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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: 2018/10/1 ／ 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 →- 論文歩行ロボティクス
強化学習とハイブリッドゼロダイナミクスの融合：RABBITロボットへの適用
HZDフレームワークを方策学習に組み込み、強化学習で仮想拘束の軌道パラメータを決定することで、二足歩行ロボットの安定かつ堅牢な制御を実現した。
原題: Reinforcement Learning Meets Hybrid Zero Dynamics: A Case Study for RABBIT ／ Guillermo A. Castillo, Bowen Weng, Ayonga Hereid 他
日本語で読む → - 論文マイクロロボットロボティクス
微小ロボットが流体応力から血管分岐を識別する手法
低レイノルズ数流れ中の微小ロボットが表面応力の変化を利用して血管の分岐を検出できることを示した研究。
原題: Identifying Vessel Branching from Fluid Stresses on Microscopic Robots ／ Tad Hogg
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
2D/3D LiDARに対応する統合3Dマッピングフレームワーク
Cartographerを拡張し、固定式・回転式、2D・3Dの様々なLiDARでリアルタイムに高品質3D地図を生成できる汎用SLAMフレームワークを提案した。
原題: A Unified 3D Mapping Framework using a 3D or 2D LiDAR ／ Weikun Zhen, Sebastian Scherer
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ChainQueen：ソフトロボティクス向けリアルタイム微分可能物理シミュレータ
MLS-MPMに基づく変形物体向けのリアルタイム微分可能シミュレータを提案し、順方向シミュレーションと勾配計算の高精度を実証、約3000変数のソフトロボット制御タスクに適用した。
原題: ChainQueen: A Real-Time Differentiable Physical Simulator for Soft Robotics ／ Yuanming Hu, Jiancheng Liu, Andrew Spielberg 他
日本語で読む → - 論文少数ショット目標推論機械学習
少数例からの目標推論による視覚運動学習と計画
成功終状態の画像を数枚与えるだけでタスク目標を学習する少数ショット目標学習を定式化し、メタ学習した分類器を強化学習や視覚モデルベース計画と組み合わせてロープ操作・視覚ナビゲーション・実機物体配置で有効性を示した。
原題: Few-Shot Goal Inference for Visuomotor Learning and Planning ／ Annie Xie, Avi Singh, Sergey Levine 他
日本語で読む → - 論文場所認識画像認識
CNN特徴抽出を用いた点群による場所認識
カラー画像で事前学習したCNNで距離画像から特徴を抽出し、点群ベースの場所認識を高精度化した研究。照明・回転不変で移動物体に頑健なシステムと新データセットを提案。
原題: Point-cloud-based place recognition using CNN feature extraction ／ Ting Sun, Ming Liu, Haoyang Ye 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
一人称視点の一回デモンストレーションからロボットマニピュレーションを学習するO2A
第三者視点の一回のデモ動画から、事前学習した3D-CNNで行動ベクトルを抽出し、ロボットの試行との距離を報酬として強化学習することで、視点や物体・背景・マニピュレータ形態の変化に頑健なマニピュレーション学習を実現した。
原題: O2A: One-shot Observational learning with Action vectors ／ Leo Pauly, Wisdom C. Agboh, David C. Hogg 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
接触力学に基づく把持剛性モデルによる把持安定性の汎用的評価
接触力学の理論から指と物体間の把持剛性モデルを構築し、法線・接線・ねじり剛性を反映した剛性行列で把持安定性を評価する手法を提案。従来の把持指標と同様の傾向を示し有効性を検証した。
原題: Enabling Grasp Action: Generalized Evaluation of Grasp Stability via Contact Stiffness from Contact Mechanics Insight ／ Huixu Dong, Chen Qiu, Dilip K. Prasad 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
形状空間登録によるカテゴリ別把持のための姿勢シナジー学習
物体形状のカテゴリ別非剛体登録で得た形状記述子から、人間の把持分類に基づくシナジー空間を用いてロボットハンドの把持姿勢を推論する手法を提案し、未見物体の把持をシミュレーションと実機で実証した。
原題: Learning Postural Synergies for Categorical Grasping through Shape Space Registration ／ Diego Rodriguez, Antonio Di Guardo, Antonio Frisoli 他
日本語で読む → - 論文ロボット追跡ロボティクス
深層LSTMによるオンライン視覚的ロボット追跡と識別
同一外観のロボット群を視覚でリアルタイムに検出・追跡・識別するため、深層LSTMでデータ関連付けを複数分類問題として学習する手法を提案した。
原題: Online Visual Robot Tracking and Identification using Deep LSTM Networks ／ Hafez Farazi, Sven Behnke
日本語で読む → - 論文強化学習/探索機械学習
到達可能性に基づくエピソード的好奇心
エピソード記憶と環境ステップ数による到達可能性を用いて新規性ボーナスを計算する好奇心手法を提案し、ViZDoomやDMLabの探索タスクでICMを上回り、MuJoCoのアリが一人称視点のみで歩行を学習できることを示した。
原題: Episodic Curiosity through Reachability ／ Nikolay Savinov, Anton Raichuk, Raphaël Marinier 他
日本語で読む → - 論文セキュリティcs.CY
ロボットハッキング演習場「Robotics CTF」
ブラウザからロボットのセキュリティに挑戦できるオンライン演習環境RCTFを構築し、9つの攻撃シナリオを公開した。
原題: Robotics CTF (RCTF), a playground for robot hacking ／ Gorka Olalde Mendia, Lander Usategui San Juan, Xabier Perez Bascaran 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
シミュレーションから実世界へ：ロボット移動式フルフィルメントシステムの構築
RMFSのシミュレータを実機のロボットやERPシステムと接続し、研究・教育向けに実世界の倉庫システムへと橋渡しする手法を提案した論文。
原題: From Simulation to Real-World Robotic Mobile Fulfillment Systems ／ Lin Xie, Hanyi Li, Nils Thieme
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
時間反転を自己教師信号に用いたマニピュレーション学習
目標状態から逆方向に軌道を予測する時間反転モデルを自己教師ありで学習し、実機でのテトリス型ブロック組立をデモなしで実現した。
原題: Time Reversal as Self-Supervision ／ Suraj Nair, Mohammad Babaeizadeh, Chelsea Finn 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
深層強化学習による自律航空機群の分散型山火事監視
深層強化学習を用いて複数の固定翼自律機を分散制御し、山火事の拡大を追跡・監視する手法を提案し、既存のオンライン再cedingホライズン制御より優れることを示した。
原題: Distributed Wildfire Surveillance with Autonomous Aircraft using Deep Reinforcement Learning ／ Kyle D. Julian, Mykel J. Kochenderfer
日本語で読む → - 論文制御/航空機制御
推定ベースのモデル予測制御によるハイブリッド航空機の自動横風安定化
浮力支援型航空輸送機の横風によるロール角変動を、慣性計測に基づく風トルク推定とモデル予測制御のフィードフォワード補償で高速に安定化する手法を提案し、実験で有効性を示した。
原題: Estimation-Based Model Predictive Control for Automatic Crosswind Stabilization of Hybrid Aerial Vehicles ／ Mohamed K. Helwa, Adrian Esser, Angela P. Schoellig
日本語で読む → - 論文移動マニピュレーションロボティクス
NimbRoレスキュー：移動マニピュレーションロボットMomaroによる災害対応タスクの解決
4脚の先に操舵可能な車輪を備えた移動マニピュレーションロボットMomaroを開発し、DARPAロボティクスチャレンジで災害対応タスクを遂行するとともに、没入型3D可視化や操作者の頭部・腕の6Dトラッキングを含む遠隔操作手法を提案した。
原題: NimbRo Rescue: Solving Disaster-Response Tasks through Mobile Manipulation Robot Momaro ／ Max Schwarz, Tobias Rodehutskors, David Droeschel 他
日本語で読む → - 論文意思決定/自己評価機械学習
意思決定エージェントのための分解型機械自己信頼度
自律システムが自らの能力を評価する「機械自己信頼度」を分解型枠組みで定式化し、MDPベースの意思決定におけるソルバー品質指標を提案・検証した論文。
原題: Factorized Machine Self-Confidence for Decision-Making Agents ／ Brett W Israelsen, Nisar R Ahmed, Eric Frew 他
日本語で読む → - 論文3Dマッピングロボティクス
戻り波形モデリングによるLiDAR測定バイアス推定と3Dマッピングへの応用
LiDAR測定のゼロ平均ガウス仮定が引き起こす位置推定ドリフトを指摘し、入射角に依存するバイアスを物理モデル化して複数センサで計測・補正し、地図精度と位置推定精度を改善した。
原題: Lidar Measurement Bias Estimation via Return Waveform Modelling in a Context of 3D Mapping ／ Johann Laconte, Simon-Pierre Deschênes, Mathieu Labussière 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
シミュレータ予測制御：学習済みタスク表現とMPCによるゼロショット汎化とスキル系列化
シミュレーションで学習したスキル埋め込みと条件付き方策を実機に転送し、シミュレータ内で方策を並列実行するMPCで未知タスクをゼロショットで遂行する手法を提案。
原題: Simulator Predictive Control: Using Learned Task Representations and MPC for Zero-Shot Generalization and Sequencing ／ Zhanpeng He, Ryan Julian, Eric Heiden 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
人間の動きを模倣し身体制約を理解するための共有潜在変数生成
GP-LVMを用いて理学療法士・ロボットコーチ・患者間で知識を転移し、人間の身体特徴をロボットデータへ写像して模倣学習を容易にするとともに、患者の身体制約に適応させる手法を提案した。
原題: Generating Shared Latent Variables for Robots to Imitate Human Movements and Understand their Physical Limitations ／ Maxime Devanne, Sao Mai Nguyen
日本語で読む → - 論文移動マニピュレーションロボティクス
屋外オープンワールドで自律的にゴミを回収・運搬する移動マニピュレータシステム
ナビゲーション・把持検出計画・タスクプランナを統合し、屋外の非構造環境で未知物体を拾って運搬・設置する移動マニピュレータシステムを構築、85%の成功率を達成した。
原題: AutOTranS: an Autonomous Open World Transportation System ／ Brayan S. Zapata-Impata, Vikrant Shah, Hanumant Singh 他
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
座屈不安定性を利用した低レイノルズ数単鞭毛ソフトロボットの制御
細菌型の単鞭毛ソフトロボットについて、鞭毛の座屈現象を利用し単一の角速度入力だけで3次元空間の任意経路を追従させる制御手法を流体構造連成シミュレーションで示した研究。
原題: Control of uniflagellar soft robots at low Reynolds number using buckling instability ／ Mojtaba Forghani, Weicheng Huang, M. Khalid Jawed
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
双方向テレオペレーションによるすくい動作の深層学習
双方向テレオペレーションで人間の実演を収集し、画像と関節角の対応をDCAEとLSTM-RNNで学習して、類似のすくい動作の軌道を生成するシステムを提案した。
原題: Deep Learning Scooping Motion using Bilateral Teleoperations ／ Hitoe Ochi, Weiwei Wan, Yajue Yang 他
日本語で読む → - 論文テールシッター/オープンソースロボティクス
オープンソース双ローター・テールシッター機「Phoenix Drone」
研究・教育向けに、設計資料・ソフト・シミュレータまで含めて完全オープンソース化した低コスト双ローター・テールシッターMAVを開発し、安定ホバリングと高精度軌道追従を飛行試験で示した。
原題: The Phoenix Drone: An Open-Source Dual-Rotor Tail-Sitter Platform for Research and Education ／ Yilun Wu, Xintong Du, Rikky Duivenvoorden 他
日本語で読む → - 論文自律走行AI
記憶に倣う地図減衰：自律走行車のためのグリッドマップ補正
センサで観測できないセルの占有確率を、オフライン高精度地図の値へ徐々に近づける「地図減衰」手法を提案し、実車IARAで検証した。
原題: Memory-like Map Decay for Autonomous Vehicles based on Grid Maps ／ Thomas Teixeira, Filipe Mutz, Karin Satie Komati 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
視界制限と不確実性を考慮した自動運転の動作計画
都市環境での遮蔽や悪天候による知覚の不確実性に対し、最悪ケースでも衝突を避けるための余裕度基準を定義し、最適化ベースの動作計画に組み込む手法を提案した。
原題: Limited Visibility and Uncertainty Aware Motion Planning for Automated Driving ／ Omer Sahin Tas, Christoph Stiller
日本語で読む → - 論文群衆解析画像認識
深層畳み込みネットワークによる会話グループ検出
画像から会話グループを検出するため、部屋レイアウト画像の特徴とPointNetベースの深層ネットワークでo-space表現を生成する手法を提案した。
原題: Conversational Group Detection With Deep Convolutional Networks ／ Mason Swofford, John Peruzzi, Marynel Vázquez
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
ロボットインタラクションを通じた触覚力推定のロバスト学習
SynTouch BioTac触覚センサの信号から力を推定するロバストなニューラルネットモデルを、3種類の方法で収集した14万サンプルで学習し、力の方向と大きさの推定精度を大幅に向上させた。
原題: Robust Learning of Tactile Force Estimation through Robot Interaction ／ Balakumar Sundaralingam, Alexander Lambert, Ankur Handa 他
日本語で読む → - 論文意図予測ロボティクス
手持ちロボットの意図予測：模擬ブロックコピー作業の場合
手持ちロボットに搭載した視線計測器でユーザーの視線データを収集し、作業対象物への視覚的注意プロファイルから次に掴むブロックと置き場所を予測するモデルを提案した。掴む動作は500ms前に87.94%、置く動作は1500ms前に93.25%の精度で予測できた。
原題: Towards Intention Prediction for Handheld Robots: a Case of Simulated Block Copying ／ Janis Stolzenwald, Walterio W. Mayol-Cuevas
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