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: 2019/5/1 ／ 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 →- 論文自動運転/強化学習ロボティクス
深層強化学習による自動運転車の走行ポリシー
高速道路を走行する自動運転車の経路計画に強化学習を適用し、動的計画法による最適ポリシーやSUMOシミュレータの手動運転と性能を比較した。
原題: A Deep Reinforcement Learning Driving Policy for Autonomous Road Vehicles ／ Konstantinos Makantasis, Maria Kontorinaki, Ioannis Nikolos
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
遠隔操作モードの比較：制約タスクにおける操作性評価
重機の遠隔操作において、操作入力の次元数と制御空間の違いがタスク性能に与える影響をフィッツの法則と制約達成度で比較し、低次元タスク空間での指令が関節空間操作より高性能であることを示した。
原題: Comparing Alternate Modes of Teleoperation for Constrained Tasks ／ Christopher E. Mower, Wolfgang Merkt, Aled Davies 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
トルク制御脚式ロボットのためのフィードバックMPC
DDPベースのMPCに緩和バリア関数と周波数依存コストを組み合わせ、低い更新レートでもトルク制御四脚ロボットANYmalの安定した歩行を実現した。
原題: Feedback MPC for Torque-Controlled Legged Robots ／ Ruben Grandia, Farbod Farshidian, René Ranftl 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
局所表面特徴を活用したロボット押し操作の転移学習
物体の局所表面特徴を条件にした接触ベースの順モデルを学習し、形状の異なる物体へ転移可能な押し操作予測を実現した研究。
原題: Feature-Based Transfer Learning for Robotic Push Manipulation ／ Jochen Stüber, Marek Kopicki, Claudio Zito
日本語で読む → - 論文物体姿勢推定画像認識
PoseRBPF：6D物体姿勢追跡のためのRao-Blackwellized粒子フィルタ
物体の3D回転と3D並進を分離し、回転空間を細かく離散化してオートエンコーダで特徴埋め込みのコードブックを構築することで、対称性を持つ物体でも高精度に6D姿勢を追跡する手法を提案した。
原題: PoseRBPF: A Rao-Blackwellized Particle Filter for 6D Object Pose Tracking ／ Xinke Deng, Arsalan Mousavian, Yu Xiang 他
日本語で読む → - 論文行動認識ロボティクス
実環境向け骨格ベース行動認識フレームワーク
骨格情報を用いた行動認識を実用的なシナリオで使えるよう検討し、データ拡張や正規化なしでは別データセットで性能が大きく低下することを示した。
原題: Towards a Skeleton-Based Action Recognition For Realistic Scenarios ／ Cagatay Odabasi, Jewel Jose
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
模倣学習をfダイバージェンス最小化として捉える
マルチモーダルな模倣学習において、逆KLダイバージェンスを最小化する一般的なfダイバージェンス枠組みを提案し、既存手法を包含しつつモード間の誤補間を防ぐ。
原題: Imitation Learning as $f$-Divergence Minimization ／ Liyiming Ke, Sanjiban Choudhury, Matt Barnes 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
逆速度障害物による実時間ナビゲーション
ロボットの姿勢や速度の推定を必要とせず、自己中心的な枠組みで速度障害物を再定式化し、動的環境での衝突回避を実時間で実現する手法を提案した。
原題: IVO: Inverse Velocity Obstacles for Real Time Navigation ／ P. S. Naga Jyotish, Yash Goel, A. V. S. Sai Bhargav Kumar 他
日本語で読む → - 論文ジェスチャー認識HCI
ジェスチャー操作ロボットのための改良オプティカルフロー推定
深層学習ベースのオプティカルフロー推定に特徴抽出器の強化・輪郭への注意・中間特徴の活用という改良を加え、ジェスチャー認識精度と速度のバランスを向上させた。家庭用サービスロボット向けの新データセットMIBURIも構築した。
原題: Improved Optical Flow for Gesture-based Human-robot Interaction ／ Jen-Yen Chang, Antonio Tejero-de-Pablos, Tatsuya Harada
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
真の状態なしで強化学習を行う手法
目標観測との一致のみを報酬とする指標報酬関数と、達成目標による再ラベリングを組み合わせ、真の状態推定なしにRGB-D画像からロープ操作などの複雑な連続状態空間タスクを学習できることを示した。
原題: Reinforcement Learning without Ground-Truth State ／ Xingyu Lin, Harjatin Singh Baweja, David Held
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
全運動量に基づく二足歩行ロボットの運動安定化
二足歩行ロボットの運動を全運動量空間でモデル化し、目標歩幅・速度に応じたリミットサイクルを設計した上で、人間のバランス戦略である「長さシフト」に着想を得た外乱に対する安定化手法を提案した論文。
原題: Stabilization of Bipedal Robot Motion based on Total Momentum ／ Erfan Ghorbani, Venus Pasandi, Mehdi Keshmiri 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
地形傾斜を活用した屋外移動ロボットの3次元自己位置推定と地図構築
地形の傾斜情報を利用した自己位置推定とICP法を組み合わせ、屋外環境でロボットが高速かつ高精度に3次元地図を構築する手法を提案し、実験で有効性を示した論文。
原題: Terrain Inclination Aided Three Dimensional Localization and Mapping for an Outdoor Mobile Robot ／ Xiaorui Zhu, Chunxin Qiu, Mark A. Minor
日本語で読む → - 論文移動ロボット制御ロボティクス
有界曲率と速度を考慮したモジュール式移動ロボットの協調分散ロバスト制御
柔軟フレームで連結された車軸型モジュール移動ロボットに対し、曲率制約付き運動学制御と非線形減衰動的制御を組み合わせた制御系を構築し、姿勢制御の有効性を実験で検証した。
原題: Cooperative Distributed Robust Control of Modular Mobile Robots with Bounded Curvature and Velocity ／ Xiaorui Zhu, Youngshik Kim, Mark A. Minor
日本語で読む → - 論文位置推定ロボティクス
LiDARによるGPS信号喪失時の位置推定補助
橋や建物でGPSが途絶える内陸水路を航行する自律船で、レーザスキャンのスキャンマッチングにより位置データの欠損を補間する手法を提案し、港湾・河川環境での試験で改善を確認した。
原題: Positioning aiding using LiDAR in GPS signal loss scenarios ／ Szymon Krupinski, Francesco Maurelli
日本語で読む → - 論文ドローン自律飛行ロボティクス
視覚モデル予測に基づく局所化で実現する72グラムドローンの高効率自律レース
ゲート検出とモデルダイナミクス予測を融合して機体位置を推定する軽量な視覚ナビゲーション手法を提案し、72gの超小型ドローンで自律レース飛行を実現した。
原題: Visual Model-predictive Localization for Computationally Efficient Autonomous Racing of a 72-gram Drone ／ Shuo Li, Erik van der Horst, Philipp Duernay 他
日本語で読む → - 論文自動運転/計画+強化学習ロボティクス
自動運転の戦術的意思決定における計画と深層強化学習の統合
AlphaGo Zeroを連続状態空間に拡張し、モンテカルロ木探索と深層強化学習を組み合わせた自動運転の戦術的意思決定フレームワークを提案。高速道路のシミュレーションでベースラインを上回る性能を示した。
原題: Combining Planning and Deep Reinforcement Learning in Tactical Decision Making for Autonomous Driving ／ Carl-Johan Hoel, Katherine Driggs-Campbell, Krister Wolff 他
日本語で読む → - 論文自動運転HCI
自動運転車は手動運転車より本当に安全なのか
自動運転車の安全性を手動運転と比較する際の測定方法・追跡手法・AVの定義という3つの課題を整理し、現時点で結論を出す難しさを論じた論文。
原題: Are Automated Vehicles Safer than Manually Driven Cars? ／ Lionel Peter Robert
日本語で読む → - 論文人間ロボット協調ロボティクス
人間とロボットの協調作業計画・実行のためのサイバーフィジカル実験環境
人間とロボットが共有作業空間で卓上マニピュレーションを協調して行うための、実世界と仮想世界を統合した実験環境を構築し、その知見を報告した論文。
原題: Cyber-Physical Testbed for Human-Robot Collaborative Task Planning and Execution ／ Tuly Hazbar, Shitij Kumar, Ferat Sahin
日本語で読む → - 論文自動運転知覚/合成データセット画像認識
自動運転知覚のための高精度合成画像・LiDARデータセットPreSIL
ゲームGTA V内に精密なLiDARシミュレータを構築し、5万フレーム超の画像・深度・セグメンテーション・注釈付きデータセットを自動生成。事前学習に用いることでKITTI 3D物体検出の精度が最大5%向上した。
原題: Precise Synthetic Image and LiDAR (PreSIL) Dataset for Autonomous Vehicle Perception ／ Braden Hurl, Krzysztof Czarnecki, Steven Waslander
日本語で読む → - 論文情報理論マッピングロボティクス
FSMI: 情報理論マッピングのためのシャノン相互情報量の高速計算
地図と距離計測間のシャノン相互情報量を解析的に計算することで大幅に高速化するFSMIアルゴリズムを提案し、3DのOctoMap向けRLE圧縮対応版FSMI-RLEも開発した。
原題: FSMI: Fast computation of Shannon Mutual Information for information-theoretic mapping ／ Zhengdong Zhang, Trevor Henderson, Sertac Karaman 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
散らかった物体の最適除去順序を求める組合せ最適化
移動マニピュレータで散らかった物体を除去する際、最適な除去順序の計算がNP困難であることを示し、動的計画法による最適アルゴリズムと高速な貪欲ヒューリスティックを提案した。
原題: Taming Combinatorial Challenges in Optimal Clutter Removal Tasks ／ Wei N. Tang, Jingjin Yu
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
姿勢・トルク空間の機械実現可能多様体最適化による腱駆動ハンドの受動関節設計
腱駆動の受動ハンドにおいて、所望の把持姿勢と負荷時平衡を両立できる関節間の機械的カップリング設計を最適化する手法を提案し、実例で検証した。
原題: Underactuation Design for Tendon-driven Hands via Optimization of Mechanically Realizable Manifolds in Posture and Torque Spaces ／ Tianjian Chen, Long Wang, Maximilan Haas-Heger 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 → - 論文双腕マニピュレーション制御
双腕ロボットの非対称タスク解決を活用するリアプノフベース制御
双腕ロボットの絶対運動と相対運動を同時に実行する際、相対運動の腕間配分を非対称に調整する制御則をリアプノフ法で設計し、従来の対称配分より有利であることを数値実験で示した論文。
原題: A Lyapunov-Based Approach to Exploit Asymmetries in Robotic Dual-Arm Task Resolution ／ Diogo Almeida, Yiannis Karayiannidis
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
視覚情報を用いた移動ロボットのためのUnscented FastSLAM
ステレオ視でランドマークを検出し、Rao-Blackwellized粒子フィルタとUKFを組み合わせたUnscented FastSLAMで移動ロボットの自己位置推定と地図生成を高精度化した研究。
原題: Vision-based Unscented FastSLAM for Mobile Robot ／ Chunxin Qiu, Xiaorui Zhu, Xiaobing Zhao
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
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
安全設計モーションプリミティブを用いたモジュール式動作計画フレームワーク
グリッド空間で低レベル動作プリミティブとマニューバオートマトンを用い、複数ロボットの動作計画を安全かつモジュール式に解くフレームワークを提案し、クアッドコプター群で実証した。
原題: A Modular Framework for Motion Planning using Safe-by-Design Motion Primitives ／ Marijan Vukosavljev, Zachary Kroeze, Angela P. Schoellig 他
日本語で読む → - 論文組立/機械学習ロボティクス
ロボット組立における運動制御と機械学習
産業用ロボットの組立作業において、プログラミングに必要なエンジニアリング工数を削減し、想定外の事象への対応能力を高める運動制御と機械学習の手法を提案した論文。
原題: On Motion Control and Machine Learning for Robotic Assembly ／ Martin Karlsson
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
階層的に一貫した動作プリミティブによるクアッドロータの協調制御
グリッド空間上の低レベル動作プリミティブから高レベル動作プリミティブを構築する階層的枠組みを提案し、障害物環境で編隊を維持しながら飛行する複数クアッドロータで実証した。
原題: Hierarchically Consistent Motion Primitives for Quadrotor Coordination ／ Marijan Vukosavljev, Angela P. Schoellig, Mireille E. Broucke
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
救助ロボットのための構成空間におけるフリッパ計画
救助ロボットのフリッパ動作を、シーン構成をパラメータ化した大域計画経路としてモデル化し、その経路追従で自律走行を実現する手法を提案した。
原題: Configuration-Space Flipper Planning for Rescue Robots ／ Yijun Yuan, Letong Wang, Sören Schwertfeger
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