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: 2019/1/1 ／ 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 →- 論文群制御ロボティクス
静止物体探索のためのマルチロボット探索手法
グラフで表された既知環境で複数ロボットが静止物体を探索する2つの問題を定式化し、クラスタリングと経路探索を組み合わせた新しいヒューリスティックを提案した。
原題: On multi-robot search for a stationary object ／ Miroslav Kulich, Libor Přeučil, Juan José Miranda Bront
日本語で読む → - 論文模倣学習HCI
センサなし人間動作からの物体操作タスク学習：主要課題の整理
RGB/RGB-Dカメラのみで人間の実演から物体操作を学習する際の課題を、6DoF姿勢推定や言語処理を含めて整理し、接着剤塗布とブロック積みの事例で検討した。
原題: Teaching robots to imitate a human with no on-teacher sensors. What are the key challenges? ／ Radoslav Skoviera, Karla Stepanova, Michael Tesar 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
サンプリングと貪欲法に基づくマルチロボットのタスク割り当て
劣モジュラ性とサンプリングを活用し、分散実行可能な多ロボットタスク割り当てアルゴリズムを提案。多項式時間で近似保証付きの解が得られ、計算コストを大幅に削減しつつ高品質な割り当てを実現する。
原題: Sample Greedy Based Task Allocation for Multiple Robot Systems ／ Hyo-Sang Shin, Teng Li, Pau Segui-Gasco
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
深層ニューラルネットワークとトルク系列による柔軟物体の動的マニピュレーション
柔軟物体の動きを深層ニューラルネットワークでモデル化し、目標状態を実現する最適な時系列関節トルク指令を計算する制御手法を提案。物理モデル不要で剛体・柔軟物体・布の操作に有効性を確認した。
原題: Dynamic Manipulation of Flexible Objects with Torque Sequence Using a Deep Neural Network ／ Kento Kawaharazuka, Toru Ogawa, Juntaro Tamura 他
日本語で読む → - 論文BCIHCI
P300脳波インターフェースによる2自由度ロボットアームの制御
P300成分を用いたBCIで2自由度ロボットアームを操作し、被験者が画面上の目標を追従して文字を書くタスクを実現した研究。マルチクラスSVMで97%の認識率を達成。
原題: Control of a 2-DoF robotic arm using a P300-based brain-computer interface ／ Golnoosh Garakani, Hamed Ghane, Mohammad Bagher Menhaj
日本語で読む → - 論文クラウドロボティクスロボティクス
クラウドロボティクスのためのサービス指向ソフトウェアアーキテクチャ
クラウドロボティクスにおけるサービス指向アーキテクチャとWebサービスの活用を概観し、ロボットシステムの仮想化とクラウドへの計算オフロードという2つの主要アプローチを整理したサーベイ。
原題: Service-Oriented Software Architecture for Cloud Robotics ／ Anis Koubaa
日本語で読む → - 論文力覚制御ロボティクス
ロボット眼手術における強膜力制御：適応力制御と聴覚フィードバックの比較
ロボット支援眼手術で強膜にかかる力を安全範囲に保つため、適応力制御による自動補償と音声フィードバックによる手動調整を比較し、自動制御の方が効率的である可能性を示した。
原題: Sclera Force Control in Robot-assisted Eye Surgery: Adaptive Force Control vs. Auditory Feedback ／ Ali Ebrahimi, Changyan He, Niravkumar Patel 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
地図中心SLAMのための経時的に頑健な光度・幾何ローカリゼーション
地図中心SLAMのループ閉じ込みにおいて、LiDARとカメラの相補的な制約を統合し、時系列観測で候補を検証する頑健なローカリゼーション手法を提案した。
原題: Robust Photogeometric Localization over Time for Map-Centric Loop Closure ／ Chanoh Park, Soohwan Kim, Peyman Moghadam 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
脚式マイクロロボットにおける固有感覚フィードバックを用いた多様な歩幅周波数での効果的な移動
圧電アクチュエータの同時センシングと効率的な推定・制御により、四足マイクロロボットの脚軌道を広い歩幅周波数帯で正確に制御し、生体模倣軌道の検証と高性能移動を実現した。
原題: Effective Locomotion at Multiple Stride Frequencies Using Proprioceptive Feedback on a Legged Microrobot ／ Neel Doshi, Kaushik Jayaram, Samantha Castellanos 他
日本語で読む → - 論文手術ロボティクスロボティクス
自律縫合における最適な針の直径・形状・経路の決定
針と組織の力学的モデルを構築し、組織損傷を最小化する針の直径・形状・経路を非線形最適化で求めてRaven IIで実証した論文。
原題: Optimal Needle Diameter, Shape, and Path in Autonomous Suturing ／ S. Aghajani Pedram, P. Ferguson, J. Ma 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
HRIにおけるモデル学習の有用性
人間をブラックボックスとして扱うモデルフリー学習と、心の理論で人間をエージェントとしてモデル化するグレーボックス学習を自動運転タスクで比較し、理想的な心の理論の場合と仮定が誤っている場合の性能を評価した。
原題: On the Utility of Model Learning in HRI ／ Gokul Swamy, Jens Schulz, Rohan Choudhury 他
日本語で読む → - 論文動作生成画像認識
クォータニオンを用いたニューラルネットワークによる人間の動作モデリング
関節回転をクォータニオンで表現し、順運動学に基づく損失で位置誤差を直接最小化するQuaterNetを提案。短期予測と長期生成の両方で高精度かつ安定な3D人間姿勢生成を実現した。
原題: Modeling Human Motion with Quaternion-based Neural Networks ／ Dario Pavllo, Christoph Feichtenhofer, Michael Auli 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
受動足首二足ロボットの全身運動制御による動的歩行
受動足首を持つ二足ロボット向けに、接触制約を緩和した全身運動制御(WBLC)を開発し、不整地や滑りやすい地形での動的歩行を実験的に実現した。
原題: Dynamic Locomotion For Passive-Ankle Biped Robots And Humanoids Using Whole-Body Locomotion Control ／ D. Kim, S. Jorgensen, J. Lee 他
日本語で読む → - 論文位置合わせロボティクス
2次元位置合わせの大域最適解に対する2次下界
平面剛体変換による点群位置合わせを分枝限定法で大域最適に解く際、距離の線形化に基づく凹緩和で新しい下界を導入し、小領域で従来の簡易下界を2次精度で上回ることを理論・実験で示した。
原題: A Second-Order Lower Bound for Globally Optimal 2D Registration ／ Luca Consolini, Mattia Laurini, Marco Locatelli 他
日本語で読む → - 論文深度推定画像認識
円筒パノラマ動画からの深度と自己運動の教師なし学習
円筒パノラマ投影を用いてCNNをそのまま適用し、パノラマ動画から深度と自己運動を教師なしで学習する手法を提案。広い視野が自己運動推定精度を向上させることを示し、ヘルメットカメラで撮影した新データセットHeadcamも公開した。
原題: Unsupervised Learning of Depth and Ego-Motion from Cylindrical Panoramic Video ／ Alisha Sharma, Jonathan Ventura
日本語で読む → - 論文協調移動ロボットロボティクス
拘束型協調移動エージェントシステムのシミュレーションと運動学制御のための最適化フレームワーク
受動的な運動学チェーンで拘束された複数の車輪移動エージェントからなるCCMAシステムを提案し、その順運動学シミュレーションと運動学制御のための最適化フレームワークを開発した。
原題: An optimization framework for simulation and kinematic control of Constrained Collaborative Mobile Agents (CCMA) system ／ Nitish Kumar, Stelian Coros
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
分割と合流を伴う移動ロボット群の逐次経路計画
ロボット群のフォーメーション経路計画において、分割と再合流を考慮しつつグラフ上の拡張ダイクストラ法で決定的かつ計算負荷の低い解を求めるアルゴリズムを提案した。数十台規模の群れで複雑環境での有効性を実験的に示した。
原題: Sequential path planning for a formation of mobile robots with split and merge ／ M. Estefanía Pereyra, R. Gastón Araguás, Miroslav Kulich
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
海流中の運動計画のための流線法
海流の影響下で数百km規模の長距離経路計画を効率的に行うため、制御入力と海流を重ね合わせた流線関数で到達可能性とコストを計算する手法を提案し、実海流データでのシミュレーションで実証した。
原題: Streamlines for Motion Planning in Underwater Currents ／ Kwun Yiu Cadmus To, Ki Myung Brian Lee, Chanyeol Yoo 他
日本語で読む → - 論文進化的ロボティクスロボティクス
環境特化型ロボット脚部設計における直接表現と間接表現の比較
6脚ロボットの脚形状をベジェ曲線による直接表現とCPPN-NEATによる間接表現で生成し、3つの環境での性能を比較した結果、間接表現の方が設計空間の探索が進み性能が向上した。
原題: Comparing Direct and Indirect Representations for Environment-Specific Robot Component Design ／ Jack Collins, Ben Cottier, David Howard
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
実ロボットと仮想ロボットの協調共進化による追跡問題の解法
PSOに基づく協調共進化アルゴリズムCCPSO-Rを提案し、実ロボットと仮想ロボットを共存させて捕食者ロボット群が獲物を追跡する問題を解いた研究。
原題: Cooperative coevolution of real predator robots and virtual robots in the pursuit domain ／ Lijun Sun, Chao Lyu, Yuhui Shi
日本語で読む → - 論文ナビゲーション画像認識
複雑な3D環境における古典的ナビゲーションと学習型ナビゲーションのベンチマーク比較
古典的手法と学習ベースのナビゲーションを同一の屋内3D環境で比較評価し、人間の性能とも照らし合わせた。古典手法は複雑な環境で高性能、学習手法は限られたセンサでも頑健だが、両者とも人間には及ばないことを示した。
原題: Benchmarking Classic and Learned Navigation in Complex 3D Environments ／ Dmytro Mishkin, Alexey Dosovitskiy, Vladlen Koltun
日本語で読む → - 論文Visual SLAM画像認識
深層局所特徴を用いた深層学習強化型Visual SLAM
従来の手作り特徴点をニューラルネットの深層局所特徴記述子に置き換え、照明変化の激しい環境でも高効率・高安定に動作するリアルタイムVisual SLAMシステムを提案した。
原題: DF-SLAM: A Deep-Learning Enhanced Visual SLAM System based on Deep Local Features ／ Rong Kang, Jieqi Shi, Xueming Li 他
日本語で読む → - 論文身体知覚ロボティクス
人工身体知覚のための感覚運動学習
ベイズ推定から深層学習まで、人工エージェントが自身の身体と外界を区別する自己知覚を獲得する手法を概説し、その可能性と課題を示した。
原題: Sensorimotor learning for artificial body perception ／ German Diez-Valencia, Takuya Ohashi, Pablo Lanillos 他
日本語で読む → - 論文探索・地図生成ロボティクス
意味的視覚による自律探索と地図生成の学習
視覚入力を用いた移動ロボットの自律探索・地図生成を、意味的分割とカメラ幾何に基づく微分可能なパイプラインとしてend-to-endで学習する手法を提案した。
原題: Learning Autonomous Exploration and Mapping with Semantic Vision ／ Xiangyang Zhi, Xuming He, Sören Schwertfeger
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
反復学習制御による関節型ソフトロボットアームの高速高精度位置追従
空気圧ベローズ駆動の関節型ソフトロボットアームに対し、規範最適型反復学習制御をフィードバック制御と並列に適用し、0.2秒で60度の急激な軌道追従誤差を13度から2度未満に低減した。
原題: Iterative Learning Control for Fast and Accurate Position Tracking with an Articulated Soft Robotic Arm ／ Matthias Hofer, Lukas Spannagl, Raffaello D'Andrea
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
生涯連合強化学習：クラウドロボットシステムにおけるナビゲーション学習アーキテクチャ
クラウド上の共有モデルを知識融合アルゴリズムで更新し、転移学習を組み合わせてロボットが経験を蓄積・活用しながら新しい環境に適応するナビゲーション学習手法を提案した。
原題: Lifelong Federated Reinforcement Learning: A Learning Architecture for Navigation in Cloud Robotic Systems ／ Boyi Liu, Lujia Wang, Ming Liu
日本語で読む → - 論文STEM教育cs.OH
ハンター地域におけるRoboCup Junior：ロボットSTEM教育の未来を切り開く
オーストラリアのハンター地域で2012〜2017年に開催されたRoboCup Juniorのデータを分析し、地域普及・参加者数・男女比から教育効果を評価した論文。
原題: RoboCup Junior in the Hunter Region: Driving the Future of Robotic STEM Education ／ Aaron S. W. Wong, Ryan Jeffery, Peter Turner 他
日本語で読む → - 論文状態表現学習機械学習
特徴抽出と方策学習の分離：ゴールベースロボティクスにおける状態表現学習の利点評価
視覚からの強化学習において、状態表現学習を方策学習から切り離す手法を複数評価し、複数の表現を積み重ねる新しい教師なしモデルを提案した。サンプル効率が向上し、ハイパーパラメータ変化にも頑健であることを示した。
原題: Decoupling feature extraction from policy learning: assessing benefits of state representation learning in goal based robotics ／ Antonin Raffin, Ashley Hill, René Traoré 他
日本語で読む → - 論文セグメンテーションロボティクス
建設現場を走る自律ロボット向けの軽量リアルタイムシーンセグメンテーション
建設現場モニタリング用の小型無人車両で動かすため、走行可能領域を映像から画素単位で切り分ける軽量な深層学習モデルを提案し、既存モデルより効率的にリアルタイム動作できることを示した。
原題: Real-time Scene Segmentation Using a Light Deep Neural Network Architecture for Autonomous Robot Navigation on Construction Sites ／ Khashayar Asadi, Pengyu Chen, Kevin Han 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
探索から制御へ：新規性探索と局所適応による物体操作スキルの学習
シミュレーション上で質的多様性アルゴリズムを用いて多様な物体操作行動のレパートリーを自動生成し、実環境での適応手法によりタスクを解決するアプローチを提案した論文。
原題: From exploration to control: learning object manipulation skills through novelty search and local adaptation ／ Seungsu Kim, Alexandre Coninx, Stephane Doncieux
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