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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: 2019/2/1 ／ 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VPRロボティクス
深層を見ずに：単眼深度推定を用いた環境変化・対向視点下での場所認識
単眼深度推定でキーポイントを深度フィルタリングし、参照データの複数フレーム系列とクエリ1枚を照合することで、昼夜や進行方向の反転など外観・視点が同時に大きく変わる状況でも場所を認識する手法を提案した。
原題: Look No Deeper: Recognizing Places from Opposing Viewpoints under Varying Scene Appearance using Single-View Depth Estimation ／ Sourav Garg, Madhu Babu, Thanuja Dharmasiri 他
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 → - 論文転移学習ロボティクス
2段階転移学習による異種ロボットの検出と2D画像からの3D関節位置推定
2Dカラー画像のみを入力として、キャリブレーション不要でロボット本体と各関節の3D位置をリアルタイム推定する多目的CNNを提案し、2段階転移学習で異なる機種のロボットにも少ないデータで適応できることを示した。
原題: Two-Stage Transfer Learning for Heterogeneous Robot Detection and 3D Joint Position Estimation in a 2D Camera Image using CNN ／ Justinas Miseikis, Inka Brijacak, Saeed Yahyanejad 他
日本語で読む → - 論文制御/安全性ロボティクス
任意の動的環境における自律ロボットの無過失制御への理論的アプローチ
任意の非線形動力学モデルを持つロボットが動的環境の予測に対して衝突時に過失を負わないことを保証する、到達可能性に基づく軌道設計手法RTD-Dを提案した論文。
原題: Towards Provably Not-at-Fault Control of Autonomous Robots in Arbitrary Dynamic Environments ／ Sean Vaskov, Shreyas Kousik, Hannah Larson 他
日本語で読む → - 論文ビジュアルサーボ/状態推定ロボティクス
球面座標を用いた3次元直線の能動的推定
球面座標と基底変換で代数制約を組み込んだ非線形オブザーバを提案し、3次元直線のパラメータを推定する。収束を最適化する制御則も示し、シミュレーションと実機カメラで検証した。
原題: Active Estimation of 3D Lines in Spherical Coordinates ／ André Mateus, Omar Tahri, Pedro Miraldo
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
義肢制御のためのAIチャレンジ：深層強化学習による13の解法
筋骨格モデルを目標速度ベクトルに追従させる制御器を競うNeurIPS 2018チャレンジの概要と、参加者13チームが用いた深層強化学習ベースの解法を紹介する。
原題: Artificial Intelligence for Prosthetics - challenge solutions ／ Łukasz Kidziński, Carmichael Ong, Sharada Prasanna Mohanty 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
押し・把持・ジャミングを統合する準静的マニピュレーションモデル
指令したマニピュレータ速度から物体運動を直接求める準静的モデルを提案し、把持やジャミング挙動も扱えるようにした。連続時間・時間離散の定式化を線形相補性問題として解く。
原題: A Quasi-static Model and Simulation Approach for Pushing, Grasping, and Jamming ／ Mathew Halm, Michael Posa
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 → - 論文モデルベース強化学習ロボティクス
近似モデルを用いたロボット学習の改良
近似ダイナミクスモデルと少数の実試行で最適制御方策を学ぶアルゴリズムの収束性を改善し、DDPと2Dシミュレータで人間専門家と比較評価した研究。
原題: Using Approximate Models in Robot Learning ／ Ali Lenjani
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
移動ロボットによる堅牢で適応的なドア操作
CNNと点群処理を融合して複数ハンドルの把持姿勢をリアルタイム推定し、ベイズ推定でドアの運動モデルを学習する移動マニピュレータのドア操作フレームワークを提案した。
原題: Robust and Adaptive Door Operation with a Mobile Robot ／ Miguel Arduengo, Carme Torras, Luis Sentis
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
混雑環境での物体操作のための効率的な障害物再配置計画
混雑した狭い空間でロボットアームが対象物を掴むため、衝突回避の枠組みを用いて障害物をリアルタイムに再配置する多項式時間の計画法を提案し、シミュレーションで最大31%の実行時間短縮を示した。
原題: Efficient Obstacle Rearrangement for Object Manipulation Tasks in Cluttered Environments ／ Jinhwi Lee, Younggil Cho, Changjoo Nam 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
ソフト繊維強化アクチュエータの予測モデル比較と実験的検証
ソフトアクチュエータ(FREE)の力生成を、集中定数モデル・連続体力学モデル・ニューラルネットの3手法で比較し、実験データで検証した。ニューラルネットは最高精度だが、第一原理モデルの方が設計パラメータへの汎化性が高いことを示した。
原題: Comparison and Experimental Validation of Predictive Models for Soft, Fiber-Reinforced Actuators ／ Audrey Sedal, Alan Wineman, R Brent Gillespie 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
動的環境におけるグリッドベースの動きクラスタリング
検出キーポイントの動きの一貫性を統計的に評価し、軽量に動的物体を除去する視覚SLAM手法を提案。TUMデータセットで高精度を実現。
原題: GMC: Grid Based Motion Clustering in Dynamic Environment ／ Handuo Zhang, Karunasekera Hasith, Han Wang
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
ヒストグラム均等化とORB特徴を統合したステレオSLAM
低コントラスト画像でも安定して動くよう、ヒストグラム均等化で画像コントラストを改善してからORB特徴を抽出するステレオSLAMを提案し、KITTIやEuRoCでORB-SLAM2と比較して精度とリアルタイム性を示した。
原題: HE-SLAM: a Stereo SLAM System Based on Histogram Equalization and ORB Features ／ Yinghong Fang, Guangcun Shan, Xin Li 他
日本語で読む → - 論文制御ロボティクス
平衡状態からの能動的領域探索
ハイブリッドシステム理論を用いて、ロボットが安定性を保ちながら能動的に情報収集する制御法を開発し、形状推定やモデル学習、ギャロップ歩容生成に応用した。
原題: Active Area Coverage from Equilibrium ／ Ian Abraham, Ahalya Prabhakar, Todd D. Murphey
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 → - 論文情報経路計画ロボティクス
位置推定不確かさを考慮した能動的フィールドマッピングのための情報経路計画
ロボットの自己位置推定の不確かさを明示的に考慮し、ガウス過程で環境場をモデル化して位置推定とマッピングを統合する新たな効用関数で経路を計画する手法を提案した。
原題: Informative Path Planning for Active Field Mapping under Localization Uncertainty ／ Marija Popovic, Teresa Vidal-Calleja, Jen Jen Chung 他
日本語で読む → - 論文視覚オドメトリ画像認識
光度損失を超えて：自己教師あり自己運動推定のための幾何学的マッチング損失
自己教師あり視覚オドメトリにおいて、反射や遮蔽に弱い光度誤差の代わりにエピポーラ幾何で拘束したマッチング損失を導入し、KITTIで従来の教師なし自己運動推定を大きく上回った論文。
原題: Beyond Photometric Loss for Self-Supervised Ego-Motion Estimation ／ Tianwei Shen, Zixin Luo, Lei Zhou 他
日本語で読む → - 論文SLAM/FPGAアクセラレーションロボティクス
FPGAによるSLAM向けスケーラブルな深度推定アーキテクチャ
低消費電力のFPGA-SoC上で、直接法セミデンスSLAMのための深度推定を高速化するスケーラブルなアクセラレータを提案し、トラッキングと組み合わせてFPGA上で初の完全なセミデンスSLAMアクセラレータを実現した。
原題: A Scalable FPGA-based Architecture for Depth Estimation in SLAM ／ Konstantinos Boikos, Christos-Savvas Bouganis
日本語で読む → - 論文動的モデル同定ロボティクス
dVRKのための凸最適化に基づく動的モデル同定パッケージ
da Vinci Research Kitの平行四辺形リンクやばね、テンドン結合などを含む動的モデルを、物理的整合性を満たすよう凸最適化で同定するオープンソースパッケージを開発した。
原題: A Convex Optimization-based Dynamic Model Identification Package for the da Vinci Research Kit ／ Yan Wang, Radian Gondokaryono, Adnan Munawar 他
日本語で読む → - 論文視覚自己位置推定ロボティクス
見た目変化に強い都市部向け視覚自己位置推定システム
都市屋外で昼夜や天候により見た目が変わっても、複数セッション地図と車輪オドメトリを統合して高精度に自己位置を推定するVIZARDを提案し、実走行でほぼ100%の再現率と0.5m未満の精度を示した。
原題: VIZARD: Reliable Visual Localization for Autonomous Vehicles in Urban Outdoor Environments ／ Mathias Bürki, Lukas Schaupp, Marcin Dymczyk 他
日本語で読む → - 論文接触力学ロボティクス
複数の摩擦衝突における非一意な挙動のモデリングと解析
複数の摩擦衝突が同時に起きる場合の不確定な結果を微分包含としてモデル化し、取り得る衝突後速度の集合を捉える手法を提案した論文。
原題: Modeling and Analysis of Non-unique Behaviors in Multiple Frictional Impacts ／ Mathew Halm, Michael Posa
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 → - 論文マルチモーダル指示理解HCI
複合現実を用いたマルチモーダル指示表現における時間的依存関係の探究
頭の動き・手振り・音声を組み合わせた指示表現の曖昧性解消において、時間的な依存関係をモデル化することで予測精度が向上することをベイズ枠組みで検証した論文。
原題: Exploring Temporal Dependencies in Multimodal Referring Expressions with Mixed Reality ／ Elena Sibirtseva, Ali Ghadirzadeh, Iolanda Leite 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
占有格子サブマップSLAMに基づく効率的な高密度フロンティア検出
2DグラフSLAMのサブマップ構造を活用し、ループ閉じ込みにも頑健なフロンティア検出法を提案した論文。
原題: Efficient Dense Frontier Detection for 2D Graph SLAM Based on Occupancy Grid Submaps ／ Juraj Oršulić, Damjan Miklić, Zdenko Kovačić
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
道具マクガイバリング：幾何学的推論による道具の構築
環境にある部品から道具を作り出す「道具マクガイバリング」問題を定式化し、幾何学的推論に基づく道具構築アルゴリズムを提案、7自由度ロボットアームで3つの道具を構築して検証した。
原題: Tool Macgyvering: Tool Construction Using Geometric Reasoning ／ Lakshmi Nair, Jonathan Balloch, Sonia Chernova
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