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 →- 論文協調SLAMロボティクス
計算・通信資源を考慮した協調ループ閉じ込め検出と性能保証付き近似アルゴリズム
複数ロボット間のループ閉じ込め検出において、計算量と通信量の予算内で検証対象を選別する劣モジュラ最適化フレームワークを提案し、NP困難性を示した上で性能保証付きの近似解法を実データと合成データで評価した。
原題: A Resource-Aware Approach to Collaborative Loop Closure Detection with Provable Performance Guarantees ／ Yulun Tian, Kasra Khosoussi, Jonathan P. How
日本語で読む → - 論文異常検知制御
自律飛行体のためのリアルタイム異常検知手法
再帰的最小二乗法を用いて飛行体の入出力関係をオンラインでモデル化し、機体モデルに依存せず異常をリアルタイム検知する手法を提案。22回の飛行試験で精度86.36%を達成し、アクチュエータ故障データセットも公開した。
原題: Automatic Real-time Anomaly Detection for Autonomous Aerial Vehicles ／ Azarakhsh Keipour, Mohammadreza Mousaei, Sebastian Scherer
日本語で読む → - 論文ナビゲーション自然言語
対話を通じた視覚ナビゲーション
人間同士の対話履歴を用いて未知環境で目標物体へナビゲートするタスクとデータセットを提案し、マルチモーダルなseq2seqモデルで初期性能を示した。
原題: Vision-and-Dialog Navigation ／ Jesse Thomason, Michael Murray, Maya Cakmak 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
学習済み運動プリミティブの再生成と接続による自動運転の運動計画
修正DMPとSVDに基づく表現手法で学習済み運動プリミティブを再生成し、滑らかに接続する運動計画手法を提案した論文。
原題: Regeneration and Joining of the Learned Motion Primitives for Automated Vehicle Motion Planning Applications ／ Boyang Wang, Jianwei Gong, Wenli Liang 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚モデルO：3Dプリント製3本指触覚ロボットハンドの製作と評価
3Dプリントの3本指ハンド各指先に軟質触覚センサTacTipを搭載し、YCB物体での把持性能と触覚による物体分類・把持成功予測を評価した研究。
原題: Tactile Model O: Fabrication and testing of a 3d-printed, three-fingered tactile robot hand ／ Jasper W. James, Alex Church, Luke Cramphorn 他
日本語で読む → - 論文タスクプランニングロボティクス
汎用サービスロボットのための計画システムへの要件
家庭やオフィスで働く汎用サービスロボットに求められる計画・推論システムの要件を整理し、自然な人間インターフェースや失敗時の頑健な代替手段の重要性を論じたポジションペーパー。
原題: Desiderata for Planning Systems in General-Purpose Service Robots ／ Nick Walker, Yuqian Jiang, Maya Cakmak 他
日本語で読む → - 論文物理推論AI
シミュレーションによる試行錯誤学習が柔軟な道具使用と物理的推論を支える
人間が少ない試行で多様な物理パズルを解く能力を「Virtual Tools」ゲームで調べ、行動の想像と観察による事前分布更新を組み合わせたSSUPモデルで人間の成績を再現した。
原題: Rapid trial-and-error learning with simulation supports flexible tool use and physical reasoning ／ Kelsey R. Allen, Kevin A. Smith, Joshua B. Tenenbaum
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 → - 論文組立計画ロボティクス
ブロッキング削減を用いたサブアセンブリ分解による組立計画
部品間の妨害関係をグラフで表現し、部品へのアクセスを優先する分解計画を生成することで、並列化可能な組立順序を導出する手法を提案した。
原題: Assembly Planning by Subassembly Decomposition Using Blocking Reduction ／ James Watson, Tucker Hermans
日本語で読む → - 論文物体検出画像認識
ソナー画像から物体らしさを学習するクラス非依存物体検出
前方監視ソナー画像から物体らしさ(objectness)を直接回帰する全畳み込みニューラルネットを提案し、画像あたり100提案で96%の再現率を達成した。
原題: Learning Objectness from Sonar Images for Class-Independent Object Detection ／ Matias Valdenegro-Toro
日本語で読む → - 論文人間ロボット協調ロボティクス
相互強化学習：人間とロボットが互いに教え学ぶスキル転移
ロボットと人間が互いに強化学習者として報酬チャネルを適応的に選び合い、ブロック組み立てやテトリスでスキル転移が起きることを実験的に示した研究。
原題: Mutual Reinforcement Learning ／ Sayanti Roy, Emily Kieson, Charles Abramson 他
日本語で読む → - 論文運動学math.AG
実代数幾何学の局所理論と運動学への応用
アフィン実代数多様体の非滑らかな点を特定する簡潔な代数的判定基準を定式化し、平面リンク機構の配置空間の解析に応用した。
原題: On local real algebraic geometry and applications to kinematics ／ Marc Diesse
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
教示・再現・再計画：複雑環境でのアグレッシブ飛行を実現する完全で堅牢なシステム
人間が操縦したギザギザの教示軌道を、滑らかで安全かつ動力学制約を満たす軌道に自動変換し、スライディングウィンドウ型の局所知覚と再計画で未マップ・動的障害物を回避する教示・再現・再計画システムを提案。
原題: Teach-Repeat-Replan: A Complete and Robust System for Aggressive Flight in Complex Environments ／ Fei Gao, Luqi Wang, Boyu Zhou 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーション評価ロボティクス
動的時系列ワーピングによる指示条件付きナビゲーションの汎用評価
指示に従って経路を辿るナビゲーションエージェントの評価に動的時系列ワーピング(DTW)を導入し、参照経路との類似度を測るnDTWと成功経路に限定したSDTWを提案した論文。人間の類似度判断とよく一致し、強化学習の報酬としても性能を向上させる。
原題: General Evaluation for Instruction Conditioned Navigation using Dynamic Time Warping ／ Gabriel Ilharco, Vihan Jain, Alexander Ku 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 → - 論文制御学習ロボティクス
エネルギー制御のための深層ラグランジュネットワーク：劣駆動系のエンドツーエンド学習
ラグランジュ力学・エネルギー保存・受動性を満たすようDeLaNを拡張し、劣駆動系のエネルギー制御を汎用関数近似で学習できる初の手法を提案。実機のフルータ振り子で振り上げ制御に成功した。
原題: Deep Lagrangian Networks for end-to-end learning of energy-based control for under-actuated systems ／ Michael Lutter, Kim Listmann, Jan Peters
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
遮蔽された形状を推論して密集環境での物体探索を改善
密集した卓上環境で物体を探す際に、深層学習による形状補完とボリューム記憶をマニピュレーション計画に組み込み、遮蔽領域の内容を推論することで探索に必要な行動数を大幅に削減した。
原題: Inferring Occluded Geometry Improves Performance when Retrieving an Object from Dense Clutter ／ Andrew Price, Linyi Jin, Dmitry Berenson
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
スイッチング密度ネットワークによるハイブリッドシステム同定
分類層と回帰層を組み合わせたスイッチング密度ネットワークを提案し、操作タスクや倒立振子のフェーズ空間を複数の制御則にクラスタリングしてハイブリッドシステムを同定する手法を示した。
原題: Hybrid system identification using switching density networks ／ Michael Burke, Yordan Hristov, Subramanian Ramamoorthy
日本語で読む → - 論文POMDP計画ロボティクス
非一様ダイナミクスを持つ系のための部分観測計画と学習
状態空間をクラス分けして各クラスのダイナミクスを学習するTransNetを提案し、非一様な系でもPOMDP計画を高効率に解けるようにした。
原題: Partially Observable Planning and Learning for Systems with Non-Uniform Dynamics ／ Nicholas Collins, Hanna Kurniawati
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ベイズ最適化で軌道最適化を堅牢化するヒューマノイド歩行
全身シミュレーションのデータを使いベイズ最適化でコスト重みを調整し、外乱や不確実性に強いヒューマノイドの歩行軌道を生成する手法を提案した。
原題: Robust Humanoid Locomotion Using Trajectory Optimization and Sample-Efficient Learning ／ Mohammad Hasan Yeganegi, Majid Khadiv, S. Ali A. Moosavian 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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
多様なポリシーを組み合わせた時間的に拡張されたタスクの実行
動作計画・動的モーションプリミティブ・ニューラルネット制御器など異種ポリシーを、局所ダイナミクスモデルと活性状態空間に基づく大域ゴールスコア推定器で最適に系列化する手法を提案し、PR2ロボットの歯車組立タスクで有効性を示した。
原題: Composing Diverse Policies for Temporally Extended Tasks ／ Daniel Angelov, Yordan Hristov, Michael Burke 他
日本語で読む → - 論文LiDAR慣性オドメトリロボティクス
LINS: 堅牢で効率的なナビゲーションのためのLiDAR慣性状態推定器
6軸IMUと3D LiDARを密結合し、反復誤差状態カルマンフィルタとロボセントリック表現で特徴の少ない環境でも高精度・高速に自己位置推定を行う手法を提案した。
原題: LINS: A Lidar-Inertial State Estimator for Robust and Efficient Navigation ／ Chao Qin, Haoyang Ye, Christian E. Pranata 他
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 → - 論文故障検知制御
固定翼UAVの故障・異常検知用データセットALFA
固定翼UAVのエンジン故障や舵面故障を含む実飛行データを収録し、故障検知・異常検知研究の評価用に公開したデータセット論文。
原題: ALFA: A Dataset for UAV Fault and Anomaly Detection ／ Azarakhsh Keipour, Mohammadreza Mousaei, Sebastian Scherer
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 → - 論文模倣学習画像認識
視線情報で模倣学習ネットワークの未知環境への汎化を強化
自動運転の模倣学習に人間の視線データを組み込み、未見環境への汎化性能が向上することを示した研究。
原題: Utilizing Eye Gaze to Enhance the Generalization of Imitation Networks to Unseen Environments ／ Congcong Liu, Yuying Chen, Lei Tai 他
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