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: 2019/7/1 ／ 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 →- 論文軌道計画ロボティクス
高速自律飛行のための堅牢で効率的なクアッドロータ軌道生成
3次元複雑環境での高速飛行に向け、kinodynamic探索とBスプライン最適化を組み合わせたクアッドロータの軌道生成手法を提案し、シミュレーションと実機で有効性を検証した。
原題: Robust and Efficient Quadrotor Trajectory Generation for Fast Autonomous Flight ／ Boyu Zhou, Fei Gao, Luqi Wang 他
日本語で読む → - 論文人間ロボット協調ロボティクス
人間とロボットによる行動予測
物体間の関係変化をイベントとして行動を符号化する手法を提案し、人間とロボットが同様のタイミングで操作行動を予測できることをVR実験とロボット実験で示した。
原題: Action Prediction in Humans and Robots ／ Florentin Wörgötter, Fatemeh Ziaeetabar, Stefan Pfeiffer 他
日本語で読む → - 論文強化学習/軌道計画ロボティクス
事前知識を活用した強化学習によるロボットの時間最適経路追従
モータ特性による速度依存のトルク制約を考慮し、事前知識を用いた改良Q学習でロボットの時間最適軌道を求める手法を提案し、実験で有効性を検証した。
原題: Reinforcement Learning for Robotic Time-optimal Path Tracking Using Prior Knowledge ／ Jiadong Xiao, Lin Li, Yanbiao Zou 他
日本語で読む → - 論文群制御制御
位置のみ計測可能なEuler-Lagrangeマルチエージェント系の分散グローバル出力フィードバック制御
位置しか測れないEuler-Lagrangeマルチエージェント系に対し、非特異座標変換と新しい速度オブザーバを組み合わせ、大域指数安定な分散追従制御を実現した論文。
原題: Distributed Global Output-Feedback Control for a Class of Euler-Lagrange Systems ／ Qingkai Yang, Hao Fang, Jie Chen 他
日本語で読む → - 論文自動運転/経路計画ロボティクス
SVMで強化したFrenet座標系プランナによる動的障害物回避
Frenet座標系の軌道生成にSVMの最大マージン基準を組み込み、動的障害物から最大限離れた経路点を生成する安全な自動運転プランナを提案し、シミュレーションと実車実験で通常手法より大きな余裕を確保できることを示した。
原題: SVM Enhanced Frenet Frame Planner For Safe Navigation Amidst Moving Agents ／ Unni Krishnan R Nair, Nivedita Rufus, Vashist Madiraju 他
日本語で読む → - 論文農業ロボティクスロボティクス
果樹園管理における農業ロボットの活用
果樹園管理における農業ロボット研究を概説した書籍章で、剪定・摘果・散布・収穫・果実運搬などのロボット化と今後の動向をまとめている。
原題: The Use of Agricultural Robots in Orchard Management ／ Qin Zhang, Manoj Karkee, Amy Tabb
日本語で読む → - 論文状態推定画像認識
多様体最適化を用いた視覚慣性自律ヘリコプター着陸の状態推定
IMUと単眼カメラのデータを融合し、多様体上の非線形最適化でヘリコプターの位置・姿勢とヘリパッド位置を推定する着陸支援手法を提案した。
原題: State Estimation in Visual Inertial Autonomous Helicopter Landing Using Optimisation on Manifold ／ Thinh Hoang Dinh, Hieu Le Thi Hong, Tri Ngo Dinh
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
配送タスク割当と経路計画を同時に最適化するアルゴリズム
工場などで複数ロボットが衝突を避けつつ物品を運ぶ問題に対し、タスク割当と経路計画を統合的に最適解くTCBSアルゴリズムを提案し、既存の準最適手法との比較で評価した。
原題: An Optimal Algorithm to Solve the Combined Task Allocation and Path Finding Problem ／ Christian Henkel, Jannik Abbenseth, Marc Toussaint
日本語で読む → - 論文sim2real画像認識
果樹画像解析のための手続き的レンダリングフレームワーク
BlenderとPythonで果樹の合成画像と正解セグメンテーションを自動生成し、照明や背景のランダム化でロボット収穫向け深層学習の学習データを効率的に作る手法を提案。
原題: Toward a Procedural Fruit Tree Rendering Framework for Image Analysis ／ Thomas Duboudin, Maxime Petit, Liming Chen
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
混雑環境での把持のための物体移動を学習するロボット
把持確率を高めるように物体をずらす動作と把持を自己教師あり学習で同時に獲得し、ビンピッキングで箱を空にできる実世界システムを実現した。
原題: Robot Learning of Shifting Objects for Grasping in Cluttered Environments ／ Lars Berscheid, Pascal Meißner, Torsten Kröger
日本語で読む → - 論文セグメンテーションロボティクス
ローマへ至る道を生成する：道路標示セグメンテーション改善のための道路レイアウトランダム化
道路レイアウトをランダム化して新しい道路標示の学習ペアを自動生成し、希少な標示クラスのセグメンテーション精度を実環境で12ポイント以上向上させた研究。
原題: Generating All the Roads to Rome: Road Layout Randomization for Improved Road Marking Segmentation ／ Tom Bruls, Horia Porav, Lars Kunze 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
日本語で読む → - 論文自己位置推定画像認識
EnforceNet：大規模屋内スパースLiDAR点群における単眼カメラ自己位置推定
スパースなLiDAR地図上で単眼RGBカメラの位置をセンチメートル精度で推定するニューラルネットを提案。汎化・精度・収束を改善する「抵抗モジュール」を導入し、屋内駐車場データで検証した。
原題: EnforceNet: Monocular Camera Localization in Large Scale Indoor Sparse LiDAR Point Cloud ／ Yu Chen, Guan Wang
日本語で読む → - 論文外骨格/最適化ロボティクス
RoboWalk：設計最適化のための人間-ロボット拡張動力学の明示的モデリング
下半身支援外骨格RoboWalkについて、人間とロボットの動力学モデルを構築・統合し、PSOによる人間参加型最適化で支援性能を高めつつ人間への負担を減らす設計手法を提案した論文。
原題: RoboWalk: Explicit Augmented Human-Robot Dynamics Modeling for Design Optimization ／ S. Ali A. Moosavian, Mahdi Nabipour, Farshid Absalan 他
日本語で読む → - 論文キーポイント推定画像認識
人工生成画像を用いたロボットキーポイント予測の学習
確率的に生成したレンダリング画像と訓練進捗に応じて分布を適応させるフィードバック機構により、実画像上のロボットキーポイント推定を高精度かつ少ない学習ステップで実現した。
原題: Learning to Predict Robot Keypoints Using Artificially Generated Images ／ Christoph Heindl, Sebastian Zambal, Josef Scharinger
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
深層強化学習による未知複雑環境でのエンドツーエンド分散型マルチロボットナビゲーション
深層強化学習を用いて、ロボットチームが未知の複雑環境で衝突回避と接続維持しながら目標地点へ到達する分散型ナビゲーション手法を提案し、シミュレーションと実機実験で有効性を示した。
原題: End-to-end Decentralized Multi-robot Navigation in Unknown Complex Environments via Deep Reinforcement Learning ／ Juntong Lin, Xuyun Yang, Peiwei Zheng 他
日本語で読む → - 論文強化学習/アーキテクチャ探索cs.NE
彩色ネットワークによる強化学習のためのコンパクトアーキテクチャ探索
ENASと進化戦略を組み合わせ、エッジの彩色（同重みクラス分割）を探索空間として強化学習ポリシーを極限まで軽量化する手法を提案。17パラメータでも良好な報酬を維持し、従来比6倍の圧縮を実現した。
原題: Reinforcement Learning with Chromatic Networks for Compact Architecture Search ／ Xingyou Song, Krzysztof Choromanski, Jack Parker-Holder 他
日本語で読む → - 論文教示学習ロボティクス
ロボット学習における教示者の視線パターンの理解
人間がロボットに作業を教示する際の視線パターンを分析し、視線情報が参照枠推定やタスク分割、報酬推定に有効であることを示した研究。
原題: Understanding Teacher Gaze Patterns for Robot Learning ／ Akanksha Saran, Elaine Schaertl Short, Andrea Thomaz 他
日本語で読む → - 論文ビヘイビアツリーロボティクス
メモリ付き非同期ビヘイビアツリーによる冗長飛行制御系のミッション実行
冗長化された飛行制御計算機間の状態同期を組み込んだ、メモリ付き非同期ビヘイビアツリーによるミッション実行システムを提案し、HAPSミッションのリアルタイムシミュレーションで有効性を示した。
原題: Asynchronous Behavior Trees with Memory aimed at Aerial Vehicles with Redundancy in Flight Controller ／ Evgenii Safronov, Michael Vilzmann, Dzmitry Tsetserukou 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
マルチロボット行動の逐次合成フレームワーク
通信制約を満たす配置に有限時間で収束させながら、複数の協調行動を順に組み合わせて実行できる分散制御フレームワークを提案し、8台のロボットによる都市環境での探索・救助シナリオで実証した。
原題: A Sequential Composition Framework for Coordinating Multi-Robot Behaviors ／ Pietro Pierpaoli, Anqi Li, Mohit Srinivasan 他
日本語で読む → - 論文二輪車安全/知覚画像認識
カーブを走行する二輪車のためのカーブガーディアンの学習
CNNによる車線内位置とロール角の推定、地図データを活用した道路形状取得、傾斜を考慮した制御モデルを組み合わせ、カーブ走行時の二輪車事故を防ぐ警告システムを提案した。
原題: Learning a Curve Guardian for Motorcycles ／ Simon Hecker, Alexander Liniger, Henrik Maurenbrecher 他
日本語で読む → - 論文交通制御ロボティクス
協調スケジュール駆動型交差点制御：コネクテッド自動運転車の活用
コネクテッド自動運転車（CAV）の無線通信で車両速度を制御し、交差点のスケジュール駆動型信号制御と協調させることで、車列の到着時刻を調整し累積待ち時間を削減するアルゴリズムを提案した。
原題: Cooperative Schedule-Driven Intersection Control with Connected and Autonomous Vehicles ／ Hsu-Chieh Hu, Stephen F. Smith, Rick Goldstein
日本語で読む → - 論文マルチオブジェクト追跡ロボティクス
検出器の持続的失敗に頑健な車両マルチオブジェクト追跡
検出器の誤りが特定条件下で持続するという仮定に基づき追跡フレームワークを修正し、LiDARやカメラ融合の検出器で性能向上を実証した論文。
原題: Vehicular Multi-object Tracking with Persistent Detector Failures ／ Michael Motro, Joydeep Ghosh
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
大規模ロボット制御のためのグラフ方策勾配法
多数の同種ロボットを制御するため、ロボット間のグラフ対称性を利用したグラフ畳み込みネットワークで方策をパラメータ化するGraph Policy Gradientsを提案し、3台で学習した方策を100台以上にゼロショット転移できることを示した。
原題: Graph Policy Gradients for Large Scale Robot Control ／ Arbaaz Khan, Ekaterina Tolstaya, Alejandro Ribeiro 他
日本語で読む → - 論文軌道予測機械学習
プロトタイプ軌道に基づく高速道路の車線変更予測
実交通データからクラスタリングで典型車線変更軌道を作り、観測車両との類似度から割り込み検出と将来軌道予測を不確実性付きで行う手法を提案した。
原題: Prediction of Highway Lane Changes Based on Prototype Trajectories ／ David Augustin, Marius Hofmann, Ulrich Konigorski
日本語で読む → - 論文運転行動モデリングロボティクス
運転者の加速度行動の統計的特性とその確率モデル
自然走行データから運転者の加速度行動を分析し、カーネル密度推定とKL情報量でデータ十分性を確認した上で、二変量パレート分布に基づく確率モデルを提案・検証した。
原題: Statistical Characteristics of Driver Acceleration Behavior and Its Probability Model ／ Rui Liu, Xuan Zhao, Xichan Zhu 他
日本語で読む → - 論文ヒューマンロボット対話ロボティクス
対話経験から言語能力を自己拡張するロボット対話エージェント
意味解析と確率的対話管理を組み合わせ、ユーザーとの対話経験から新たなエンティティや指示表現を学習して知識ベースを拡張するロボット対話システムを開発し、シミュレーションと実機で有効性を示した。
原題: Augmenting Knowledge through Statistical, Goal-oriented Human-Robot Dialog ／ Saeid Amiri, Sujay Bajracharya, Cihangir Goktolga 他
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
動作記憶による軌道最適化のウォームスタート
ロボットの経路データベースから関数近似と次元削減でタスクと経路の対応を学習し、軌道最適化の良質な初期解を提供する手法を提案。PR2とAtlasで有効性を示した。
原題: Memory of Motion for Warm-starting Trajectory Optimization ／ Teguh Santoso Lembono, Antonio Paolillo, Emmanuel Pignat 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
二足歩行ロボットCassieによるホバーシューズ自律走行のフィードバック制御
二足歩行ロボットがホバーシューズに乗ってバランス・速度・旋回を制御し、段差や階段、屋外の不整地を含む障害物コースを自律走行するフレームワークを開発した。
原題: Feedback Control for Autonomous Riding of Hovershoes by a Cassie Bipedal Robot ／ Shuxiao Chen, Jonathan Rogers, Bike Zhang 他
日本語で読む → - 論文異常検知機械学習
CANバスデータを用いた深層マルチタスク学習による異常運転検出
CANバスのスカラーセンサーデータから運転操作ラベルを活用したマルチタスク学習で、正常データの不均衡に対処しつつ異常運転を半教師あり検出する手法を提案し、150時間の実走データで有効性を示した。
原題: Deep Multi-Task Learning for Anomalous Driving Detection Using CAN Bus Scalar Sensor Data ／ Vidyasagar Sadhu, Teruhisa Misu, Dario Pompili
日本語で読む →