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: 2019/6/1 ／ 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 →- 論文自己中心空間認識機械学習
自己中心的な空間構造が教師なしで創発する仕組み
ロボットが感覚運動予測を学習するだけで、事前知識や教師なしに自己中心的な空間のトポロジーと距離構造を獲得できることを示した研究。
原題: Unsupervised Emergence of Egocentric Spatial Structure from Sensorimotor Prediction ／ Alban Laflaquière, Michael Garcia Ortiz
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
ヘルムホルツ・ホッジ分解を用いた視覚型触覚センサの接触力・トルク推定
視覚型触覚センサの接触変形場からヘルムホルツ・ホッジ分解で表面力とトルクを推定する手法を提案し、把持力制御に応用した。
原題: Effective Estimation of Contact Force and Torque for Vision-based Tactile Sensor with Helmholtz-Hodge Decomposition ／ Yazhan Zhang, Zicheng Kan, Yang Yang 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
新規環境での把持軌道に対する人間意図検出のための2D線形時変コントローラ
雑然とした未知環境で候補把持と到達軌道を自動生成し、線形時変フィードバック制御でユーザの意図に沿った把持へ誘導する半自律操作支援システムを提案した。
原題: 2D Linear Time-Variant Controller for Human's Intention Detection for Reach-to-Grasp Trajectories in Novel Scenes ／ Claudio Zito, Tomasz Deregowski, Rustam Stolkin
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
クアッドロータの経路追従と障害物回避を少ないサンプルで学習
モデル予測型の経路追従制御器を教師として模倣学習し、実機のクアッドロータで少ないサンプルから衝突回避と経路追従を両立するニューラル制御方策を学習した。
原題: Sample Efficient Learning of Path Following and Obstacle Avoidance Behavior for Quadrotors ／ Stefan Stevsic, Tobias Naegeli, Javier Alonso-Mora 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
群ロボティクスにおける社会的に着想を得たコミュニケーション
群れロボットの物体収集実験で、目標に関する非方向性メッセージと受信可否判定を導入し、低頻度でも目標情報の共有がランダム情報の高頻度共有より有効だと示した。
原題: Socially Inspired Communication in Swarm Robotics ／ Nathan White, John Harwell, Maria Gini
日本語で読む → - 論文監督付き自律ロボティクス
ロボットの監督付き自律性：レビュー
ロボットにおける監督付き自律性の概念を定義し、遠隔操作や完全自律と比較しながら、その重要性・未解決課題・関連研究を概説した招待論文。
原題: Robotic Supervised Autonomy: A Review ／ Yangming Li
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
未知の混雑環境におけるMAVの自律ナビゲーション
深度センサから効率的に地図を作り、視野制約を考慮した経路生成と動的制約を考慮した運動計画をオンボードでリアルタイム実行し、未知の3D混雑環境で目標到達を実現した。
原題: Autonomous Navigation of MAVs in Unknown Cluttered Environments ／ Leobardo Campos-Macías, Rodrigo Aldana-López, Rafael de la Guardia 他
日本語で読む → - 論文システム研究ロボティクス
ロボティクスにおける使えるシステム研究の原則
ロボットアプリ開発の難しさをシステム研究の不足に起因するとし、抽象化の使いやすさと現実性・実証性・徹底的な説明を重視する研究原則を提唱した論文。
原題: Usability Squared: Principles for doing good systems research in robotics ／ Soham Sankaran, Ross A. Knepper
日本語で読む → - 論文行動学習サーベイロボティクス
ロボット行動学習の実応用サーベイ：現状と展望
実機ロボット（脚式・ヒューマノイド・ロボットアーム等）で学習・適用された行動を幅広く分類し、何を学習すべきかを考察するとともに、古典ロボティクスやAIとの統合の必要性を論じたサーベイ。
原題: A Survey of Behavior Learning Applications in Robotics -- State of the Art and Perspectives ／ Alexander Fabisch, Christoph Petzoldt, Marc Otto 他
日本語で読む → - 論文3D再構成画像認識
ボクセルベースLiDARデータからの3D表面再構成
不均一な密度の3D LiDARデータからTSDFボクセル表現とガウス信頼度に基づく適応的近傍カーネルを用いて高精度な3D表面メッシュを再構成する手法を提案した。
原題: 3D Surface Reconstruction from Voxel-based Lidar Data ／ Luis Roldão, Raoul de Charette, Anne Verroust-Blondet
日本語で読む → - 論文データ駆動制御ロボティクス
クープマン作用素を用いたデータ駆動制御のためのダイナミクスの能動学習
非線形系をクープマン作用素で線形表現し、情報理論に基づく能動学習制御器でロボットのダイナミクスを効率的に学習・制御する手法を提案し、クアッドコプターで検証した。
原題: Active Learning of Dynamics for Data-Driven Control Using Koopman Operators ／ Ian Abraham, Todd D. Murphey
日本語で読む → - 論文UAVナビゲーション制御
極端な風外乱下での未知環境におけるUAVの軌道生成
風外乱が機体の安定限界を超える環境で、風と共に移動するドリフト座標系を用いて軌道を再計画し、制御権を維持しながら追従・衝突回避を保証する手法を提案した。
原題: Trajectory Generation for UAVs in Unknown Environments with Extreme Wind Disturbances ／ Kenan Cole, Adam M. Wickenheiser
日本語で読む → - 論文継続強化学習機械学習
多様性探索と敵対的自己修正による継続強化学習
継続強化学習における破滅的忘却に対処するため、教師なし多様性探索でタスク固有スキルを獲得し、敵対的自己修正で過去経験を活用するCDANフレームワークを提案した論文。
原題: Continual Reinforcement Learning with Diversity Exploration and Adversarial Self-Correction ／ Fengda Zhu, Xiaojun Chang, Runhao Zeng 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
勾配計算に基づくシンプルな群れ探索アルゴリズム
限られた通信範囲と記憶容量を持つ群れロボットが、他ロボットからの引力・斥力信号に応じてランダムウォークの旋回確率を調整し、未知環境で効率的に目標を探索・回収するアルゴリズムを提案した。
原題: Simple Swarm Foraging Algorithm Based on Gradient Computation ／ Simon O. Obute, Mehmet R. Dogar, Jordan H. Boyle
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
RadGrad: 損失勾配を用いた能動学習
エージェントの誤差予測とリスク指標に基づいて専門家への問い合わせを選択的に行う能動学習アルゴリズムRadGradを提案し、専門家クエリ数を大幅に削減しつつDAggerと同等以上の性能をシミュレーション環境で示した。
原題: RadGrad: Active learning with loss gradients ／ Paul Budnarain, Renato Ferreira Pinto Junior, Ilan Kogan
日本語で読む → - 論文3Dインスタンスセグメンテーション画像認識
3D-BoNet：点群上の3Dインスタンスセグメンテーションのための物体バウンディングボックス学習
点群の各インスタンスに対して3Dバウンディングボックスと点マスクを直接回帰する単一ステージ・アンカーフリーの手法を提案し、後処理不要で高効率かつ高精度を実現した。
原題: Learning Object Bounding Boxes for 3D Instance Segmentation on Point Clouds ／ Bo Yang, Jianan Wang, Ronald Clark 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
複数ロボットによる剛体ペイロード輸送システムの交通管理戦略
非ホロノミックロボットの編隊でペイロードを運ぶ複数の輸送システムが、障害物や互いを避けながら円滑に移動できるよう交通管理する手法を提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Traffic Management Strategies for Multi-Robotic Rigid Payload Transport Systems ／ Yahnit Sirineni, Pulkit Verma, Kamalakar Karlapalem
日本語で読む → - 論文モデルベース強化学習機械学習
ポリシーネットワークを用いたモデルベース計画法の探求
ポリシーネットワークとオンライン計画を組み合わせ、行動計画をニューラルネット最適化問題として解くモデルベース強化学習手法POPLINを提案し、MuJoCoで高いサンプル効率を達成した。
原題: Exploring Model-based Planning with Policy Networks ／ Tingwu Wang, Jimmy Ba
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
複数ドローンによる六角形分割領域の探索：シミュレーションと評価
約200機のドローンが未知の領域を協調探索するための分散経路計画手法をシミュレーションし、六角形セル分割と重み付き逆最近傍法により探索効率・拡張性・通信障害耐性が向上することを示した。
原題: Multiple Drones driven Hexagonally Partitioned Area Exploration: Simulation and Evaluation ／ Ayush Datta, Rahul Tallamraju, Kamalakar Karlapalem
日本語で読む → - 論文セマンティックセグメンテーションロボティクス
時系列一貫性を備えた3D LiDARスキャンの深層セマンティックセグメンテーション
LiDARスキャンを車・歩行者・自転車に分類するDCNNを提案し、ベイズフィルタで時系列的に一貫した予測を実現した研究。
原題: DeepTemporalSeg: Temporally Consistent Semantic Segmentation of 3D LiDAR Scans ／ Ayush Dewan, Wolfram Burgard
日本語で読む → - 論文物体表現学習ロボティクス
DensePhysNet：多段動的相互作用による密な物理物体表現の学習
物体を滑らせたり衝突させたりする動的相互作用を能動的に行い、その視覚観測から摩擦や質量などの物理特性を反映したピクセル単位の密な表現を学習する手法を提案した。
原題: DensePhysNet: Learning Dense Physical Object Representations via Multi-step Dynamic Interactions ／ Zhenjia Xu, Jiajun Wu, Andy Zeng 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
高精度位置推定に依存しないナビゲーション: 目標指向ナビゲーションコストマップの弱教師学習
GPSレベルの粗い位置推定と生の知覚データ・公開地図から、条件付き敵対的生成ネットワークで目標指向経路を生成し、ナビゲーションコストマップを描画する弱教師学習フレームワークを提案した。
原題: Towards navigation without precise localization: Weakly supervised learning of goal-directed navigation cost map ／ Huifang Ma, Yue Wang, Li Tang 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ヒューマノイドのバランス回復における代表的な倒立振子モデルの比較研究
ヒューマノイドロボットの押し外力に対するバランス回復を目的に、代表的な倒立振子系の抽象力学モデルを理論的・数値的に比較し、Linear Inverted Pendulum Plus Flywheelの拡張版が最も安定回復に優れることを示した。
原題: Comparison Study of Well-Known Inverted Pendulum Models for Balance Recovery in Humanoid Robot ／ Mohammadreza Kasaei, Nuno Lau, Artur Pereira
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
走化性を利用した群ロボットの仮想フェンス
微生物の走化性を模倣し、境界のない環境で群ロボットを巣周辺の作業領域に引き戻すアルゴリズムを提案し、シミュレーションと実機で有効性を検証した。
原題: Chemotaxis Based Virtual Fence for Swarm Robots in Unbounded Environments ／ Simon O. Obute, Mehmet R. Dogar, Jordan H. Boyle
日本語で読む → - 論文自動運転/交通予測ロボティクス
GAMMA: 自動運転のための汎用エージェント運動モデル
異種混在する交通エージェントの運動を速度空間での制約付き最適化として予測し、人間の行動状態をパラメータ化することで多様な挙動に対応したリアルタイム予測モデルを提案。
原題: GAMMA: A General Agent Motion Model for Autonomous Driving ／ Yuanfu Luo, Panpan Cai, Yiyuan Lee 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスcond-mat.soft
柔軟な機械的メタマテリアルでソフトロボットをプログラミングする
大きく変形する機械的メタマテリアルの複雑な挙動を活用し、ソフトロボットの性能を高める手法を提案した論文。
原題: Programming Soft Robots with Flexible Mechanical Metamaterials ／ Ahmad Rafsanjani, Katia Bertoldi, André R. Studart
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
モデルベースの二足ロボット平衡安定化システム
LIPPFMとDCMを用いて重心動態の不安定成分も考慮し、転倒を防ぐ踏み出しのタイミングと位置を決定する二足ロボットの平衡安定化システムを提案し、MATLABシミュレーションで有効性を示した。
原題: A Model-Based Balance Stabilization System for Biped Robot ／ Mohammadreza Kasaei, Nuno Lau, Artur Pereira
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
自己教師あり学習による密集クラスタ内の物体非依存な吸着把持アフォーダンス検出
密集した物体群から吸着パッドで物体を掴むため、把持可能領域を推定するFRE-Netと把持点を決めるSGPA-Netの2段階CNNを自己教師あり学習で訓練し、既知物体95%・未知物体90%の把持精度を実現した。
原題: Object-Agnostic Suction Grasp Affordance Detection in Dense Cluster Using Self-Supervised Learning.docx ／ Mingshuo Han, Wenhai Liu., Zhenyu Pan 他
日本語で読む → - 論文双腕マニピュレーションロボティクス
拡張相対ヤコビアンによる非対称双腕タスク実行
双腕協調作業における相対運動タスクを非対称に分配するため、拡張相対ヤコビアンを提案し、絶対運動を冗長自由度として残しつつ任意の非対称度を設定できることを数値シミュレーションで示した論文。
原題: Asymmetric Dual-Arm Task Execution using an Extended Relative Jacobian ／ Diogo Almeida, Yiannis Karayiannidis
日本語で読む → - 論文障害物回避ロボティクス
ステレオカメラと1D-LiDARの融合によるクアッドロータ向け障害物回避可能領域推定
ステレオカメラの深度マップと1D-LiDARの測距をカルマンフィルタで融合し、クアッドロータが通過できる自由空間を推定する手法を提案・実機検証した。
原題: Depth map estimation methodology for detecting free-obstacle navigation areas ／ Sergio Trejo, Karla Martinez, Gerardo Flores
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