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: 2018/11/1 ／ 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 →- 論文異常検知機械学習
保証付き自律性のための敵対的学習に基づくオンライン異常監視
学習ベース制御系の安全性・セキュリティをリアルタイム監視する枠組みを提案し、センサ入力からアクチュエータ指令への写像とその逆の写像の妥当性を敵対的学習で検出する。
原題: Adversarial Learning-Based On-Line Anomaly Monitoring for Assured Autonomy ／ Naman Patel, Apoorva Nandini Saridena, Anna Choromanska 他
日本語で読む → - 論文点群レジストレーション画像認識
トポロジー変化に対応する非剛体点群レジストレーション
順方向と逆方向のワープ推定を組み合わせ、接触や分離といったトポロジー変化の境界を検出して局所的にブレンドすることで、非剛体点群の高精度な位置合わせを実現した。
原題: Topology-Aware Non-Rigid Point Cloud Registration ／ Konstantinos Zampogiannis, Cornelia Fermuller, Yiannis Aloimonos
日本語で読む → - 論文自動運転AI
自動運転は安全に走れるか？走行可能性評価の要因・課題・データセット概観
自動運転の「走行可能性」に影響する要因を整理する枠組みを提案し、学習に使える公開走行データセット45件を用途別に比較分類したサーベイ論文。
原題: Is it Safe to Drive? An Overview of Factors, Challenges, and Datasets for Driveability Assessment in Autonomous Driving ／ Junyao Guo, Unmesh Kurup, Mohak Shah
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ハードウェア条件付き方策によるマルチロボット転移学習
ロボットのハードウェア情報をベクトルで条件付けした汎用方策を学習し、未知のロボットへのゼロショット転移や効率的なファインチューニングを実現した。
原題: Hardware Conditioned Policies for Multi-Robot Transfer Learning ／ Tao Chen, Adithyavairavan Murali, Abhinav Gupta
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
深層方策勾配法の実態を徹底検証
深層方策勾配アルゴリズムの挙動を、勾配推定・価値予測・最適化景観の観点から詳細に分析し、理論的枠組みと実際の挙動が大きく乖離していることを示した研究。
原題: A Closer Look at Deep Policy Gradients ／ Andrew Ilyas, Logan Engstrom, Shibani Santurkar 他
日本語で読む → - 論文占有マップロボティクス
高速ガウス過程占有マップ
古典的ガウス過程占有マッピング(GPOM)の計算コストを解析し、各ステップの効率化によりオンライン実行可能で品質も向上する手法を提案した。
原題: Fast Gaussian Process Occupancy Maps ／ Yijun Yuan, Haofei Kuang, Sören Schwertfeger
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
自己対戦によるサンプル効率の良いロボット卓球学習のための階層型ポリシー設計
人間のデモから力学モデルを学習し、モデルベースの打球スキルと自己対戦による戦略層を組み合わせることで、少ない試行回数でロボット卓球の複雑なポリシーを効率的に学習する手法を提案した。
原題: Hierarchical Policy Design for Sample-Efficient Learning of Robot Table Tennis Through Self-Play ／ Reza Mahjourian, Risto Miikkulainen, Nevena Lazic 他
日本語で読む → - 論文AUV測位ロボティクス
ROS-Gazeboで実現するAUVの音響測位フレームワーク
ROSとGazebo上に水中音響モデルを構築し、水面ロボット群と音波の飛行時間、マルチラテレーション遺伝的アルゴリズムを用いてAUVの位置推定を行う手法を開発した。
原題: A localization approach for autonomous underwater vehicles: A ROS-Gazebo framework ／ Frederico C. Vaz, David Portugal, André Araújo 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
遮蔽環境下での物体操作のための能動視覚の強化学習
カメラとグリッパーを協調制御し、遮蔽物があっても対象物体を見失わずに操作できる能動視覚ポリシーを強化学習で獲得した研究。
原題: Reinforcement Learning of Active Vision for Manipulating Objects under Occlusions ／ Ricson Cheng, Arpit Agarwal, Katerina Fragkiadaki
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
CubemapSLAM: キューブマップモデルを用いた単眼魚眼SLAMシステム
魚眼カメラの広い視野を歪みなく活用するためキューブマップ表現を導入した特徴点ベースのリアルタイムSLAMを提案し、公開データセットと実環境データで既存手法より高精度・高ロバストであることを示した。
原題: CubemapSLAM: A Piecewise-Pinhole Monocular Fisheye SLAM System ／ Yahui Wang, Shaojun Cai, Shi-Jie Li 他
日本語で読む → - 論文エネルギー最適化ロボティクス
ハイブリッド帆船の自動航行におけるエネルギー最適化
風力を主動力とするハイブリッド帆船の自律巡航において、帆と舵の設定を調整し向き角を変えることでエネルギー消費を最小化する最適軌道を探索した。実験により最良の向き角で最大23.7%の省エネを達成し、長期航行のエネルギー予測にも有用な指標を示した。
原題: Energy Optimization of Automatic Hybrid Sailboat ／ Ziran Zhang, Zixuan Yao, Qinbo Sun 他
日本語で読む → - 論文視覚的場所認識ロボティクス
軽量CNNによる視点・見た目変化に頑健な視覚的場所認識
軽量な畳み込みニューラルネットワークを用いて、大きな視点変化や見た目の変化があっても高精度かつ低計算コストで場所を認識する手法を提案した論文。
原題: A Holistic Visual Place Recognition Approach using Lightweight CNNs for Significant ViewPoint and Appearance Changes ／ Ahmad Khaliq, Shoaib Ehsan, Zetao Chen 他
日本語で読む → - 論文ロボットビジョン画像認識
色情報なしでサッカーをする：畳み込みニューラルネットワークによるSPL向け視覚システム
ヒューマノイドロボットサッカーSPLにおいて色情報を一切使わず、畳み込みニューラルネットワークでボール・ロボット・向き・ラインをリアルタイム検出する視覚システムを提案し、高い検出率を実現した。
原題: Playing Soccer without Colors in the SPL: A Convolutional Neural Network Approach ／ Francisco Leiva, Nicolás Cruz, Ignacio Bugueño 他
日本語で読む → - 論文自動運転AI
自動運転のための物体中心型深層ポリシー
物体インスタンスとend-to-end学習を組み合わせた物体中心型モデルの分類を提案し、GTA Vシミュレータと実世界データセットで物体非依存手法より優れることを示した。
原題: Deep Object-Centric Policies for Autonomous Driving ／ Dequan Wang, Coline Devin, Qi-Zhi Cai 他
日本語で読む → - 論文アクチュエータ設計ロボティクス
弾性要素設計のための凸最適化フレームワークによる直列弾性アクチュエータのエネルギー消費とピークパワーの最小化
任意の周期軌道に対してエネルギー消費とピークパワーを最小化する非線形弾性要素を、非パラメトリック凸最適化で設計する手法を提案した論文。
原題: Minimizing Energy Consumption and Peak Power of Series Elastic Actuators: a Convex Optimization Framework for Elastic Element Design ／ Edgar Bolívar, Siavash Rezazadeh, Robert Gregg
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
OVPCメッシュ：地上車両の局所ナビゲーション向け3D自由空間表現
局所点群から水密な3Dメッシュを生成し、ロボット周囲の自由空間を保守的に推定する手法を提案。不整地でのUGVナビゲーションを実機・シミュレーションで検証し、OctomapやElevation Mappingと比較してリアルタイム性と信頼性を示した。
原題: OVPC Mesh: 3D Free-space Representation for Local Ground Vehicle Navigation ／ Fabio Ruetz, Emili Hernández, Mark Pfeiffer 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
低コストマルチロボットシステムによる自己完結型相対位置推定
GPSやモーションキャプチャのない環境で、ロボット自身に搭載したセンサとビーコンを用いて2Dスワームの相対位置を集中型UKFで推定する手法と低コストハードウェアを提案し、モーションキャプチャとの比較でロボットサイズ程度の誤差を達成した。
原題: Self Contained Relative Localization with a Low-Cost Multi-Robot System ／ Ian Miller, Jon Wallace
日本語で読む → - 論文Visual SLAMロボティクス
代表的なVisual SLAMアルゴリズムのベンチマーク比較
RGBD-SLAMとRTABMapをTUM RGBDデータセットで走行軌跡誤差と処理時間の観点から比較評価し、各手法の限界や評価指標の課題を明らかにした。
原題: Benchmarking and Comparing Popular Visual SLAM Algorithms ／ Amey Kasar
日本語で読む → - 論文自動運転機械学習
多目的深層強化学習による市街地走行
閾値付き辞書式Q学習の深層学習版を都市走行に適用し、複数車線や交差点での車線変更・譲り合いを学習。因子化MDP拡張でデータ効率を改善し、環状道路へのゼロショット転移も示した。
原題: Urban Driving with Multi-Objective Deep Reinforcement Learning ／ Changjian Li, Krzysztof Czarnecki
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
時間投影制御による不正確な動的歩行
3ペンドゥラムモデル(3LP)の線形解を用い、中間状態を位相開始時点へ投影してLQR制御する足配置コントローラを提案し、アトラスロボットのシミュレーションで外乱からの回復と周期的歩行を実現した。
原題: Imprecise dynamic walking with time-projection control ／ Salman Faraji, Philippe Muellhaupt, Auke J. Ijspeert
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
高次元ロボットのための確率的制約付き動作計画
動作の不確実性や不完全な状態情報のもとで、衝突確率の上限を満たす軌道を高自由度ロボット向けに高速に計画する手法p-Chekovを提案した論文。
原題: Chance Constrained Motion Planning for High-Dimensional Robots ／ Siyu Dai, Shawn Schaffert, Ashkan Jasour 他
日本語で読む → - 論文教師なし学習画像認識
形状概念の教師なし学習：実世界物体から心的シミュレーションへ
点群の空間トポロジー解析と記述空間のトポロジー解析により、形状の共通性を反映した概念を教師なしで学習する手法を提案し、人工的な抽象物体の心的シミュレーションによる訓練でも実物体観測に汎化・識別できることを示した。
原題: Unsupervised Learning of Shape Concepts - From Real-World Objects to Mental Simulation ／ Christian A. Mueller, Andreas Birk
日本語で読む → - 論文適応制御制御
入力摂動による適応制御と学習
MIMO線形動的システムの制御と推定を同時に行うため、入力信号の摂動に基づく実用的な制御則を提案し、時間平方根オーダーの最悪ケース後悔を達成することを示した。
原題: Input Perturbations for Adaptive Control and Learning ／ Mohamad Kazem Shirani Faradonbeh, Ambuj Tewari, George Michailidis
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
屋内位置指紋収集のための情報経路計画
屋内位置推定用の指紋データを効率的に集めるため、予算制約下で最適な巡回経路を求める情報経路計画問題を定式化し、貪欲法と遺伝的アルゴリズムの2つのヒューリスティックを提案した。実環境データで既存手法より高い効用と低い位置推定誤差を示した。
原題: Informative Path Planning for Location Fingerprint Collection ／ Yongyong Wei, Cristian Frincu, Rong Zheng
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
6ヶ月で優勝する自動運転車の構築
SAE AutoDrive Challengeで優勝したチームが、事前地図に頼らずCPUのみでリアルタイム動作するマルチセンサ視覚自己位置推定とシンプルで堅牢なアルゴリズムによる自動運転システムを6ヶ月で開発したことを報告する論文。
原題: Building a Winning Self-Driving Car in Six Months ／ Keenan Burnett, Andreas Schimpe, Sepehr Samavi 他
日本語で読む → - 論文強化学習/マニピュレーションロボティクス
学習済みスキルとダイナミクスを用いた先読み探索によるマニピュレーション強化学習
多目標RLで学習したスキルとその粗いダイナミクスを先読み探索に用い、探索を誘導することで複雑なマニピュレーション方策を効率的に学習する手法を提案した論文。
原題: Model Learning for Look-ahead Exploration in Continuous Control ／ Arpit Agarwal, Katharina Muelling, Katerina Fragkiadaki
日本語で読む → - 論文シーン認識ロボティクス
視覚・音響手がかりによるK-Meansシーン認識システムSERVANT
周囲の音と色の手がかりをK-Meansでクラスタリングし、カフェや体育館などの環境シーンを認識して文脈に応じた行動を推薦するシステムを提案した。
原題: Scene Recognition Through Visual and Acoustic Cues Using K-Means ／ Sidharth Rajaram, J. Kenneth Salisbury
日本語で読む → - 論文キャリブレーションロボティクス
脚式ロボットにおけるマルチカメラ外部キャリブレーションのための因子グラフ手法
脚式ロボットのカメラとベースリンク間の相対姿勢を、運動学とフィデューシャルマーカーを用いた因子グラフ最適化で推定するキャリブレーション手法を提案し、HyQで既存手法と比較した。
原題: A Factor Graph Approach to Multi-Camera Extrinsic Calibration on Legged Robots ／ Andrzej Reinke, Marco Camurri, Claudio Semini
日本語で読む → - 論文ヒューマノイド/視覚運動制御AI
視覚運動制御の階層化によるヒューマノイド制御
低レベル運動制御の事前学習と視覚に基づく高レベル制御を組み合わせ、不安定な一人称カメラ映像を用いて物理シミュレーション上のヒューマノイドを歩行させながらタスクを解く階層型アーキテクチャを提案した。
原題: Hierarchical visuomotor control of humanoids ／ Josh Merel, Arun Ahuja, Vu Pham 他
日本語で読む → - 論文MAV/協調制御ロボティクス
MBZIRC 2017におけるNimbRoチーム：移動標的への高速着陸とMAVチームによる宝探し
MBZIRC 2017の2つのMAV課題（移動車両への着陸と複数MAVによる探索・運搬）に向けた知覚・軌道計画・制御・協調の手法を開発し、実機実験で成果を上げた。
原題: Team NimbRo at MBZIRC 2017: Fast Landing on a Moving Target and Treasure Hunting with a Team of MAVs ／ Marius Beul, Matthias Nieuwenhuisen, Jan Quenzel 他
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