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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 → - 論文継続学習機械学習
ロボティクスにおける継続学習：定義・枠組み・学習戦略・機会と課題
ロボットが実世界で連続的に観測しながら過去の知識を忘れずに新スキルを学ぶ継続学習について、定義・枠組み・戦略を整理し、シミュレーションや静的データセット評価の限界と実機応用への課題を論じたサーベイ。
原題: Continual Learning for Robotics: Definition, Framework, Learning Strategies, Opportunities and Challenges ／ Timothée Lesort, Vincenzo Lomonaco, Andrei Stoian 他
日本語で読む → - 論文腱駆動/自律学習ロボティクス
単純な運動学的フィードバックが腱駆動ロボットの自律学習を促進
腱駆動脚ロボットの自律学習アルゴリズムに運動学的誤差フィードバックを加えると、遅延や衝突があっても学習が加速し頑健になることを示した。
原題: Simple Kinematic Feedback Enhances Autonomous Learning in Bio-Inspired Tendon-Driven Systems ／ Ali Marjaninejad, Darío Urbina-Meléndez, Francisco J. Valero-Cuevas
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 → - 論文認知発達ロボティクス画像認識
指差しが数え学習に与える影響：神経ロボティクスモデル
iCubロボットシミュレータの指差しデータで学習する神経ロボティクスモデルを構築し、ジェスチャーが数え学習に寄与することを子どもの発達と同様の傾向で示した。
原題: Influence of Pointing on Learning to Count: A Neuro-Robotics Model ／ Leszek Pecyna, Angelo Cangelosi
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
遺伝的枠組みによる群れモデル最適化
ロボット群制御のための群れモデルを遺伝的アルゴリズムの枠組みで最適化し、自律ナビゲーション時の安定性と適応性を高める手法を提案した論文。
原題: G-flocking: Flocking Model Optimization based on Genetic Framework ／ Li Ma, Weidong Bao, Xiaomin Zhu 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
深層強化学習による柔軟ロボットの訓練
柔軟なロボットハードウェアの制御を深層強化学習のポリシー探索で訓練し、様々な柔軟度の複雑タスクで効率的かつ頑健なポリシーを学習できることを示した。
原題: On Training Flexible Robots using Deep Reinforcement Learning ／ Zach Dwiel, Madhavun Candadai, Mariano Phielipp
日本語で読む → - 論文3D多物体追跡画像認識
古典的手法によるリアルタイム3D多物体追跡と新評価指標の提案
LiDAR検出に3Dカルマンフィルタとハンガリアン法を組み合わせたシンプルなリアルタイム3D多物体追跡システムを構築し、新たな3D評価ツールと指標を提案した。
原題: 3D Multi-Object Tracking: A Baseline and New Evaluation Metrics ／ Xinshuo Weng, Jianren Wang, David Held 他
日本語で読む → - 論文UAV/経路計画ロボティクス
UAV環境モニタリングのためのカバレッジサンプリング計画法
UAVの限られた電力制約下で未知の環境を効率的に探索・マッピングするため、最適なカバレッジ密度で経路を生成するサンプリング計画手法を提案し、実データと実機実験で有効性を示した。
原題: Coverage Sampling Planner for UAV-enabled Environmental Exploration and Field Mapping ／ Teng Li, Chaoqun Wang, Max Q. -H. Meng 他
日本語で読む → - 論文3D表現学習機械学習
学習可能な合成可能3D物体表現のための高階関数ネットワーク
物体の形状を別の「マッピングネットワーク」の重みに直接エンコードし、球面からサンプリングした点を変換して再構成する手法を提案。約7000パラメータで数百万パラメータの最先端手法に匹敵する再構成精度を達成した。
原題: Higher-Order Function Networks for Learning Composable 3D Object Representations ／ Eric Mitchell, Selim Engin, Volkan Isler 他
日本語で読む → - 論文ステレオビジョンロボティクス
ステレオイベントカメラのためのイベント寿命と視差の同時推定
ステレオイベントカメラにおいて、単一の輝度変化が両センサでイベントを発生させる点を利用し、イベント寿命と視差を一度に推定する手法を提案。従来の個別推定より約2倍高速かつ高精度で、実データで検証した。
原題: Stereo Event Lifetime and Disparity Estimation for Dynamic Vision Sensors ／ Antea Hadviger, Ivan Marković, Ivan Petrović
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 → - 論文軌道計画ロボティクス
異分散ガウス過程と確率的最適化による軌道計画
軌道を連続時間ガウス過程のサンプルとして表し、異分散性を導入した事前分布とクロスエントロピー法による確率的最適化で、混雑環境での局所解問題を緩和する軌道計画手法を提案した。
原題: Stochastic Optimization for Trajectory Planning with Heteroscedastic Gaussian Processes ／ Luka Petrović, Juraj Peršić, Marija Seder 他
日本語で読む → - 論文スキル発見機械学習
ダイナミクスを考慮したスキルの教師なし発見
予測しやすい結果をもたらすスキルを教師なしで発見し、そのダイナミクスを同時に学習するDADSを提案。潜在空間でのゼロショット計画が従来のMBRLや目標条件付きRLを上回ることを示した。
原題: Dynamics-Aware Unsupervised Discovery of Skills ／ Archit Sharma, Shixiang Gu, Sergey Levine 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
経験を活かす遅延探索：模倣学習による効率的な辺評価順序の学習
遅延グラフ探索における辺評価の順序選択をMDPとして定式化し、訓練時のオラクルを用いた模倣学習で効率的な選択ポリシーを学習。2D・7Dの運動計画問題で従来ヒューリスティクスを上回る性能を示した。
原題: Leveraging Experience in Lazy Search ／ Mohak Bhardwaj, Sanjiban Choudhury, Byron Boots 他
日本語で読む → - 論文UAV/配送/SLAMロボティクス
クアッドロータ配送システムのモデリングとシミュレーション
カメラとIMUを統合した4ロータUAV配送システムを設計し、SolidWorks設計・PDP問題の数理モデリング・EKF-SLAMによるMATLABシミュレーション・キャニーエッジ検出実験を行った論文。
原題: Modeling and Simulation of the Quadrtor Delivery System ／ A. M. El-Edkawy, M. A. El-Dosuky
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 → - 論文信念フィルタリングAI
因果性を活用した動的ベイジアンネットワークの選択的信念フィルタリング
動的ベイジアンネットワークの信念フィルタリングを高速化するため、状態変数間の受動性（passivity）という因果関係を自動的に利用し、信念因子を選択的に更新するPSBF手法を提案した。合成プロセスとマルチロボット倉庫シミュレーションで有効性を示した。
原題: Exploiting Causality for Selective Belief Filtering in Dynamic Bayesian Networks (Extended Abstract) ／ Stefano V. Albrecht, Subramanian Ramamoorthy
日本語で読む → - 論文タスク割当ロボティクス
人間とロボットのチームにおけるタスク割当・順序付け・スケジューリング問題の近似アルゴリズム
人間とロボットの混成チームでのタスク割当・順序付け・スケジューリング問題に対し、人数と台数に依存する近似比を持つ近似アルゴリズムを提案し、計算実験で性能を検証した。
原題: An Approximation Algorithm for a Task Allocation, Sequencing and Scheduling Problem involving a Human-Robot Team ／ Sai Krishna Hari, Abhishek Nayak, Sivakumar Rathinam
日本語で読む → - 論文視覚慣性オドメトリロボティクス
飛行ロボットの視覚慣性オドメトリ
カメラとIMUのみを用いて飛行ロボットの姿勢と速度を推定する視覚慣性オドメトリ(VIO)の手法を解説した論文。
原題: Visual-Inertial Odometry of Aerial Robots ／ Davide Scaramuzza, Zichao Zhang
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
Air Learning：自律飛行ロボットの視覚ナビゲーション向け深層強化学習ジム
リソース制約のあるドローン向けに、ドメインランダム化を備えたオープンソースの強化学習シミュレータを開発し、組み込み機器と高性能PC間の性能差をハードウェアインザループで模擬する遅延付加手法で軽減した。
原題: Air Learning: A Deep Reinforcement Learning Gym for Autonomous Aerial Robot Visual Navigation ／ Srivatsan Krishnan, Behzad Boroujerdian, William Fu 他
日本語で読む → - 論文位置推定画像認識
カメラ画像とLiDAR地図の位置合わせネットワーク
単眼RGB画像を事前構築済みの3D LiDAR地図に照合し、自己位置を推定するCNNベースのリアルタイム手法を提案した論文。
原題: CMRNet: Camera to LiDAR-Map Registration ／ Daniele Cattaneo, Matteo Vaghi, Augusto Luis Ballardini 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
自動運転車に求められる自己位置推定の要件
道路の安全性基準や米国の道路規格から出発し、自動運転車が満たすべき位置・姿勢推定の誤差許容範囲を理論的に導出した論文。
原題: Localization Requirements for Autonomous Vehicles ／ Tyler G. R. Reid, Sarah E. Houts, Robert Cammarata 他
日本語で読む → - 論文オフポリシー評価機械学習
オフポリシー分類によるオフポリシー評価
連続行動空間と疎な二値報酬のMDPにおいて、Q関数を決定関数とした正例・未ラベル分類問題としてOPEを定式化し、環境モデルも重要度サンプリングも不要な評価指標を提案した論文。
原題: Off-Policy Evaluation via Off-Policy Classification ／ Alex Irpan, Kanishka Rao, Konstantinos Bousmalis 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクス制御
ソフトロボットを柔らかいままに：データ駆動型フィードフォワード・フィードバック制御のトレードオフ
ガウス過程回帰でデータ駆動型モデルを構築し、モデルの信頼度に応じてフィードフォワードとフィードバックの割合を適応させることで、ソフトロボットの柔軟性を保ちながら追従制御を実現した。
原題: Keep soft robots soft -- a data-driven based trade-off between feed-forward and feedback control ／ Thomas Beckers, Sandra Hirche
日本語で読む → - 論文モデリング・シミュレーションロボティクス
農業ロボットシステムの協調モデリング
農業用自動走行車両の開発に向け、複数分野のモデリング・シミュレーションツールを組み合わせた協調シミュレーション手法を提案した博士論文。
原題: Co-modelling of Agricultural Robotic Systems ／ Martin Peter Christiansen
日本語で読む → - 論文衝突回避/ニューロ進化/群制御cs.NE
ニューロ進化による検出範囲を抑えたクアッドコプターの協調衝突回避モデル学習
ニューロ進化を用いて、相互に整合した衝突回避行動を学習させ、必要な検出範囲を最小化するモデルを提案した。学習したモデルは未知の接近シナリオにも良好に汎化する。
原題: Training Detection-Range-Frugal Cooperative Collision Avoidance Models for Quadcopters via Neuroevolution ／ Amir Behjat, Krushang Gabani, Souma Chowdhury
日本語で読む → - 論文布操作ロボティクス
把持中心の布操作分析フレームワーク
布のような柔軟物体の把持を、ロボットの形状に依存しない形で分類する新定義を提案し、既存研究の把持種類やグリッパを整理した論文。
原題: A Grasping-centered Analysis for Cloth Manipulation ／ Júlia Borràs, Guillem Alenya, Carme Torras
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