallet, Georg Grasegger, Jan Legerský 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
DoorGym: スケーラブルなドア開け環境とベースラインエージェント
ドメインランダム化を用いてドア開けタスクの汎化方策を訓練できるオープンソースのシミュレーション環境DoorGymを提案し、PPOとSACのベースライン実装および実世界への転移実験を示した。
原題: DoorGym: A Scalable Door Opening Environment And Baseline Agent ／ Yusuke Urakami, Alec Hodgkinson, Casey Carlin 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ゴミ自動検出・回収ロボットシステム
カメラとAIでゴミを検出し、ロボットアームで拾ってゴミ箱に入れる、ラズベリーパイ上で動作する低コストなゴミ回収システムを提案した論文。
原題: AGDC: Automatic Garbage Detection and Collection ／ Siddhant Bansal, Seema Patel, Ishita Shah 他
日本語で読む → - 論文視覚的自己位置推定画像認識
動き属性を考慮した局所特徴記述子の学習による視覚ベース自己位置推定
動く物体の特徴点を除外するための動き属性推定と特徴記述を1つのFCNで同時に行うMD-Netを提案し、視覚的自己位置推定の精度を向上させた。
原題: Learning Local Feature Descriptor with Motion Attribute for Vision-based Localization ／ Yafei Song, Di Zhu, Jia Li 他
日本語で読む → - 論文ロボットプラットフォームロボティクス
オープンソースロボット「Jenny 5」
研究・人間支援向けの完全オープンソースロボットJenny 5の設計と現状を紹介した論文。
原題: Jenny 5 -- the robot ／ Mihai Oltean
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
経路見通しに基づく優先順位付けによるマルチロボット経路衝突解消
各ロボットが現在地から目標へ到達する経路の見通し（ホモロジー類の数）をオンラインで計算し、それを優先順位として分散経路計画の交渉に用いることで、衝突のない経路計画を実現する手法を提案した。
原題: Multi-Robot Path Deconfliction through Prioritization by Path Prospects ／ Wenying Wu, Subhrajit Bhattacharya, Amanda Prorok
日本語で読む → - 論文形式検証cs.SE
宇宙ロボットのモジュール式検証手法
各ノードの前提と保証を一階述語論理で記述し、テストや形式手法による個別検証を統合してシステム全体の信頼度を測る手法を提案した論文。
原題: Modular Verification of Autonomous Space Robotics ／ Marie Farrell, Rafael C. Cardoso, Louise A. Dennis 他
日本語で読む → - 論文予測学習機械学習
実世界の予測知識獲得におけるTD増分デルタバーデルタ法の検討
センサ豊富なロボットアームで、特徴量ごとに学習率をオンライン適応するTIDBDを検証し、従来のTD学習と同等の予測性能を示すとともに、センサ故障の自動検出にも有効であることを示した。
原題: Examining the Use of Temporal-Difference Incremental Delta-Bar-Delta for Real-World Predictive Knowledge Architectures ／ Johannes Günther, Nadia M. Ady, Alex Kearney 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
学習によるマニピュレーションタスクのための行動空間比較
ペグ挿入・ハンマー打ち・押し出しの3タスクで、トルク・関節PD・逆動力学・インピーダンス制御の4つの行動空間をPPOとSACで比較し、タスク空間インピーダンス制御の参照値学習がサンプル効率を大幅に改善することを示した。
原題: A Comparison of Action Spaces for Learning Manipulation Tasks ／ Patrick Varin, Lev Grossman, Scott Kuindersma
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
壁登りユニットと協調する小型ロボット群による分散型多階層探索
小型ロボット群が壁登りユニットと連携し、インフラなしで未知の動的環境を分散的に多階層探索するシステムを構築し、拡張性・堅牢性・柔軟性を実験的に評価した。
原題: Decentralized Multi-Floor Exploration by a Swarm of Miniature Robots Teaming with Wall-Climbing Units ／ Jabez L. Kit, Audelia G. Dharmawan, David Mateo 他
日本語で読む → - 論文視覚ナビゲーションロボティクス
深層強化学習による視覚ナビゲーション
画像で指定された目標へ移動するロボットの視覚ナビゲーションを、セグメンテーションや深度予測を補助タスクとして組み込んだ深層強化学習で実現し、AI2-THOR環境で従来手法を上回った。
原題: Vision-based Navigation Using Deep Reinforcement Learning ／ Jonáš Kulhánek, Erik Derner, Tim de Bruin 他
日本語で読む → - 論文最適化math.OC
半正定値計画法のスケーラビリティ改善に関する最近の研究動向：機械学習・制御・ロボティクスへの応用
半正定値計画法のスケーラビリティ課題に対する最近の手法（構造活用、低ランク近似、拡張ラグランジュ法・ADMM、線形/二次錐計画への近似）を機械学習・制御・ロボティクスの応用例とともに概観したサーベイ。
原題: A Survey of Recent Scalability Improvements for Semidefinite Programming with Applications in Machine Learning, Control, and Robotics ／ Anirudha Majumdar, Georgina Hall, Amir Ali Ahmadi
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
人間-ロボット相互作用のための確率的マルチモーダルモデリング
マルチモーダルセンサ入力を用いた人間-ロボット相互作用タスクのための、非線形性を扱えるInteraction Primitivesの再定式化を提案し、従来法より高精度・高ロバスト・高速な推論を実現した。
原題: Probabilistic Multimodal Modeling for Human-Robot Interaction Tasks ／ Joseph Campbell, Simon Stepputtis, Heni Ben Amor
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
人間のデモンストレーションからタスクと行動を同時学習する移動マニピュレーション手法
人間のデモから移動マニピュレーションの行動モデルとタスク目標表現を学習し、モンテカルロ木探索で新環境でも教師の意図を模倣する行動列を生成する手法を提案した。
原題: Combined Task and Action Learning from Human Demonstrations for Mobile Manipulation Applications ／ Tim Welschehold, Nichola Abdo, Christian Dornhege 他
日本語で読む → - 論文シーングラフ画像認識
3次元シーングラフ：知的エージェントのための環境の疎で意味的な表現
知的エージェントが周囲環境をコンパクトに表現・利用できるよう、グラフ構造に基づく3次元シーングラフとその構築フレームワークを提案し、実応用と実験で有効性を示した論文。
原題: 3-D Scene Graph: A Sparse and Semantic Representation of Physical Environments for Intelligent Agents ／ Ue-Hwan Kim, Jin-Man Park, Taek-Jin Song 他
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
残余力ポリトープ：動的軌道が発揮可能なタスク空間力の表現
動的動作中にロボットが外力に抗して発揮できる力の集合を「残余力ポリトープ」として定式化し、軌道最適化の評価指標に応用して外乱に頑健な軌道が得られることを示した。
原題: Residual Force Polytope: Admissible Task-Space Forces of Dynamic Trajectories ／ Henrique Ferrolho, Wolfgang Merkt, Carlo Tiseo 他
日本語で読む → - 論文教育・研究プラットフォームロボティクス
低コスト・オープンソースの教育研究用ロボットレースカーMuSHR
教育と研究向けに、詳細なDIYドキュメントで誰でも構築・導入できる低コストのオープンソース自律レースカープラットフォームを開発した。
原題: MuSHR: A Low-Cost, Open-Source Robotic Racecar for Education and Research ／ Siddhartha S. Srinivasa, Patrick Lancaster, Johan Michalove 他
日本語で読む → - 論文VIOロボティクス
視覚慣性SLAMのための高速でロバストな初期化
視覚慣性SLAMの初期化を改良し、可観測性とコンセンサステストで誤解を排除しながら複数回のバンドル調整で精度を高め、2秒以内にスケール誤差約5%で初期化できる手法を提案した。
原題: Fast and Robust Initialization for Visual-Inertial SLAM ／ Carlos Campos, J. M. M. Montiel, Juan D. Tardós
日本語で読む → - 論文逆運動学ロボティクス
順動力学ソルバを用いたサンプル運動追従のための逆運動学
ヤコビ転置法に仮想条件付けしたマニピュレータの質量行列を組み込み、離散サンプル目標姿勢への滑らかな追従を実現する逆運動学手法を提案し、UR10で収束性と品質の向上を示した。
原題: Inverse Kinematics with Forward Dynamics Solvers for Sampled Motion Tracking ／ Stefan Scherzinger, Arne Roennau, Rüdiger Dillmann
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
1万台のロボット群れで群知能の原理を定量評価する群れエンジニアリング
群れロボットシステムのスケーラビリティ・柔軟性・創発性を測る定量指標を提案し、1万台規模のシミュレーションで大規模物体収集問題を解いて有効性を示した。
原題: Swarm Engineering Through Quantitative Measurement of Swarm Robotic Principles in a 10,000 Robot Swarm ／ John Harwell, Maria Gini
日本語で読む → - 論文被覆経路計画ロボティクス
障害物環境での低空域被覆経路計画：一般化巡回セールスマン問題としての牛耕式被覆計画の再検討
障害物を含む多角形飛行回廊での被覆計画のため、牛耕式被覆計画を拡張し掃引パターンの組み合わせを最適化するオープンソースフレームワークを提案。320枚の合成地図で評価し、従来手法より14%低い経路コストを達成、実機でも検証した。
原題: Revisiting Boustrophedon Coverage Path Planning as a Generalized Traveling Salesman Problem ／ Rik Bähnemann, Nicholas Lawrance, Jen Jen Chung 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
時間距離：衝突予測と経路計画の新手法
時空間の考え方に基づく「時間距離」を定義し、動的2次元環境での高速な経路計画と衝突予測を実現する手法を提案した論文。
原題: Time Distance: A Novel Collision Prediction and Path Planning Method ／ Ali Analooee, Shahram Azadi, Reza Kazemi
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