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: 2019/4/1 ／ 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 →- 論文視覚慣性オドメトリ/マッピング画像認識
非線形因子復元による視覚慣性マッピング
VIOが蓄積した軌跡情報を非線形因子として復元し、ループ閉じ込みとバンドル調整で統合することで、ロール・ピッチが観測可能な高精度な視覚慣性マップを構築する手法を提案した。
原題: Visual-Inertial Mapping with Non-Linear Factor Recovery ／ Vladyslav Usenko, Nikolaus Demmel, David Schubert 他
日本語で読む → - 論文セキュリティcs.CR
ロボティクスにおけるセキュリティの現状と課題
ネット接続ロボットの安全性とセキュリティ要件を整理し、キャリブレーションのサプライチェーン、指令の完全性・真正性、物理層のセキュリティ、安全なログ・監査の4課題を指摘したレビュー論文。
原題: Security Landscape for Robotics ／ Ryan Shah
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚提示でロボット手術の手技学習を強化する
手術用ロボット操作の訓練に触覚フィードバックを組み込み、手技習得を支援する触覚デバイスの初期成果を示した研究。
原題: How to enhance learning of robotic surgery gestures? A tactile cue saliency investigation for 3D hand guidance ／ Gustavo D. Gil, Julie M. Walker, Nabil Zemiti 他
日本語で読む → - 論文自動運転評価stat.ME
データ駆動型自動運転テストにおける評価の不確実性
実世界データから構築した入力モデルの推定誤差が、モンテカルロ評価による安全指標の確率推定に与える影響を、ブートストラップ法と尤度比法を組み合わせて効率的に評価する手法を提案した。
原題: Evaluation Uncertainty in Data-Driven Self-Driving Testing ／ Zhiyuan Huang, Mansur Arief, Henry Lam 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
有人機と無人機の共存を評価するゲーム理論的シミュレーション枠組み
パイロットの意思決定を強化学習とレベルk推論でモデル化し、有人機と無人機が共存する空域統合シナリオを2D/3Dで評価する枠組みを提案した。
原題: A Game Theoretical Framework for the Evaluation of Unmanned Aircraft Systems Airspace Integration Concepts ／ Negin Musavi
日本語で読む → - 論文SLAM/地図構築ロボティクス
GISにおけるLiDARと航空オルソ画像の地理的マップ位置合わせと融合
GPSが使えない都市環境でも、車載LiDARの点群を高精度な航空オルソ画像に位置合わせし、ポール状ランドマークをアンカーとして15〜75cmの絶対精度で地図を構築する手法を提案した。
原題: Geographical Map Registration and Fusion of Lidar-Aerial Orthoimagery in GIS ／ Siqi Yi, Stewart Worrall, Eduardo Nebot
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
柔軟な梁環境における脚式小型ロボットの機体揚力と抗力
6軸力覚シェルを搭載した六脚小型ロボットが柔軟な梁（密生環境の模擬）を通過する際の機体接触力を計測し、抗力増加と引き換えに負の揚力が牽引力を高め、特定のシェル形状が走行に有利であることを示した。
原題: Body Lift and Drag for a Legged Millirobot in Compliant Beam Environment ／ Can Koc, Cem Koc, Brian Su 他
日本語で読む → - 論文6D姿勢推定画像認識
自作RGB-Dデータセット：3D物体の6D姿勢推定のためのベンチマーク
6D姿勢推定の課題（3Dモデルからの学習、スケーラビリティ、遮蔽、照明変化など）に対応する33物体・13シーンのRGB-Dデータセットとベンチマークを提案した。
原題: HomebrewedDB: RGB-D Dataset for 6D Pose Estimation of 3D Objects ／ Roman Kaskman, Sergey Zakharov, Ivan Shugurov 他
日本語で読む → - 論文触覚/形状センシングロボティクス
電気インピーダンストモグラフィによる可変剛性ソフトロボットの形状センシング
導電性作動流体を封入したソフトアクチュエータに最大6電極で電気インピーダンストモグラフィ(EIT)を適用し、周波数分割多重化により20ms分解能で形状変化を推定できることを2自由度設計で実証した論文。
原題: Shape Sensing of Variable Stiffness Soft Robots using Electrical Impedance Tomography ／ James Avery, Mark Runciman, Ara Darzi 他
日本語で読む → - 論文sim2real機械学習
合成画像で自動運転車のテストベンチマークを改善する
データが乏しい国の交通標識に対応するため、少量の国内データセットと合成画像でモデルを更新し、約10%の精度向上を達成した。
原題: Improving benchmarks for autonomous vehicles testing using synthetically generated images ／ Aleksander Lukashou
日本語で読む → - 論文安全性・軟質材料ロボティクス
軟質材料による小型ロボットの頭部衝撃被害軽減の安全性実験
自閉症児向けソーシャルロボットが投げられた際の頭部への衝撃を軟質材料で和らげられるか、ダミー頭部でTaguchi法により実験的に検討した。
原題: Safety experiments for small robots investigating the potential of soft materials in mitigating the harm to the head due to impacts ／ Ahmad Yaser Alhaddad, John-John Cabibihan, Ahmad Hayek 他
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
接触順序を事前に決めない動的動作の階層的計画法
接触タイミングを固定せずに、重心運動の計画と全身力学モデルによる精緻化を階層的に行い、複雑な動的動作を生成する軌道最適化手法を提案した。
原題: Hierarchical Planning of Dynamic Movements without Scheduled Contact Sequences ／ Carlos Mastalli, Ioannis Havoutis, Michele Focchi 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
マイクロクアッドロータUAVによる複雑構造物の近距離目視検査のための屋内試験・シミュレーション基盤
Crazyflieを用いた低コストな屋内実験プラットフォームを構築し、複雑構造物の近距離検査向け経路計画アルゴリズムを安全かつ手軽に検証できるようにした。
原題: Indoor Testing and Simulation Platform for Close-distance Visual Inspection of Complex Structures using Micro Quadrotor UAV ／ Zhexiong Shang, Zhigang Shen
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
移動マニピュレータの経路制約付き軌道最適化における多重凸性の誘導
移動マニピュレータの経路・衝突回避・運動学的制約下での軌道最適化を、非線形制約を多重アフィン形式に再定式化しADMMで凸二次計画の列として解く手法を提案した論文。
原題: Inducing Multi-Convexity in Path Constrained Trajectory Optimization for Mobile Manipulators ／ Arun Kumar Singh, Andrei Ahonen, Reza Ghabcheloo 他
日本語で読む → - 論文追跡回避ゲームロボティクス
追跡回避ゲームにおける確率的追跡者による能動的回避者追跡
屋内障害物環境で非ホロノミックロボットが限られた視野センサを用いて回避者を追跡する問題を確率的枠組みで定式化し、追跡者位置を把握する賢い回避者との追跡回避ゲームをGazeboシミュレーションで評価した。
原題: Active Adversarial Evader Tracking with a Probabilistic Pursuer under the Pursuit-Evasion Game Framework ／ Varun Chandra Jammula, Anshul Rai, Yezhou Yang
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
モンテカルロ木探索による効率的な視覚誘導型再配置計画
RGBカメラ画像から物体を目標配置へ動かす計画を、モンテカルロ木探索で効率的に生成し、合成データで学習した深層学習による物体位置推定と組み合わせたパイプラインを提案した。
原題: Monte-Carlo Tree Search for Efficient Visually Guided Rearrangement Planning ／ Yann Labbé, Sergey Zagoruyko, Igor Kalevatykh 他
日本語で読む → - 論文マルチロボット協調ロボティクス
複合ロボット協調のための3Dマッピング
UAVとUGVのセンサデータを平面セグメントの対応付けで融合し、一貫した3D地図と全体最適化された自己位置推定を実現した。
原題: 3D mapping for multi hybrid robot cooperation ／ Hartmut Surmann, Nils Berninger, Rainer Worst
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
ロボット搭載ToFレーザ測距センサアレイによる速度・分離監視
ロボットのリンクに取り付けた3つのToF測距センサアレイで人との距離と相対速度を計測し、ロボット速度を調整する安全制御を実装。レイキャスティングで自己遮蔽を除去し、モーションキャプチャのデジタルツインで安全性・生産性を比較検証した。
原題: Speed and Separation Monitoring using on-robot Time--of--Flight laser--ranging sensor arrays ／ Shitij Kumar, Sarthak Arora, Ferat Sahin
日本語で読む → - 論文人間機械協調画像認識
深層学習支援による人間と機械の協調的探索におけるFaster R-CNNの評価
Faster R-CNNを用いた深層学習支援システムが、人間の視覚探索課題の検出性能と眼球運動にどう影響するかを実験的に分析した研究。
原題: Assessment of Faster R-CNN in Man-Machine collaborative search ／ Arturo Deza, Amit Surana, Miguel P. Eckstein
日本語で読む → - 論文環境認識画像認識
証拠理論に基づく不確実性を考慮した密で空間的に一貫性のある逆センサモデル
レーダーの疎な検出から、証拠的畳み込みニューラルネットを用いてセンサノイズとモデル不確実性を統合し、少ない時間ステップで密で空間的に一貫した環境状態推定を実現した。
原題: Deep, spatially coherent Inverse Sensor Models with Uncertainty Incorporation using the evidential Framework ／ Daniel Bauer, Lars Kuhnert, Lutz Eckstein
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
実機ロボット群による自己組織化的集団運動
Monaロボット群を用い、Active Elastic Sheet法を改良して方向付け情報なしで目標方向への移動や任意点周りの回転を実現し、TCACS最適化でパラメータ調整した。
原題: Self-organized Collective Motion with a Simulated Real Robot Swarm ／ Mohsen Raoufi, Ali Emre Turgut, Farshad Arvin
日本語で読む → - 論文神経形態/CPGロボティクス
NeuroPod：ロボティクスに応用したリアルタイム神経形態スパイキングCPG
節足動物型ロボット向けに、SpiNNaker上でスパイキングニューラルネットワークによるリアルタイムの中央パターン生成器を実装し、6脚ロボットの3種類の歩容を生成できることを示した。
原題: NeuroPod: a real-time neuromorphic spiking CPG applied to robotics ／ Daniel Gutierrez-Galan, Juan Pedro Dominguez-Morales, Fernando Perez-Pena 他
日本語で読む → - 論文アドミタンス制御ロボティクス
受動性に基づく非線形アドミタンス制御と未知環境との相互作用下でのパワード上肢制御への応用
受動性理論に基づくアドミタンス制御を提案し、未知の環境との相互作用を含むパワード上肢外骨格ロボットの制御に適用した。制御ゲインと性能の関係を解析し、実験で有効性を検証した。
原題: A Passivity-based Nonlinear Admittance Control with Application to Powered Upper-limb Control under Unknown Environmental Interactions ／ Min Jun Kim, Woongyong Lee, Jae Yeon Choi 他
日本語で読む → - 論文教示再生ロボティクス
エピソード上のパーティクルフィルタによる教示再生
ロボットが教示時のセンサ・行動系列（エピソード）を記録し、パーティクルフィルタで現在と類似した状況を検索して行動を再生する手法PFoEを提案し、小型移動ロボットで評価した。
原題: Particle Filter on Episode ／ Ryuichi Ueda, Masahiro Kato, Atsushi Saito
日本語で読む → - 論文制御/メタ学習ロボティクス
メタ学習とMPPI制御に基づく誘導則の学習
深層メタ学習で誘導ダイナミクスの予測モデルをオンライン適応させ、モデル予測パス積分制御と組み合わせることで、アクチュエータ故障や目標機動があっても終端角度を満たす誘導則を実現した。
原題: Learning to Guide: Guidance Law Based on Deep Meta-learning and Model Predictive Path Integral Control ／ Chen Liang, Weihong Wang, Zhenghua Liu 他
日本語で読む → - 論文デッドレコニングロボティクス
AIによるIMUデッドレコニング
IMUのみを用いた車両のデッドレコニングにおいて、カルマンフィルタのノイズパラメータを深層学習で動的に適応させることで高精度な3D位置・速度・姿勢推定とバイアス自己校正を実現した論文。
原題: AI-IMU Dead-Reckoning ／ Martin Brossard, Axel Barrau, Silvère Bonnabel
日本語で読む → - 論文3Dマッピングロボティクス
森林インベントリ向け自動3Dマッピングによる樹木直径計測
移動ロボットの観測からICPベースの3Dマッピングで樹木直径を自動計測し、4森林・11軌道のデータで複数の推定手法を検証した。最良手法はRMSE 3.45cm（理想条件で2.04cm）を達成した。
原題: Automatic 3D Mapping for Tree Diameter Measurements in Inventory Operations ／ Jean-François Tremblay, Martin Béland, François Pomerleau 他
日本語で読む → - 論文経路計画・制御ロボティクス
車両型トラクタと2連トレーラの経路計画・追従制御フレームワーク
車両型トラクタに牽引される2連トレーラの後退を含む複雑な駐車・障害物回避を自動化するため、格子ベース経路計画と経路追従制御、トラクタ搭載センサのみで状態推定する非線形オブザーバを開発し、実車実験で検証した。
原題: A path planning and path-following control framework for a general 2-trailer with a car-like tractor ／ Oskar Ljungqvist, Niclas Evestedt, Daniel Axehill 他
日本語で読む → - 論文強化学習AI
良い教師とは何か：対話型強化学習の改善
人工エージェントを教師役とする対話型強化学習において、汎用型エージェントが専門型より学習者の報酬と収束を改善することを示し、フィードバックの一貫性が重要であることを分析した。
原題: Improving interactive reinforcement learning: What makes a good teacher? ／ Francisco Cruz, Sven Magg, Yukie Nagai 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
ニューラルネットワークのパラメータ空間サンプリングによるGPU高速化自動運転経路計画
ニューラルネットワークを制御器パラメータ化に用い、各サンプリング時刻でネットワークパラメータをサンプリングして予測ホライズン全体で固定するGPU並列化向け経路計画手法を提案し、動的障害物回避や駐車などの数値実験で有効性を示した。
原題: Online Sampling in the Parameter Space of a Neural Network for GPU-accelerated Motion Planning of Autonomous Vehicles ／ Mogens Graf Plessen
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