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: 2019/3/1 ／ 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 →- 論文飛行制御ロボティクス
ニューラルネットワークで狭い隙間を飛行する：エンドツーエンドの計画・制御アプローチ
ドローンが傾いた狭い隙間を通過するため、従来の計画・制御パイプラインを模倣し強化学習で微調整したエンドツーエンド方策ネットワークを提案した。
原題: Flying through a narrow gap using neural network: an end-to-end planning and control approach ／ Jiarong Lin, Luqi Wang, Fei Gao 他
日本語で読む → - 論文シミュレーションAI
人工知能のためのゲームとシミュレーションに関するAAAI-2019ワークショップ
AAAI-2019で開催された、AI研究向けのゲーム・シミュレーション環境に関するワークショップの採択論文をまとめた論文集。
原題: AAAI-2019 Workshop on Games and Simulations for Artificial Intelligence ／ Marwan Mattar, Roozbeh Mottaghi, Julian Togelius 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
グラフニューラルネットワークによるロボット群の分散制御学習
訓練時に集中制御のポリシーを模倣し、テスト時には局所情報のみで動く分散コントローラをグラフニューラルネットで学習。群れ行動で通信半径や速度変化の影響を検証した。
原題: Learning Decentralized Controllers for Robot Swarms with Graph Neural Networks ／ Ekaterina Tolstaya, Fernando Gama, James Paulos 他
日本語で読む → - 論文自動運転テストロボティクス
Sim-ATAV入門：自動運転車のためのシミュレーション型敵対的テストフレームワーク
自動運転車のテスト生成技術を研究するためのオープンソースフレームワークSim-ATAVの使い方を、実行例とともに解説したチュートリアル。
原題: A Tutorial on Sim-ATAV: Simulation-based Adversarial Testing Framework for Autonomous Vehicles ／ Cumhur Erkan Tuncali
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
カーネル化運動プリミティブを用いた不確実性を考慮した模倣学習
カーネル化運動プリミティブ(KMP)でロボット動作のばらつき・相関・不確実性を予測し、最適制御器融合と組み合わせることで、不確実な状況では安全に振る舞い、部分的な実演から複雑なタスクを最適に遂行できる模倣学習手法を提案した。
原題: Uncertainty-Aware Imitation Learning using Kernelized Movement Primitives ／ João Silvério, Yanlong Huang, Fares J. Abu-Dakka 他
日本語で読む → - 論文制御・学習ロボティクス
制御リアプノフ関数を用いた不確実なロボットシステムのエピソード学習
制御リアプノフ関数(CLF)を中心とした機械学習フレームワークを提案し、パラメータ不確実性や未モデル化動態に適応しながら反復的に制御器を改善する。平面セグウェイのシミュレーションで有効性を示した。
原題: Episodic Learning with Control Lyapunov Functions for Uncertain Robotic Systems ／ Andrew J. Taylor, Victor D. Dorobantu, Hoang M. Le 他
日本語で読む → - 論文LiDAR/地形認識ロボティクス
航空3D LiDARマップからの地表面復元
LiDAR点群から布シミュレーションフィルタで森林点を除去し地表面を検出、森林地域の地形図を復元する手法を提案し、ヘキサコプター飛行実験で有効性を示した。
原題: Ground Profile Recovery from Aerial 3D LiDAR-based Maps ／ Adelya Sabirova, Maksim Rassabin, Roman Fedorenko 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
陸・空・海を越えて：動作によるマルチドメインロボットコミュニケーション
水中・空中・地上の3種類のロボットで、身体言語のような動作（キネーム）による人間との情報伝達を比較評価し、精度・時間・自信の観点から有効性を検証した。
原題: By Land, Air, or Sea: Multi-Domain Robot Communication Via Motion ／ Michael Fulton, Mustaf Ahmed, Junaed Sattar
日本語で読む → - 論文強化学習/探索機械学習
スケジュールされた内発的ドライブ：階層的な内発的動機付け探索
内発的・外発的方策を別々に学習し、探索とタスク遂行をスケジュールで切り替える階層的強化学習手法を提案。軌道全体の統計を用いる新たな内発的報酬SFCにより、視覚入力環境での探索効率を大幅に改善した。
原題: Scheduled Intrinsic Drive: A Hierarchical Take on Intrinsically Motivated Exploration ／ Jingwei Zhang, Niklas Wetzel, Nicolai Dorka 他
日本語で読む → - 論文位置推定ロボティクス
レーザー距離計で透明物体をミリ精度で位置推定
ロボット先端に取り付けたレーザー距離計でガラス表面を斜めから計測し、ICP法で位置合わせすることで透明な非平面ガラスをミリ精度で位置推定する手法を提案した。
原題: Locating Transparent Objects to Millimetre Accuracy ／ Nicholas Adrian, Quang-Cuong Pham
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
変化する疎報酬環境に適応する分散調整法
価値関数と最適探索の関係を理論的に解析し、ガウス方策の分散を適応的に調整することで、環境変化に素早く適応できる手法を提案した。
原題: Adaptive Variance for Changing Sparse-Reward Environments ／ Xingyu Lin, Pengsheng Guo, Carlos Florensa 他
日本語で読む → - 論文自動運転ベンチマーク画像認識
BLVD: 自動運転のための大規模5Dセマンティクスベンチマークの構築
自動運転向けに、動的な4D追跡・5Dインタラクティブ事象認識・意図予測のための大規模5DセマンティクスベンチマークBLVDを構築した論文。
原題: BLVD: Building A Large-scale 5D Semantics Benchmark for Autonomous Driving ／ Jianru Xue, Jianwu Fang, Tao Li 他
日本語で読む → - 論文計画ロボティクス
有限要素法によるマルコフ決定過程の状態連続近似と自律システム計画
遷移確率の1次・2次モーメントのみから連続状態空間の価値関数を有限要素法で直接求める、明示的遷移モデル不要の計画手法を提案し、経路の滑らかさや移動距離・時間で有効性を示した。
原題: State-Continuity Approximation of Markov Decision Processes via Finite Element Methods for Autonomous System Planning ／ Junhong Xu, Kai Yin, Lantao Liu
日本語で読む → - 論文視覚ナビゲーションロボティクス
最適制御と学習を組み合わせた未知環境での視覚ナビゲーション
学習ベースの知覚で衝突回避経路のウェイポイントを生成し、モデルベースの最適制御で滑らかで動的に実行可能な軌道を計画・追従することで、未知の混雑環境でもロバストに目的地へ到達する手法を提案した。
原題: Combining Optimal Control and Learning for Visual Navigation in Novel Environments ／ Somil Bansal, Varun Tolani, Saurabh Gupta 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
受信信号強度を活用した確率的ロボット群によるメトリックマップの自動構築
資源制約のあるロボット群がランダム探索中に得た不確実な位置データと外部送信機からの受信信号強度を組み合わせ、トポロジカルデータ解析の永続ホモロジーを用いて未知環境の障害物領域を自動的にセグメンテーションしメトリックマップを構築する手法を提案した。
原題: Automated Construction of Metric Maps using a Stochastic Robotic Swarm Leveraging Received Signal Strength ／ Ragesh K. Ramachandran, Spring Berman
日本語で読む → - 論文視覚サーボ/物体認識ロボティクス
動画物体セグメンテーションを用いた移動ロボットの視覚サーボ制御と物体奥行き推定
動画物体セグメンテーションを活用し、RGBカメラ搭載の移動ロボットが任意物体を3D位置推定して把持・追従できる視覚サーボ制御手法を提案した。カメラ校正不要でアクチュエータと視覚特徴の関係を素早く学習する更新式も開発した。
原題: Video Object Segmentation-based Visual Servo Control and Object Depth Estimation on a Mobile Robot ／ Brent A. Griffin, Victoria Florence, Jason J. Corso
日本語で読む → - 論文制御/最適化ロボティクス
ロボットタスクの永続化フレームワーク
バッテリー切れを防ぐ不変条件制約を最適化問題に組み込み、ロボットがバッテリー寿命を超えてタスクを永続実行できる制御手法を提案し、探索・監視タスクで実機検証した。
原題: Persistification of Robotic Tasks ／ Gennaro Notomista, Magnus Egerstedt
日本語で読む → - 論文サービスロボティクスロボティクス
RoboCup@Homeにおける動向・課題・採用戦略（2019年版）
RoboCup@Homeで使われている手法や解決策の傾向をまとめ、達成状況と課題を整理した上で、今後の競技に向けたマイルストーンを提案した論文。
原題: Trends, Challenges and Adopted Strategies in RoboCup@Home (2019 version) ／ Mauricio Matamoros, Viktor Seib, Dietrich Paulus
日本語で読む → - 論文行動予測ロボティクス
車両インタラクションを利用した長期行動予測ネットワーク
車両同士のインタラクションから隠れ状態を抽出し、RNNと新規のVBINで長期的な車両行動の確率的予測を行う手法を提案した論文。
原題: Predicting Vehicle Behaviors Over An Extended Horizon Using Behavior Interaction Network ／ Wenchao Ding, Jing Chen, Shaojie Shen
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
任意配置に対応するLiDAR-カメラキャリブレーション：可観測性と手法
静止環境でLiDARスキャンを取得し、移動カメラの画像から3D復元してグラフ最適化で位置合わせすることで、共通視野と厳密な時刻同期の制約を不要にしたキャリブレーション手法を提案し、可観測性条件を理論導出した。
原題: LiDAR-Camera Calibration under Arbitrary Configurations: Observability and Methods ／ Bo Fu, Yue Wang, Xiaqing Ding 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
OpenRoACH: ROSを搭載した耐久性オープンソース六脚ロボット
15cm・200gの小型六脚ロボットで、オンボードROSを実行でき、レーザーカッターと3Dプリンタで自作可能なオープンソース設計を提供した。
原題: OpenRoACH: A Durable Open-Source Hexapedal Platform with Onboard Robot Operating System (ROS) ／ Liyu Wang, Yuxiang Yang, Gustavo Correa 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
時間並列積分による粗密物理モデル融合で高速・高精度なマニピュレーション予測
粗い近似モデルと高精度な物理エンジンをParareal法で時間並列に組み合わせ、押し動作計画を高速かつ高精度に予測する手法を提案し、実機でも検証した。
原題: Combining Coarse and Fine Physics for Manipulation using Parallel-in-Time Integration ／ Wisdom C. Agboh, Daniel Ruprecht, Mehmet R. Dogar
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚による物体インスタンス識別：マルチモーダル照合を用いた触覚認識
視覚と触覚の観測が同一物体に対応するかを判定するマルチモーダル照合として物体識別を定式化し、98物体の大規模データで触覚のみでも未知物体を高精度に識別できることを示した。
原題: Learning to Identify Object Instances by Touch: Tactile Recognition via Multimodal Matching ／ Justin Lin, Roberto Calandra, Sergey Levine
日本語で読む → - 論文物体検出ロボティクス
確率的物体検出チャレンジ
ロボティクス向けに空間・意味的不確かさを推定する確率的物体検出の新ベンチマークと評価指標PDQを提案した論文。
原題: The Probabilistic Object Detection Challenge ／ John Skinner, David Hall, Haoyang Zhang 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
人間の作業負荷を考慮したロボット制御の形式保証
人間の生産性を支えるロボット制御器を、作業負荷モデルとリアクティブ合成により形式的仕様を満たすよう設計し、HSRで実証した論文。
原題: Toward Achieving Formal Guarantees for Human-Aware Controllers in Human-Robot Interactions ／ Rachel Schlossman, Minkyu Kim, Ufuk Topcu 他
日本語で読む → - 論文適応制御/外乱抑制math.OC
ニューラルネットワークを用いた風擾乱下のクアッドロータUAVの幾何学的適応制御
風による未知の外乱を受けるクアッドロータに対し、多層ニューラルネットワークを組み込んだ幾何学的適応制御器を提案し、位置と方位の追従誤差を有界に保つことを示した。数値例と室内飛行実験で風擾乱の抑制効果を実証した。
原題: Geometric Adaptive Control with Neural Networks for a Quadrotor UAV in Wind fields ／ Mahdis Bisheban, Taeyoung Lee
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
可変インピーダンス制御と強化学習による高精度ロボット組立
作業空間の力・トルク情報を強化学習に組み込み、可変インピーダンス制御と組み合わせることで、きつい嵌合の歯車組立を高精度に実現する手法を提案した。
原題: Reinforcement Learning on Variable Impedance Controller for High-Precision Robotic Assembly ／ Jianlan Luo, Eugen Solowjow, Chengtao Wen 他
日本語で読む → - 論文軌道予測画像認識
意味情報による未来軌道予測のための中間表現
色情報ではなくセマンティクスを入力とする自己回帰モデルで車両の将来軌道を予測し、異なる都市や逆側通行の国々のデータセットにも汎化できることを示した研究。
原題: INFER: INtermediate representations for FuturE pRediction ／ Shashank Srikanth, Junaid Ahmed Ansari, Karnik Ram R 他
日本語で読む → - 論文視覚認識/衝突回避ロボティクス
地平線下の航空機を深層学習で検出する視覚ベース衝突回避システム
視覚ベースの衝突回避(SAA)向けに、深層学習と時間追跡を組み合わせて地平線下の航空機を検出する多段システムを提案し、実飛行データで静止機の検出や地上車両の排除、複数機の追跡を実証した。
原題: Below Horizon Aircraft Detection Using Deep Learning for Vision-Based Sense and Avoid ／ Jasmin James, Jason J. Ford, Timothy L. Molloy
日本語で読む → - 論文自動運転/sim2realロボティクス
NeurIPS 2018におけるAIドライビングオリンピック
Duckietownを舞台に自動運転・ナビゲーションの機械学習手法を競うAI-DO大会を開催し、シミュレーションと実機での評価結果からロボティクスにおけるベンチマーク不足とsim2realギャップの課題を示した。
原題: The AI Driving Olympics at NeurIPS 2018 ／ Julian Zilly, Jacopo Tani, Breandan Considine 他
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