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: 2019/2/1 ／ 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 →- 論文経路計画ロボティクス
絶対連続パラメトリック曲線に対する近接クエリ
自動運転などの経路計画で障害物との近接判定を高速化するため、曲線を凸領域で囲み弧長の上界を閉形式で求める手法を提案し、最小距離・許容判定・衝突検出を効率化した。
原題: Proximity Queries for Absolutely Continuous Parametric Curves ／ Arun Lakshmanan, Andrew Patterson, Venanzio Cichella 他
日本語で読む → - 論文リスク予測画像認識
単眼動画からの自動車衝突リスクのリアルタイム予測
ダッシュボードカメラの単眼動画から物体検出・追跡・状態推定を行い、10秒先までの衝突リスクを5Hz以上でリアルタイム予測する低コストシステムを提案した。
原題: Real-time Prediction of Automotive Collision Risk from Monocular Video ／ Derek J. Phillips, Juan Carlos Aragon, Anjali Roychowdhury 他
日本語で読む → - 論文視覚ナビゲーションロボティクス
ロボット視覚ナビゲーションにおける高速ランドマーク選択による推定
移動ロボットの視覚ナビゲーションで、情報量の多い特徴点をランダムサンプリングで高速に選び、位置推定精度を保ちつつ計算量を候補数に対して線形に抑える手法を提案した。
原題: Estimation with Fast Landmark Selection in Robot Visual Navigation ／ Hossein K. Mousavi, Nader Motee
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
LSwarm: 複雑な都市環境における大規模群れのカバレッジ制約付き効率的衝突回避
都市監視用UAV群れの衝突回避手法LSwarmを提案。ORCAを基に、カバレッジ制約を考慮しつつ静的・動的障害物や他エージェントとの衝突を効率的に回避し、数十〜数百機規模でも数ミリ秒で計算可能。
原題: LSwarm: Efficient Collision Avoidance for Large Swarms with Coverage Constraints in Complex Urban Scenes ／ Senthil Hariharan Arul, Adarsh Jagan Sathyamoorthy, Shivang Patel 他
日本語で読む → - 論文インピーダンス制御ロボティクス
速度源インピーダンス制御を用いた直列弾性アクチュエータの受動性に関する必要十分条件
直列弾性アクチュエータのカスケード型インピーダンス制御において、仮想インピーダンス表示時の受動性を保証する必要十分条件を導出し、非保守的な設計指針を示した論文。
原題: Necessary and Sufficient Conditions for Passivity of Velocity-Sourced Impedance Control of Series Elastic Actuators ／ Fatih Emre Tosun, Volkan Patoglu
日本語で読む → - 論文ロバスト制御制御
外乱オブザーバを用いた加速度ベースロボットマニピュレータのロバスト位置制御に対する安定性解析
外乱オブザーバを用いた加速度ベースのロバスト位置制御について非線形安定性解析を行い、公称慣性行列の非対角要素が安定性向上とロバスト性・ノイズ感度のトレードオフ調整に有効であることを理論と実験で示した。
原題: A Stability Analysis for the Acceleration-based Robust Position Control of Robot Manipulators via Disturbance Observer ／ Emre Sariyildiz, Hiromu Sekiguchi, Takahiro Nozaki 他
日本語で読む → - 論文確率的制御ロボティクス
前方後方SDEを用いた深層確率的最適制御方策の学習
非線形確率的制御理論と前方後方SDEの関係に基づき、リカレント層と全結合層からなる深層ニューラルネットで確率的制御方策を学習する枠組みを提案し、3つの非線形系のシミュレーションで有効性を示した。
原題: Learning Deep Stochastic Optimal Control Policies using Forward-Backward SDEs ／ Marcus Pereira, Ziyi Wang, Ioannis Exarchos 他
日本語で読む → - 論文クラウドロボティクス/オフロード/強化学習ロボティクス
クラウドロボティクスのためのネットワークオフロード方針：学習ベースのアプローチ
ロボットが不確実なときや高精度な計算が必要なときに、クラウドへセンシングタスクをいつ・どのようにオフロードするかを深層強化学習で決定し、通信コストを抑えつつ視覚タスク性能を1.3〜2.6倍改善する手法を提案した。
原題: Network Offloading Policies for Cloud Robotics: a Learning-based Approach ／ Sandeep Chinchali, Apoorva Sharma, James Harrison 他
日本語で読む → - 論文データセット/注釈ロボティクス
EasyLabel: ロボット用RGB-Dデータセット作成のための半自動ピクセル単位物体注釈ツール
深度変化を利用して複雑なシーン内の物体マスクを半自動で高精度に抽出する注釈ツールを提案し、それで構築したOCIDデータセットで既存の物体セグメンテーション手法を比較評価した。
原題: EasyLabel: A Semi-Automatic Pixel-wise Object Annotation Tool for Creating Robotic RGB-D Datasets ／ Markus Suchi, Timothy Patten, David Fischinger 他
日本語で読む → - 論文羽ばたきロボットロボティクス
羽ばたきで見る：狭所をナビゲートする羽ばたき翼ロボット
羽ばたき翼の負荷変動から周囲の地形や障害物を感知し、視覚なしで狭い空間を飛行・ナビゲートする小型ロボットを実現した研究。
原題: Acting Is Seeing: Navigating Tight Space Using Flapping Wings ／ Zhan Tu, Fan Fei, Jian Zhang 他
日本語で読む → - 論文制御/自動運転ロボティクス
反復学習制御による高ダイナミック自律走行車両の軌道追従
サーキットを周回する自動運転レース車両に対し、反復学習制御(PD型とQ-ILC)を適用して高横加速度域での軌道追従精度を向上させ、実車実験で有効性を示した論文。
原題: Path Tracking of Highly Dynamic Autonomous Vehicle Trajectories via Iterative Learning Control ／ Nitin R. Kapania, J. Christian Gerdes
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
制約付きモデルフリー連続制御
ラグランジュ緩和を用いて、タスク達成を保証しつつ制御努力などの補助コストを最小化する制約ベース強化学習手法を提案し、滑らかな制御ポリシーを学習できることを示した論文。
原題: Value constrained model-free continuous control ／ Steven Bohez, Abbas Abdolmaleki, Michael Neunert 他
日本語で読む → - 論文把持検出ロボティクス
高解像度画像からピクセル単位のロボット把持を生成する効率的な全畳み込みニューラルネットワーク
400×400のRGB-D画像を全畳み込みネットワークで処理し、各ピクセルごとにロボット把持を推定する手法を提案。Cornell Grasp Datasetで画像単位94.42%、物体単位91.02%の高精度と約8msの高速推論を実現した。
原題: Efficient Fully Convolution Neural Network for Generating Pixel Wise Robotic Grasps With High Resolution Images ／ Shengfan Wang, Xin Jiang, Jie Zhao 他
日本語で読む → - 論文位置推定ロボティクス
風力タービン周辺における単眼モデルベース追跡によるドローン位置推定の改善
風車点検用ドローンのナビゲーションに、CNNと3Dスケルトンモデルを組み合わせた画像ベース追跡を導入し、GPS・IMUと融合することで位置推定精度を向上させた研究。
原題: Improving drone localisation around wind turbines using monocular model-based tracking ／ Oliver Moolan-Feroze, Konstantinos Karachalios, Dimitrios N. Nikolaidis 他
日本語で読む → - 論文教示/マニピュレーションロボティクス
人間からロボットへの教示入力手法の特性評価
ロボットアームへの物体操作教示に用いる入力手法の設計空間を整理し、新手法「計測トング」を提案して既存3手法とユーザー研究で比較した。
原題: Characterizing Input Methods for Human-to-robot Demonstrations ／ Pragathi Praveena, Guru Subramani, Bilge Mutlu 他
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
道路だけで十分！道路情報を用いた非重複ステレオカメラとLiDARの外部キャリブレーション
視野が重ならないステレオカメラとLiDARの外部パラメータを、路面標示を静的特徴として利用し、複数のコスト関数で安定に最適化するキャリブレーション手法を提案した。
原題: Road is Enough! Extrinsic Calibration of Non-overlapping Stereo Camera and LiDAR using Road Information ／ Jinyong Jeong, Lucas Y. Cho, Ayoung Kim
日本語で読む → - 論文視触覚融合ロボティクス
視覚と触覚の相互生成によるロボット知覚フレームワーク
布地のテクスチャ知覚を例に、条件付きGANで視覚画像と触覚データを相互に生成し、生成データの追加で分類性能が向上することを示した研究。
原題: "Touching to See" and "Seeing to Feel": Robotic Cross-modal SensoryData Generation for Visual-Tactile Perception ／ Jet-Tsyn Lee, Danushka Bollegala, Shan Luo
日本語で読む → - 論文群制御cs.NI
仮想力を用いた需要完全充足型の自律ロボット配置フレームワーク
仮想力に基づく2段階のマルチロボット配置手法を提案し、地点ごとの需要を完全に満たしつつ、資源不足時には公平性を考慮する仕組みを実現した。
原題: A Framework for Autonomous Robot Deployment with Perfect Demand Satisfaction using Virtual Forces ／ Gamal Sallam, Uthman Baroudi
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
通信制限環境下で飛行ロボット群を同期させるフレームワーク
限られた通信範囲で飛ぶ複数の飛行ロボットが、隣接ペア同士で同時に通信リンクを確立できるよう飛行スケジュールを調整し、大規模チームでも同期を保証する堅牢な手法を提案した。
原題: A framework for synchronizing a team of aerial robots in communication-limited environments ／ J. M. Díaz-Báñez, L. E. Caraballo, M. A. Lopez 他
日本語で読む → - 論文経路計画AI
動的なリアルタイムマルチモーダル経路計画の階層型ハイブリッドプランニング
ドローンが飛行と地上車両を乗り継ぐような不確実な交通網で、階層型ハイブリッド計画により経路を計画・実行するフレームワークを提案し、大規模シミュレーションで既存手法を上回る性能を示した。
原題: Dynamic Real-time Multimodal Routing with Hierarchical Hybrid Planning ／ Shushman Choudhury, Jacob P. Knickerbocker, Mykel J. Kochenderfer
日本語で読む → - 論文安全保証/シンプレックスAI
動的重み付きシンプレックス戦略による学習可能サイバーフィジカルシステムの安全保証
古典的シンプレックスアーキテクチャを重み付きアンサンブルに拡張し、強化学習で動的な重みを求めることで、安全コントローラと学習コントローラ間の急激な切替を緩和する手法を提案し、ミドルウェアと実機テストベッドで検証した。
原題: Dynamic-Weighted Simplex Strategy for Learning Enabled Cyber Physical Systems ／ Shreyas Ramakrishna, Charles Hartsell, Matthew P Burruss 他
日本語で読む → - 論文3D物体検出画像認識
ステレオ画像を用いた自動運転向け3D物体検出Stereo R-CNN
ステレオ画像の左右で物体を同時検出・対応付けし、キーポイントや視点・寸法予測と光度整合で高精度な3Dバウンディングボックスを推定する手法を提案した。
原題: Stereo R-CNN based 3D Object Detection for Autonomous Driving ／ Peiliang Li, Xiaozhi Chen, Shaojie Shen
日本語で読む → - 論文把持ロボティクス
MetaGrasp: アフォーダンス解釈ネットワークによるデータ効率的な把持
対蹠把持則を用いた修正戦略で効率的に把持サンプルを収集し、画素単位のアフォーダンス解釈ネットワークを学習することで、少数のシミュレーションサンプルのみで未知物体や背景にも高精度に把持できるシステムを提案した。
原題: MetaGrasp: Data Efficient Grasping by Affordance Interpreter Network ／ Junhao Cai, Hui Cheng, Zhanpeng Zhang 他
日本語で読む → - 論文自己位置推定ロボティクス
森を見て木を見る：CPU上で動作する都市・自然環境での深層レーザー自己位置推定
3D点群からトリプレット比較で特徴表現を学習し、CPUのみで動く小型モデルによるループ閉じ込み検出を実現した研究。
原題: Learning to See the Wood for the Trees: Deep Laser Localization in Urban and Natural Environments on a CPU ／ Georgi Tinchev, Adrian Penate-Sanchez, Maurice Fallon
日本語で読む → - 論文力制御ロボティクス
弾性伝達力オブザーバを活用した直列弾性アクチュエータの高精度力制御
直列弾性アクチュエータの非線形性やセンサノイズによる力計測誤差を補う伝達力オブザーバを提案し、周波数領域の閉ループ解析に基づく調整法で高精度な力制御を実現した。
原題: Towards Accurate Force Control of Series Elastic Actuators Exploiting a Robust Transmission Force Observer ／ Chan Lee, Jinoh Lee, Sehoon Oh
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
ステレオ視覚慣性LiDAR融合SLAM
ステレオVIOとLiDARマッピングを密結合し、トンネルなどLiDARが苦手な退化環境でも高精度に自己位置推定と地図生成を行うSLAMシステムを提案した。
原題: Stereo Visual Inertial LiDAR Simultaneous Localization and Mapping ／ Weizhao Shao, Srinivasan Vijayarangan, Cong Li 他
日本語で読む → - 論文認知アーキテクチャロボティクス
感情と認知を統合するロボット知能アーキテクチャ
感情を後付けのモジュールではなく認知処理全体に統合すべき設計原理として提案し、その検証のための「ドロレス・テスト」を提唱した論文。
原題: Intelligent architectures for robotics: The merging of cognition and emotion ／ Luiz Pessoa
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
PRM-RLによる長距離屋内ナビゲーション
強化学習エージェントと確率的ロードマップを組み合わせ、騒音や障害物のある屋内環境でロボットを長距離誘導する階層的ナビゲーション手法を提案し、実機で5.8km以上の走行を実現した。
原題: Long-Range Indoor Navigation with PRM-RL ／ Anthony Francis, Aleksandra Faust, Hao-Tien Lewis Chiang 他
日本語で読む → - 論文飛行制御astro-ph.IM
火星探査用インフレータブル滑空機の姿勢制御
火星大気の薄さに対応するため高速飛行と大翼面積を持つインフレータブル翼の滑空機を設計し、12U CubeSatから展開して姿勢制御する手法を提案した論文。
原題: Attitude Control of an Inflatable Sailplane for Mars Exploration ／ Adrien Bouskela, Aman Chandra, Jekan Thangavelautham 他
日本語で読む → - 論文3D点群セグメンテーションロボティクス
移動ロボットのためのマルチビュー逐次3D点群セグメンテーション
移動ロボットが複数視点から得た点群を逐次的に統合し、深層学習ネットワークMCPNetでクラス・インスタンスラベルをオンライン推定する手法を提案した論文。
原題: Multi-view Incremental Segmentation of 3D Point Clouds for Mobile Robots ／ Jingdao Chen, Yong K. Cho, Zsolt Kira
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