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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
実世界での高密度ロボットパッキング：堅牢なプリミティブによる完全なマニピュレーションパイプライン
RGB-Dデータと真空吸着エンドエフェクタのみを持つ単腕ロボットで、直方体を隙間なく箱に詰めるパッキング作業を実現するパイプラインを提案し、実世界実験で堅牢性を示した。
原題: Tight Robot Packing in the Real World: A Complete Manipulation Pipeline with Robust Primitives ／ Rahul Shome, Wei N. Tang, Changkyu Song 他
日本語で読む → - 論文海洋ロボティクスロボティクス
帆船のための適応的確率的タック操船決定法
風上へ進むためのタック操船において、過去の成功履歴と探索要素に基づいて複数の戦略を適応的に選択する確率的決定手法を開発し、1m級帆船Black Pythonで実証した。
原題: Adaptive Probabilistic Tack Manoeuvre Decision for Sailing Vessels ／ Sébastien Lemaire, Yu Cao, Thomas Kluyver 他
日本語で読む → - 論文軌道計画ロボティクス
局所的なトラクション変化に対応する適応的軌道計画と最適化
路面の摩擦変化や突発的な障害物に対応するため、適応型モデル予測制御とサンプリング拡張RTI-SQPを組み合わせた車両の軌道計画・制御手法を提案し、非適応手法より事故回避能力が向上することを示した。
原題: Adaptive Trajectory Planning and Optimization at Limits of Handling ／ Lars Svensson, Monimoy Bujarbaruah, Nitin Kapania 他
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SLAMロボティクス
Wi-Fiセンシングで視覚SLAMを強化する屋内向け手法
Wi-Fiの受信信号強度を視覚SLAMに統合し、知覚的曖昧性や計算コストの問題を緩和する汎用的な手法を提案し、3つのSLAMアルゴリズムと4つのデータセットで有効性を示した論文。
原題: Augmenting Visual SLAM with Wi-Fi Sensing For Indoor Applications ／ Zakieh S. Hashemifar, Charuvahan Adhivarahan, Anand Balakrishnan 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 → - 論文経路計画ロボティクス
重要領域を学習して効率的に経路計画する手法
過去の経路計画から環境の重要領域を学習し、サンプリングに活用することで新しい問題での計画時間を大幅に短縮する手法を提案した論文。
原題: Learn and Link: Learning Critical Regions for Efficient Planning ／ Daniel Molina, Kislay Kumar, Siddharth Srivastava
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
食品切断のためのデータ駆動型モデル予測制御
リカレントニューラルネットで接触ダイナミクスをモデル化し、モデル予測制御で食品切断を実現。未知物体にも単一モデルで適応できることを示した。
原題: Data-Driven Model Predictive Control for Food-Cutting ／ Ioanna Mitsioni, Yiannis Karayiannidis, Johannes A. Stork 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
実行可能領域：支持領域の駆動能力を考慮した拡張
脚式ロボットの静的安定性を、転倒・滑り回避に加えて関節トルク限界も考慮して保証する「実行可能領域」を定義し、HyQロボットで10kgの荷物を運びながら障害物を越える実験に成功した。
原題: Feasible Region: an Actuation-Aware Extension of the Support Region ／ Romeo Orsolino, Michele Focchi, Stéphane Caron 他
日本語で読む → - 論文AUVロボティクス
学生チームによる自律型水中ロボットANAHITAの設計と開発
IITカンプールの学生チームが、学部生向けAUV研究プラットフォームとして、モジュール性と保守性を高めた自律型水中ロボットANAHITAを設計・開発した。
原題: Design and Development of Underwater Vehicle: ANAHITA ／ Akash Jain, Manish Kumar, Rithvik Patibandla 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 → - 論文模倣学習/ロボット間転移ロボティクス
異種ロボット間で清掃タスクの知識を転移する深層学習手法
テーブル上の清掃タスクを実演から学習し、畳み込みニューラルネットワークで未知の汚れパターンに汎化するとともに、異なる環境で動作する異種ロボット間で清掃知識を転移できることを示した。
原題: Cleaning tasks knowledge transfer between heterogeneous robots: a deep learning approach ／ Jaeseok Kim, Nino Cauli, Pedro Vicente 他
日本語で読む → - 論文オンライン学習ロボティクス
水中ロボットの動力学モデルをオンライン学習するフレームワーク
増分サポートベクター回帰とデータの追加・忘却戦略により、環境変化に応じて水中ロボットの動力学モデルをオンラインで適応学習する枠組みを提案し、シミュレーションと実機で有効性を示した。
原題: A Framework for On-line Learning of Underwater Vehicles Dynamic Models ／ Bilal Wehbe, Marc Hildebrandt, Frank Kirchner
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
人間の敵対的介入によるロボット学習
人間がロボットに敵対的に介入する物理的枠組みを提案し、その摂動を学習に活用することで把持タスクの成功率が自己教師あり学習より大幅に向上することを示した。
原題: Robot Learning via Human Adversarial Games ／ Jiali Duan, Qian Wang, Lerrel Pinto 他
日本語で読む → - 論文制御/自動運転制御
自動運転車のためのコンティンジェンシーモデル予測制御
目標経路を追従しつつ、緊急回避用の代替軌道を常に並行して維持するMPCフレームワークを提案し、凍結した左折路での実験で有効性を示した。
原題: Contingency Model Predictive Control for Automated Vehicles ／ John P. Alsterda, Matthew Brown, J. Christian Gerdes
日本語で読む → - 論文外骨格/制御ロボティクス
弾性カフを用いた筋力増幅外骨格のコンプライアンス整形制御
力覚カフに直列ばねを導入し、外骨格のコンプライアンスを設計することで高増幅率でも安定な筋力増幅を実現する「二重コンプライアンス整形」法を提案し、伝達外乱オブザーバで摩擦の影響を軽減した。
原題: Compliance Shaping for Control of Strength Amplification Exoskeletons with Elastic Cuffs ／ Gray Cortright Thomas, Jeremiah M. Coholich, Luis Sentis
日本語で読む → - 論文記号回帰機械学習
記号回帰による動的システムの簡潔な解析モデル構築
記号回帰(SNGPとMGGP)を用いて動的システムの簡潔な解析的モデルを自動構築し、倒立振子・移動ロボット・二足歩行ロボットの例で深層ニューラルネットや局所線形回帰より優れることを示した論文。
原題: Constructing Parsimonious Analytic Models for Dynamic Systems via Symbolic Regression ／ Erik Derner, Jiří Kubalík, Nicola Ancona 他
日本語で読む → - 論文ロバスト制御制御
不確実な動的システムに対する近似ロバスト制御
不確実な環境下の非線形システムの安全制御のため、サンプリングと保守的近似に基づく2つの計算可能なロバスト制御手法を提案し、自動運転に適用した。
原題: Approximate Robust Control of Uncertain Dynamical Systems ／ Edouard Leurent, Yann Blanco, Denis Efimov 他
日本語で読む → - 論文UAV経路計画ロボティクス
山火事などの拡散プロセス監視・介入のための優先度マップ
動的に広がる山火事などのプロセスに対し、UAVの監視・介入優先度マップを生成する最適化手法を提案し、大規模例で有効性を示した。
原題: Priority Maps for Surveillance and Intervention of Wildfires and other Spreading Processes ／ Vera L. J. Somers, Ian R. Manchester
日本語で読む → - 論文歩行支援ロボティクス
下肢支援デバイスのためのデータ駆動型歩行セグメンテーション
膝と股関節の運動学データのみから接地・遊脚などの歩行フェーズをリアルタイムに識別するデータ駆動型アルゴリズムを提案し、接触センサなしで踵接地や爪先離れを検出できることを示した。
原題: Data-Driven Gait Segmentation for Walking Assistance in a Lower-Limb Assistive Device ／ Aleksandra Kalinowska, Thomas A. Berrueta, Adam Zoss 他
日本語で読む → - 論文人間ロボット協調ロボティクス
ロバストな計画認識と軌道予測による人間とロボットの協調改善
人間の計画認識と軌道予測を統合し、ロボットが人間の意図を先読みして安全かつ効率的に協働できるフレームワークを提案した論文。
原題: Towards Better Human Robot Collaboration with Robust Plan Recognition and Trajectory Prediction ／ Yujiao Cheng, Liting Sun, Changliu Liu 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
フレーム重み付き軌道生成によるタスクパラメータ化運動学習の汎化改善
タスクパラメータの重要度をデータの分散に基づいて考慮する改良型タスクパラメータ化ガウス混合回帰を提案し、未見条件への外挿性能を向上させて把持誤差を約30%削減した。
原題: Improving Task-Parameterised Movement Learning Generalisation with Frame-Weighted Trajectory Generation ／ Aran Sena, Brendan Michael, Matthew Howard
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
局所経験を活用したグローバル動作計画
作業空間を局所プリミティブに分解し、各プリミティブでの局所サンプラーをデータベースに記憶して、状況に応じて再利用することで効率的なグローバルサンプリングを実現し、高次元の難問題で大幅な高速化を達成した論文。
原題: Using Local Experiences for Global Motion Planning ／ Constantinos Chamzas, Anshumali Shrivastava, Lydia E. Kavraki
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
LookUP: 天井カメラのみで実現する鉱山車両のリアルタイム高精度自己位置推定
坑内鉱山車両向けに、天井向きカメラの映像のみからニューラルネットで画素サンプリング戦略を学習しホモグラフィを推定する高精度自己位置推定システムを提案。手動ラベリング不要で約5fpsのリアルタイム動作と平均誤差約1.2mを2つの実鉱山で達成した。
原題: LookUP: Vision-Only Real-Time Precise Underground Localisation for Autonomous Mining Vehicles ／ Fan Zeng, Adam Jacobson, David Smith 他
日本語で読む → - 論文軌道生成ロボティクス
接触力制約下のロボットシステム向け効率的軌道生成
接触力を伴う脚式ロボットの軌道生成を、最適制御と可到達解析を組み合わせて効率的に解く手法を提案し、数値シミュレーションで検証した。
原題: Efficient Trajectory Generation for Robotic Systems Constrained by Contact Forces ／ Jaemin Lee, Efstathios Bakolas, Luis Sentis
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sim2realロボティクス
人間被験者実験の結果を活用するためのシミュレーションの開発と検証
人間被験者実験のデータを事後的に活用するため、物理ロボットの結果を再現する決定論的シミュレーションを開発し、その有効性を検証した。
原題: Development and verification of a simulation for leveraging results of a human subjects programming experiment ／ Achim Gerstenberg, Martin Steinert
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