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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: 2019/7/1 ／ 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 →- 論文モデルベースRL機械学習
モデルベース強化学習のベンチマーク
多数のモデルベース強化学習アルゴリズムを18以上の専用環境で統一評価し、動力学ボトルネックなどの課題を整理したベンチマークを公開した論文。
原題: Benchmarking Model-Based Reinforcement Learning ／ Tingwu Wang, Xuchan Bao, Ignasi Clavera 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VLA画像認識
幻を追う：ベイズ状態追跡としての指示追従
視覚言語ナビゲーション(VLN)において、指示を期待される観測と行動の系列と解釈し、ベイズ状態追跡の枠組みでゴール位置推定を行う微分可能なベイズフィルタを提案した論文。
原題: Chasing Ghosts: Instruction Following as Bayesian State Tracking ／ Peter Anderson, Ayush Shrivastava, Devi Parikh 他
日本語で読む → - 論文自動運転検証機械学習
適応的ストレステストによる効率的な自動運転シミュレーション検証
連続的な初期条件を入力とする再帰型ニューラルネットワークを用いて適応的ストレステストを改良し、自動運転車の失敗シナリオをより効率的に探索できるようにした。
原題: Efficient Autonomy Validation in Simulation with Adaptive Stress Testing ／ Mark Koren, Mykel Kochenderfer
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 → - 論文自己位置推定ロボティクス
フィードバック付き分散カルマンフィルタによる3D自動運転地図に対する高精度自己位置推定
オドメトリやGPS、カメラなどの情報をフィードバック付き分散カルマンフィルタで統合し、3D自動運転地図に対する車両の高精度な自己位置推定を実現した論文。
原題: Precise localization relative to 3D Automated Driving map using the Decentralized Kalman filter with Feedback ／ Koba Natroshvili, Kai Storr, Fabian Oboril 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
自動運転の自己位置推定と地図生成に向けた耐故障性センサ構成の設計とトレードスペース分析
SLAMの性能・コスト・耐故障性のトレードオフを考慮し、走行環境に応じたセンサ組み合わせを推薦する手法を提案し、KITTIデータで評価した。
原題: Resilient Sensor Architecture Design and Tradespace Analysis for Autonomous Vehicle Localization and Mapping ／ Anne Collin, Antonio Terán Espinoza
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
産業用ロボットの時間最適経路追従：動的モデル不要の強化学習アプローチ
ロボットの動的モデルに頼らず、強化学習（SARSA）を用いて運動学的制約を満たす安全な軌道と実機トルク制約を満たす時間最適軌道を二段階で求める手法を提案し、6自由度マニピュレータで有効性を検証した。
原題: Time-Optimal Path Tracking for Industrial Robots: A Dynamic Model-Free Reinforcement Learning Approach ／ Jiadong Xiao, Lin Li, Tie Zhang 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
シミュレーションから実機への転移可能性を評価する強化学習
物理シミュレーションのパラメータをランダム化して学習し、シミュレーション最適化バイアスの推定値で訓練停止を判断することで、追加学習なしに実機へ直接適用できる制御方策を獲得する手法を提案した。
原題: Assessing Transferability from Simulation to Reality for Reinforcement Learning ／ Fabio Muratore, Michael Gienger, Jan Peters
日本語で読む → - 論文安全・人ロボット協調ロボティクス
ロボット搭載ToFセンサアレイによる作業空間のセンシング体積カバレッジ解析
ロボットに搭載したToFセンサアレイの配置ごとに、作業空間をどの程度カバーできるかをオクトリーで定量化し、安全な人ロボット協調のための検出範囲を評価した。
原題: Sensing Volume Coverage of Robot Workspace using On-Robot Time-of-Flight Sensor Arrays for Safe Human Robot Interaction ／ Shitij Kumar, Ferat Sahin
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
効率的な機動集合の学習によるキノダイナミック運動計画
キノダイナミック計画の性能向上のため、ニューラルネットで局所機動を推論し探索と活用のバランスを取る手法を提案する位置づけ論文。
原題: Towards Learning Efficient Maneuver Sets for Kinodynamic Motion Planning ／ Aravind Sivaramakrishnan, Zakary Littlefield, Kostas E. Bekris
日本語で読む → - 論文自動運転/sim2realロボティクス
事故シナリオ生成シミュレーションによる堅牢な自動運転制御
事故などの希少シナリオを自動生成する2つのシミュレータと記憶機構付き階層制御ポリシーを組み合わせ、効率的なオンライン学習で堅牢な自動運転ポリシーを学習する手法ADAPSを提案した。
原題: ADAPS: Autonomous Driving Via Principled Simulations ／ Weizi Li, David Wolinski, Ming C. Lin
日本語で読む → - 論文形状補完画像認識
観測を超えた幻覚：部分観測と非対データ事前知識による補完学習
スキップ接続付き畳み込みエンコーダ・デコーダを、部分観測データと非対の事前知識データから1段階で学習させ、道路レイアウトや3D車両形状を幻覚的に補完する手法を提案。
原題: Hallucinating Beyond Observation: Learning to Complete with Partial Observation and Unpaired Prior Knowledge ／ Chenyang Lu, Gijs Dubbelman
日本語で読む → - 論文行動予測ロボティクス
合理的・非合理的な運転行動を考慮した汎用予測アーキテクチャ
学習ベースと計画ベースの予測モデルを組み合わせ、周囲車両の合理的・非合理的な運転行動を連続的な軌道として予測する汎用アーキテクチャを提案した。未見のシナリオでも安定した予測性能を示す。
原題: Generic Prediction Architecture Considering both Rational and Irrational Driving Behaviors ／ Yeping Hu, Liting Sun, Masayoshi Tomizuka
日本語で読む → - 論文ロボットビジョン画像認識
ノイズを考慮した画質評価によるロバストロボットビジョンのためのカメラ露出制御
画像の勾配・エントロピー・ノイズを組み合わせた軽量な画質指標を設計し、Nelder-Mead法で露出とゲインをリアルタイム自動制御する手法を提案した。
原題: Camera Exposure Control for Robust Robot Vision with Noise-Aware Image Quality Assessment ／ Ukcheol Shin, Jinsun Park, Gyumin Shim 他
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
ノイズを含むセンサ入力下での密交通における異種道路エージェントの頑健な軌道予測
RGBカメラと追跡アルゴリズムから得られるノイズ入り軌道を用い、非線形運動モデルと深層学習セグメンテーション、LSTM-CNNで密で異種な交通のエージェント軌道をエンドツーエンドで予測する手法を提案した。
原題: RobustTP: End-to-End Trajectory Prediction for Heterogeneous Road-Agents in Dense Traffic with Noisy Sensor Inputs ／ Rohan Chandra, Uttaran Bhattacharya, Christian Roncal 他
日本語で読む → - 論文可制御性解析制御
1関節非駆動のNリンク水平平面マニピュレータの可制御性と可到達性
1つの非駆動関節を持つNリンク水平平面マニピュレータについて、リー括弧を用いて可到達性と短時間局所可制御性(STLC)を解析し、駆動関節配置やリンク数による条件を明らかにした。
原題: Controllability and Accessibility Results for N-Link Horizontal Planar Manipulators with One Unactuated Joint ／ Tan Chen, Bill Goodwine
日本語で読む → - 論文sim2realmath.OC
安定化可能な非線形ダイナミクスを収縮理論に基づく正則化で学習する枠組み
収縮理論とRKHSの統計学習を組み合わせ、学習したモデルが任意の開ループ軌道に対してロバストな追従制御器を持つことを保証する制御理論的正則化を提案し、平面クアッドロータのシミュレーションと実機で軌道生成・追従性能の向上を実証した。
原題: Learning Stabilizable Nonlinear Dynamics with Contraction-Based Regularization ／ Sumeet Singh, Spencer M. Richards, Vikas Sindhwani 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
Segway配送ロボット群による場所認識・SLAMベンチマーク
実際にオフィスやモールで配送業務を行うSegwayロボット群が1年間収集した、屋内SLAM・場所認識用の大規模データセットを公開し、評価指標と手法のベンチマーク結果を示した論文。
原題: Segway DRIVE Benchmark: Place Recognition and SLAM Data Collected by A Fleet of Delivery Robots ／ Jianzhu Huai, Yusen Qin, Fumin Pang 他
日本語で読む → - 論文マルチロボットSLAMロボティクス
Wi-Fiセンシングを用いたマルチロボット姿勢グラフ最適化のための能動的ランデブー
Wi-Fiのチャネル状態情報をセンサとして活用し、地図や自己位置なしでロボット間の情報交換を行う能動的ランデブーと外れ値除去を統合したマルチロボットSLAMフレームワークを提案し、実機実験で姿勢誤差を大幅に削減した。
原題: Active Rendezvous for Multi-Robot Pose Graph Optimization using Sensing over Wi-Fi ／ Weiying Wang, Ninad Jadhav, Paul Vohs 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
接触安定なパラメータ化力フィードバックを用いた浮遊ベース系のジャーク制御
浮遊ベース系の制御入力の不連続性と力覚フィードバック欠如を解決するため、関節トルクの変化率を入力とするジャーク制御を提案し、接触安定制約を無制約最適化に変換してiCubで検証した。
原題: Jerk Control of Floating Base Systems with Contact-Stable Parametrised Force Feedback ／ Ahmad Gazar, Gabriele Nava, Francisco Javier Andrade Chavez 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
非把持マニピュレーションによる関節物体の質量分布推定
ロボットアームが物体を押す動作を通じて、関節物体の質量分布を推定する手法を提案し、シミュレーション学習を実機に転移させてランダム押しより高精度に推定できることを示した。
原題: Estimating Mass Distribution of Articulated Objects using Non-prehensile Manipulation ／ K. Niranjan Kumar, Irfan Essa, Sehoon Ha 他
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
森林シーンにおける単眼SLAMの視覚的外観分析
単眼SLAMシステムを森林データで比較し、照明変化やシーン内動きなど森林特有の難しさを視覚統計で特徴づけた研究。
原題: Visual Appearance Analysis of Forest Scenes for Monocular SLAM ／ James Garforth, Barbara Webb
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 → - 論文手話生成ロボティクス
自然言語からヒューマノイドロボットの手話へのSequence-to-Sequence翻訳
テキストをニューラルネットのSequence-to-Sequenceモデルでスペイン手話の動作に変換し、ヒューマノイドロボットTEOに自動で表現させる手法を提案した研究。
原題: Sequence-to-Sequence Natural Language to Humanoid Robot Sign Language ／ Jennifer J. Gago, Valentina Vasco, Bartek Łukawski 他
日本語で読む → - 論文制御ロボティクス
トルク計測を用いた柔軟関節ロボットのモデルフリー摩擦オブザーバ
摩擦モデルを使わずに摩擦補償を行うオブザーバを提案し、測定信号ではなく公称信号をフィードバックすることで漸近安定性と受動性を保ち、静止摩擦の過補償を避ける設計を可能にした。
原題: Model-free Friction Observers for Flexible Joint Robots with Torque Measurements ／ Min Jun Kim, Fabian Beck, Christian Ott 他
日本語で読む → - 論文LiDARオドメトリ画像認識
センサ特性を考慮したLiDARオドメトリ
LiDARの測定誤差モデルと隣接ビームを活用し、点の法線共分散推定と外れ値除去を改善したオドメトリ手法を提案。KITTIで1.37%の位置誤差を達成。
原題: Sensor Aware Lidar Odometry ／ Dmitri Kovalenko, Mikhail Korobkin, Andrey Minin
日本語で読む → - 論文セマンティックマッピングロボティクス
自己組織化マップによる教師なしオンライン学習を用いた逐次的セマンティックマッピング
自己組織化マップ(SOM)を用いて、ロボットが環境のトポロジカルマップを逐次的に構築しつつ、各地点の物体情報を付加し、オンライン教師なし学習で類似地点をクラスタリングする手法を提案した。新環境でも過去の学習を劣化させずに学習を継続できることを実データ実験で示した。
原題: Incremental Semantic Mapping with Unsupervised On-line Learning ／ Ygor C. N. Sousa, Hansenclever F. Bassani
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
脚式ロボットのバランス制御における不確かさとサンプリング周期の感度解析
ロバスト制御理論を用いて脚式ロボットの重心・圧力中心制御に対するセンサ・アクチュエータの不確かさの影響を定量化し、サンプリング周期が200msまで長くてもバランス維持に影響しないことを示した。
原題: Sensitivity of Legged Balance Control to Uncertainties and Sampling Period ／ Nahuel Villa, Johannes Englsberger, Pierre-Brice Wieber
日本語で読む → - 論文行動木・HMMロボティクス
行動木から導出される隠れマルコフモデル
統計情報を付加した行動木（BT）と隠れマルコフモデル（HMM）の新たな関係を明らかにし、BTベースのシステムのノイズを含む観測データにHMMのアルゴリズムを適用可能にした。
原題: Hidden Markov Models derived from Behavior Trees ／ Blake Hannaford
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