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: 2018/10/1 ／ 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 →- 論文粒子ベースシミュレーション機械学習
粒子ダイナミクス学習による剛体・変形物体・流体の操作
粒子ベースのシミュレータを学習により構築し、剛体・軟体・流体など多様な物質の複雑なロボット操作を実現した研究。
原題: Learning Particle Dynamics for Manipulating Rigid Bodies, Deformable Objects, and Fluids ／ Yunzhu Li, Jiajun Wu, Russ Tedrake 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
双四元数代数に基づく姿勢合意と移動マニピュレータの分散フォーメーション制御への応用
双四元数代数を用いて複数剛体の姿勢（位置と向き）合意プロトコルを設計し、有向グラフ上での収束を保証するとともに、移動マニピュレータの協調搬送に応用した論文。
原題: Pose consensus based on dual quaternion algebra with application to decentralized formation control of mobile manipulators ／ Heitor J. Savino, Luciano C. A. Pimenta, Julie A. Shah 他
日本語で読む → - 論文模倣学習AI
人間の実演と介入を効率的に組み合わせた安全なリアルタイム自律システム訓練
人間の実演による模倣学習と介入データによる修正を組み合わせ、クアッドロータの自律着陸タスクを短時間で安全に訓練する手法を提案し、実演のみより少ないデータで性能を向上させた。
原題: Efficiently Combining Human Demonstrations and Interventions for Safe Training of Autonomous Systems in Real-Time ／ Vinicius G. Goecks, Gregory M. Gremillion, Vernon J. Lawhern 他
日本語で読む → - 論文長期自律性ロボティクス
移動ロボットの長期自律性のためのねじれハイパータイム表現
人間活動による長期の擬似周期的変化を、時間と空間を統合したねじれ次元で表現し、将来状態を予測する手法を提案。従来手法より高精度な予測を実現した。
原題: Warped Hypertime Representations for Long-term Autonomy of Mobile Robots ／ Tomas Krajnik, Tomas Vintr, Sergi Molina 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
計数時相論理によるマルチロボット協調
複数ロボットの集合行動が高水準仕様を満たす軌道計画のため、計数時相論理cLTL+を導入し、最適化ベースで各ロボットの軌道を生成する手法を提案。非同期実行や有界な遅延にも対応可能なことを示した。
原題: Multirobot Coordination with Counting Temporal Logics ／ Yunus Emre Sahin, Petter Nilsson, Necmiye Ozay
日本語で読む → - 論文形式検証AI
LiDAR画像入力NN制御ロボットの形式的安全検証
LiDAR画像から制御指令を出すNN制御ロボットについて、作業空間を画像関数がアフィンとなる領域に分割し、SMC符号化でNN挙動を解析して安全な初期状態集合を計算する手法を提案した。
原題: Formal Verification of Neural Network Controlled Autonomous Systems ／ Xiaowu Sun, Haitham Khedr, Yasser Shoukry
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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
CoSTARブロック積み上げデータセット：作業空間制約下での学習
既存の把持データセットより制約の緩い環境でブロック積み上げを行う約1.2万試行・200万フレームの実データセットを構築し、既存の手設計ネットワークが汎化しないことを示した上で、HyperTree MetaModelによる自動探索でベースラインを確立した論文。
原題: The CoSTAR Block Stacking Dataset: Learning with Workspace Constraints ／ Andrew Hundt, Varun Jain, Chia-Hung Lin 他
日本語で読む → - 論文飛行計画ロボティクス
微小航空機のための探索ベース運動計画に向けて
微小航空機(MAV)の複雑なダイナミクスに対応し、動的に実行可能で衝突のない解像度最適かつ完全な軌道を計画する探索ベースの枠組みを提案し、運動不確実性下の安全計画・視野制約・動的環境の3シナリオに適用した。
原題: Towards Search-based Motion Planning for Micro Aerial Vehicles ／ Sikang Liu, Kartik Mohta, Nikolay Atanasov 他
日本語で読む → - 論文モデルベース制御ロボティクス
速く学び、ゆっくり忘れる：未知で変化する動力学系のための安全な予測学習制御
重み付きベイズ線形回帰で未知の動力学をモデル化し、Tube MPCと組み合わせて、動特性が変化する環境でも長期運用可能なロボットの繰り返し経路追従制御を実現した。
原題: Learn Fast, Forget Slow: Safe Predictive Learning Control for Systems with Unknown and Changing Dynamics Performing Repetitive Tasks ／ Christopher D. McKinnon, Angela P. Schoellig
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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
計画されたエピソードリセットによる非把持マニピュレーション方策のサンプル効率学習
物理ベースの事前分布に基づいて環境状態をリセットするLeaPERを提案し、非把持マニピュレーションの強化学習を最大5倍サンプル効率で改善した。
原題: Sample-Efficient Learning of Nonprehensile Manipulation Policies via Physics-Based Informed State Distributions ／ Lerrel Pinto, Aditya Mandalika, Brian Hou 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットが「できない」を伝える動作生成
ロボットが達成したいタスクと失敗理由を伝えるため、成功動作に似せつつ物理限界を守る軌道最適化で「できない」を表現する動作を自動生成した。
原題: Expressing Robot Incapability ／ Minae Kwon, Sandy H. Huang, Anca D. Dragan
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sim2realロボティクス
GPU加速シミュレーションによる分散強化学習の高速化
GPUベースの物理エンジンNVIDIA Flexを用いて強化学習のシミュレーションを高速化し、CPUを大幅に削減しつつ歩行タスクの学習を短時間で実現した。
原題: GPU-Accelerated Robotic Simulation for Distributed Reinforcement Learning ／ Jacky Liang, Viktor Makoviychuk, Ankur Handa 他
日本語で読む → - 論文農業ロボティクスロボティクス
施設栽培向けパプリカ収穫ロボット
施設栽培のパプリカを収穫するロボットHarveyを開発し、深層学習による花梗の検出と3D後処理で切断位置を特定することで、収穫成功率を76.5%まで向上させた。
原題: A Sweet Pepper Harvesting Robot for Protected Cropping Environments ／ Chris Lehnert, Chris McCool, Inkyu Sa 他
日本語で読む → - 論文教育/ドローンロボティクス
飛ばして学ぶ：10週間の卒業設計でドローンをゼロから作る
10週間の集約型卒業設計コースで、学生ペアがドローンのハードウェアとソフトウェアを一から製作する授業の実践を報告し、PCB設計の自動採点ツール導入や課題・改善策を述べた論文。
原題: Trial by Flyer: Building Quadcopters From Scratch in a Ten-Week Capstone Course ／ Steven Swanson
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 → - 論文社会的ナビゲーションロボティクス
社会的配慮ナビゲーションのための統合プランナに向けて
対人距離と空間コミュニケーションを活用し、状況を自律的に認識して人間に優しい経路計画を行う統合型社会的配慮ナビゲーション（USAN）の枠組みを提案した論文。
原題: Towards a Unified Planner For Socially-Aware Navigation ／ Santosh Balajee Banisetty, David Feil-Seifer
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SLAMロボティクス
単眼視と無線測距の融合によるグローバルスケール推定とドリフト低減
単眼視SLAMに無線測距リンクを1本追加し、グローバルスケール因子の推定と累積ドリフトの低減を実現する手法を提案し、ローバーで収集した実データで評価した。
原題: Fusion of Monocular Vision and Radio-based Ranging for Global Scale Estimation and Drift Mitigation ／ Young-Hee Lee, Chen Zhu, Gabriele Giorgi 他
日本語で読む → - 論文移動ロボット/推定・制御ロボティクス
構造化ノイズブロッキングを用いた移動ロボットのスリップ補償のためのリセディングホライズン推定と制御
移動ロボットの車輪-地形間スリップを推定する際、推定ホライズン内でスリップを一定と仮定する従来法を緩和する構造化ブロッキング手法を提案し、シミュレーションで性能を比較した。さらにオーバーラップブロック戦略でRHEC適用時の制限を改善する。
原題: Receding horizon estimation and control with structured noise blocking for mobile robot slip compensation ／ Nathan Wallace, He Kong, Andrew Hill 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 → - 論文協調マッピングロボティクス
AgriColMap: 空撮と地上走行ロボットの協調による精密農業向け3Dマッピング
UAVとUGVがそれぞれ構築した農地マップを、マルチモーダルな密オプティカルフロー推定で位置合わせする新手法を提案し、実データで既存手法を大きく上回る精度を示した。
原題: AgriColMap: Aerial-Ground Collaborative 3D Mapping for Precision Farming ／ Ciro Potena, Raghav Khanna, Juan Nieto 他
日本語で読む → - 論文安全監視ロボティクス
RGB-Dセンサによる人-ロボット間の安全な分離距離モニタリングに向けて
RGB-Dセンサと骨格推定を用いて、ロボットと人間の全身キーポイント間の分離距離をペアごとに評価し、柔軟に調整可能な安全監視フレームワークを提案した。
原題: Toward safe separation distance monitoring from RGB-D sensors in human-robot interaction ／ P. Svarny, Z. Straka, M. Hoffmann
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 → - 論文全身制御/MPCロボティクス
外部接触力と重心高さ変化を考慮した全身モデル予測制御
ヒューマノイドロボットの重心上下動と外部接触力を同時に計画する3段階のMPC手法を提案し、接触位置とタイミングを自動決定して多接触の全身動作を実現した。
原題: A Whole-Body Model Predictive Control Scheme Including External Contact Forces and CoM Height Variations ／ Reihaneh Mirjalili, Aghil Yousefi-koma, Farzad A. Shirazi 他
日本語で読む → - 論文UAV計画ロボティクス
未知環境での俊敏な飛行のためのマルチフィデリティモデルによるリアルタイム計画
高・中・低フィデリティのモデルを組み合わせ、局所計画と大域計画の不一致を抑えつつ計算負荷を保った未知環境向けUAV計画手法を提案し、シミュレーションと実機で5〜40msの再計画時間を実証した。
原題: Real-Time Planning with Multi-Fidelity Models for Agile Flights in Unknown Environments ／ Jesus Tordesillas, Brett T. Lopez, John Carter 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
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