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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: 2019/3/1 ／ 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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
長期ロボットマニピュレーションのための償却型物体・シーン認識
長期作業中のロボットが現在・過去のシーンを問い合わせできるよう、認識処理を実行サイクル全体に分散し、記録画像から記号的・数値的信念状態を非同期に構築する知覚システムを提案した。
原題: Amortized Object and Scene Perception for Long-term Robot Manipulation ／ Ferenc Balint-Benczedi, Michael Beetz
日本語で読む → - 論文セマンティックマッピング画像認識
PanopticFusion：背景と物体レベルのオンライン体積型セマンティックマッピング
RGB画像から2Dのセマンティック・インスタンスセグメンテーションを統合し、空間ハッシュ型体積マップ上で背景領域のクラスと個別物体のインスタンスを同時に予測・再構成するオンライン3Dパノプティックマッピングシステムを提案した。
原題: PanopticFusion: Online Volumetric Semantic Mapping at the Level of Stuff and Things ／ Gaku Narita, Takashi Seno, Tomoya Ishikawa 他
日本語で読む → - 論文安全制御ロボティクス
離散時間バリア関数によるマルチエージェントPOMDPの安全方策合成
マルチエージェント部分観測MDPにおいて、信念空間の離散化や有限メモリに頼らず、離散時間バリア関数で安全を保証する方策を設計する手法を提案した。
原題: Safe Policy Synthesis in Multi-Agent POMDPs via Discrete-Time Barrier Functions ／ Mohamadreza Ahmadi, Andrew Singletary, Joel W. Burdick 他
日本語で読む → - 論文触覚HCI
手術トレーニングにおける視覚・触覚シミュレーションのサーベイ
手術訓練向けの視覚と触覚を組み合わせたシミュレーション研究を概観し、その活用方法や技能獲得・評価への応用をまとめたサーベイ。
原題: A Survey of Visuo-Haptic Simulation in Surgical Training ／ Felix G. Hamza-Lup, Crenguta M. Bogdan, Dorin M. Popovici 他
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
到達時間関数に基づく報酬整形でモデルフリー強化学習を効率化
低次元の近似モデルから計算した到達時間(TTR)関数を報酬整形に用い、モデルフリー強化学習のデータ非効率性を改善する手法を提案した。
原題: TTR-Based Reward for Reinforcement Learning with Implicit Model Priors ／ Xubo Lyu, Mo Chen
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
未知環境を高速かつ安全に飛行する軌道プランナFASTER
未知空間も含めて局所プランナが最適化しつつ、常に安全なバックアップ軌道を確保することで、未知の混雑環境での高速飛行を実現した軌道計画手法。
原題: FASTER: Fast and Safe Trajectory Planner for Flights in Unknown Environments ／ Jesus Tordesillas, Brett T. Lopez, Jonathan P. How
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
敵対的環境におけるロバストな物体認識と把持のための生成的推論手法GRIP
CNNによる物体検出と生成的推論を組み合わせた2段階の物体検出・姿勢推定システムを提案し、暗所や混雑した敵対的環境でもロバストに把持作業を行えることを示した。
原題: GRIP: Generative Robust Inference and Perception for Semantic Robot Manipulation in Adversarial Environments ／ Xiaotong Chen, Rui Chen, Zhiqiang Sui 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
機械的探索：散らかった物体に隠れた目標物の多段階取り出し
散らかった箱の中で目標物体を押す・吸着・把持の3動作を繰り返し選んで取り出すタスクを定式化し、5つのアルゴリズム方策を1万5千回のシミュレーションと300回の実機実験で評価した。
原題: Mechanical Search: Multi-Step Retrieval of a Target Object Occluded by Clutter ／ Michael Danielczuk, Andrey Kurenkov, Ashwin Balakrishna 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
RGB画像を視覚入力に用いた地図なしロボットナビゲーション
VAEでRGB画像を低次元の視覚特徴にエンコードし、強化学習ネットワークから分離することでサンプル効率を高めた地図なしナビゲーション手法を提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Using RGB Image as Visual Input for Mapless Robot Navigation ／ Liulong Ma, Yanjie Liu*, Jiao Chen
日本語で読む → - 論文音響センシングロボティクス
音響振動で液体の高さを推定するロボット注ぎ技術
ロボット注ぎ作業において、音響振動センシングと深層学習モデルPouringNetを用いて液体の高さを推定し、不透明容器でも高精度に汎化できることを示した論文。
原題: Making Sense of Audio Vibration for Liquid Height Estimation in Robotic Pouring ／ Hongzhuo Liang, Shuang Li, Xiaojian Ma 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ニューラルネットワークによる高自由度グリッパの把持姿勢生成
高自由度ハンドの把持姿勢をニューラルネットで生成する手法を提案し、一貫性損失と衝突損失で精度と実機適用性を向上させた。
原題: Generating Grasp Poses for a High-DOF Gripper Using Neural Networks ／ Min Liu, Zherong Pan, Kai Xu 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
ロボットの目と手の協調学習における状態表現手法の評価
ロボットの目と手の協調を教示から学習する際の状態表現手法を、次元削減・制御性・身体性の観点から比較評価した論文。
原題: Evaluation of state representation methods in robot hand-eye coordination learning from demonstration ／ Jun Jin, Masood Dehghan, Laura Petrich 他
日本語で読む → - 論文熱慣性オドメトリロボティクス
キーフレームベースの直接熱慣性オドメトリ
熱カメラの放射データと慣性計測を融合し、暗闇や粉塵・霧・煙などの視覚劣化環境で飛行ロボットのナビゲーションを可能にする最適化ベースのオドメトリ手法を提案し、屋内実験室と地下鉱山で検証した。
原題: Keyframe-based Direct Thermal-Inertial Odometry ／ Shehryar Khattak, Christos Papachristos, Kostas Alexis
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
情報相関レヴィウォークによる群ロボットの分散マッピング
群ロボットが相互情報量を最大化するレヴィウォークで未知環境を探索し、限られた通信で占有格子地図を分散構築する手法を提案し、地図の収束性を証明した。
原題: Information correlated Levy walk exploration and distributed mapping using a swarm of robots ／ Ragesh K. Ramachandran, Zahi Kakish, Spring Berman
日本語で読む → - 論文セマンティックマッピングロボティクス
未知物体も発見できるインスタンス認識型3Dセマンティックマッピング
RGB-Dカメラのオンラインスキャン中に、既知・未知カテゴリの物体インスタンスを検出・追跡し、形状・位置・意味情報を統合した3Dボリューメトリックマップを逐次構築する手法を提案した。
原題: Volumetric Instance-Aware Semantic Mapping and 3D Object Discovery ／ Margarita Grinvald, Fadri Furrer, Tonci Novkovic 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
信頼の歩行：全身二足モデルのための安全制御
Hybrid Zero Dynamics多様体上でSOS最適化を行い、10次元二足歩行ロボットの安全集合を生成し、安全集合の境界で多様体パラメータを調整する制御器を提案した。
原題: Walking with Confidence: Safety Regulation for Full Order Biped Models ／ Nils Smit-Anseeuw, C. David Remy, Ram Vasudevan
日本語で読む → - 論文ロボット間協調ロボティクス
人間をマーカーとして用いるロボット間相対姿勢推定
リーダーロボットがOpenPoseで人間のキーポイントを三角測量し、フォロワーロボットが対応点を介してPnP問題を解くことで、ロボット間の3D相対姿勢を推定する手法を提案した。
原題: Robot-to-Robot Relative Pose Estimation using Humans as Markers ／ Md Jahidul Islam, Jiawei Mo, Junaed Sattar
日本語で読む → - 論文マニピュレーション制御
構造化光を用いた自律研磨ロボットの開発
構造化光カメラで未知物体をスキャン・モデル化し、最適な動作計画とインピーダンス制御により、事前校正や人手なしで自動研磨を行うロボットを開発した。
原題: Development of an Autonomous Sanding Robot with Structured-Light Technology ／ Yingxin Huo, Diancheng Chen, Xiang Li 他
日本語で読む → - 論文VTOL/飛行制御制御
VTOLティルトウィングUAVの姿勢・巡航制御
過剰駆動のVTOLティルトウィング機について、空力効果を考慮した動的モデルを構築し、動的逆変換とデイジーチェーンによる姿勢制御および線形化とルックアップテーブルに基づく巡航制御を設計、ホバー・遷移・巡航の全飛行フェーズで実機検証した。
原題: Attitude- and Cruise Control of a VTOL Tiltwing UAV ／ David Rohr, Thomas Stastny, Sebastian Verling 他
日本語で読む → - 論文安全強化学習機械学習
オンラインガウス過程推定による安全誘導型深層強化学習
安全コストの状態行動価値関数をリアプノフ関数候補とみなし、オンラインGP推定でその微分を近似することで、未知環境でも安定性保証付きの高性能制御方策を学習する手法を提案した。
原題: Safety-Guided Deep Reinforcement Learning via Online Gaussian Process Estimation ／ Jiameng Fan, Wenchao Li
日本語で読む → - 論文空中マニピュレーションロボティクス
2リンクマニピュレータ搭載型空撮マニピュレータの逆運動学・同定・RIC制御と実装
クアッドロータ下部に2リンクマニピュレータを付けた空中マニピュレータについて、逆運動学解析とロータパラメータ同定を行い、RICベースの制御器を設計してFMRLCと比較し、ペイロード把持・設置時の軌道追従性能をシミュレーションで検証した。
原題: Inverse Kinematics, Identification, RIC-based Control, and implementation of an Aerial Manipulator ／ Ahmed Khalifa, Mohamed Fanni
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
安全性を強化した都市部自動運転のための深層模倣学習
オフラインの走行データから都市部の運転方策を模倣学習で獲得し、テスト時には安全コントローラを組み合わせて安全性を保証する枠組みを提案した。
原題: Deep Imitation Learning for Autonomous Driving in Generic Urban Scenarios with Enhanced Safety ／ Jianyu Chen, Bodi Yuan, Masayoshi Tomizuka
日本語で読む → - 論文VIO画像認識
選択的センサ融合によるニューラル視覚慣性オドメトリ
単眼画像と慣性計測を融合するVIOにおいて、欠損や破損・同期ずれに頑健な選択的融合フレームワークを提案し、決定的ソフト融合と確率的ハード融合を比較検証した。
原題: Selective Sensor Fusion for Neural Visual-Inertial Odometry ／ Changhao Chen, Stefano Rosa, Yishu Miao 他
日本語で読む → - 論文敵対攻撃ロボティクス
道路上の黒線で自動運転AIを誤作動させる物理的敵対攻撃
道路に黒い線を描くだけで、深層学習ベースの自動運転モデルを誤動作させる物理的に実現可能な攻撃をシミュレーション上で初めて実証した。
原題: Simple Physical Adversarial Examples against End-to-End Autonomous Driving Models ／ Adith Boloor, Xin He, Christopher Gill 他
日本語で読む → - 論文HRIAI
通行者に不快感を与えずに注意を引くユーザ中心強化学習
社会的ロボットが通行者に挨拶して注意を引く際、不快感を与えないようにユーザ中心の強化学習で振る舞いを適応させる手法を開発し、オフィス入口での実地実験で有効性を示した。
原題: Can User-Centered Reinforcement Learning Allow a Robot to Attract Passersby without Causing Discomfort? ／ Yasunori Ozaki, Tatsuya Ishihara, Narimune Matsumura 他
日本語で読む → - 論文VLNAI
後悔するエージェント：進捗推定によるヒューリスティック支援ナビゲーション
視覚と言語によるナビゲーション(VLN)において、進捗推定を学習可能なヒューリスティックとして用い、後戻り判断と訪問方向の提示を行う2モジュールを組み込むことで、ビームサーチ不要の貪欲行動選択でも高精度を実現した研究。
原題: The Regretful Agent: Heuristic-Aided Navigation through Progress Estimation ／ Chih-Yao Ma, Zuxuan Wu, Ghassan AlRegib 他
日本語で読む → - 論文手術ロボティクス/強化学習ロボティクス
手術ロボット向け強化学習環境のオープンソース化
手術ロボット用の強化学習環境dVRLを初めてオープンソースで公開し、Gymと同様に最先端RLアルゴリズムの試作・実装が可能で、学習方策が実機に転移できることを示した。
原題: Open-Sourced Reinforcement Learning Environments for Surgical Robotics ／ Florian Richter, Ryan K. Orosco, Michael C. Yip
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
実演から感覚運動連関を学習する反応型ロボット行動生成
人間の実演からセンサとモータのプリミティブ間の連関として反応型ロボット行動を学習し、Playful言語で人間可読なスクリプトとして表現する手法を提案した論文。
原題: Learning Sensory-Motor Associations from Demonstration ／ Vincent Berenz, Ahmed Bjelic, Lahiru Herath 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
間取り図を用いた単眼カメラロボット自己位置推定
単眼カメラ画像から部屋のレイアウトエッジをCNNで抽出し、パーティクルフィルタで間取り図と照合することでロボットの位置姿勢を推定する手法を提案した。
原題: Robot Localization in Floor Plans Using a Room Layout Edge Extraction Network ／ Federico Boniardi, Abhinav Valada, Rohit Mohan 他
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
変分オートエンコーダによる系列分離を伴うマクロ行動強化学習
変分オートエンコーダで行動系列の分離された因子表現を自律的に学習し、汎用強化学習アルゴリズムに直接適用できるマクロ行動を生成するFaMARLを提案した論文。
原題: Macro Action Reinforcement Learning with Sequence Disentanglement using Variational Autoencoder ／ Heecheol Kim, Masanori Yamada, Kosuke Miyoshi 他
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