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 →- 論文視覚慣性オドメトリロボティクス
構造規則性を利用した視覚慣性オドメトリ
アトランタワールドモデルを用いて人工環境の構造規則性を活用し、大規模環境での精度とロバスト性を向上させた視覚慣性オドメトリ手法を提案した論文。
原題: StructVIO : Visual-inertial Odometry with Structural Regularity of Man-made Environments ／ Danping Zou, Yuanxin Wu, Ling Pei 他
日本語で読む → - 論文物体知覚AI
物体発見の前提となる不変な感覚運動構造の同定
エージェントの感覚運動経験から時空間的に不変な構造を教師なしで抽出し、物体知覚の基礎となる仕組みを計算モデルで示した論文。
原題: Identification of Invariant Sensorimotor Structures as a Prerequisite for the Discovery of Objects ／ Nicolas Le Hir, Olivier Sigaud, Alban Laflaquière
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 → - 論文オンライン学習ロボティクス
修正デモンストレーションからのオンライン学習に向けて
ロボットのタスクモデルに修正デモを効率的に取り込むため、モデルの一部のみを局所更新するSITUアルゴリズムを提案した論文。
原題: Towards Online Learning from Corrective Demonstrations ／ Reymundo A. Gutierrez, Elaine Schaertl Short, Scott Niekum 他
日本語で読む → - 論文ヒューマンロボット協調ロボティクス
視線で狙いを見抜く：手持ちロボット協調のためのユーザー注意推定
手持ち型協調ロボットに搭載した視線追跡でユーザーの注意を推定し、動的スクリーン上の対象選択タスクでロボットの自律度を変えて協調の効果を検証した。
原題: I Can See Your Aim: Estimating User Attention From Gaze For Handheld Robot Collaboration ／ Janis Stolzenwald, Walterio W. Mayol-Cuevas
日本語で読む → - 論文ドローンレースロボティクス
美女と野獣：最適手法と学習の融合によるドローンレース
単一のデモ飛行から粗いゲート配置を推定し、CNNによるゲート姿勢予測と拡張カルマンフィルタ、モデル予測制御を組み合わせて、未見のコースを高速かつ俊敏に自律飛行する手法を提案した。
原題: Beauty and the Beast: Optimal Methods Meet Learning for Drone Racing ／ Elia Kaufmann, Mathias Gehrig, Philipp Foehn 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 → - 論文レーダー認識ロボティクス
レーダーのための深層逆センサモデリング
深層ニューラルネットワークを用いて生のレーダースキャンから占有確率グリッドマップを生成する逆センサモデルを提案し、ライダー由来の部分ラベルで自己教師あり学習を行う。
原題: Probably Unknown: Deep Inverse Sensor Modelling In Radar ／ Rob Weston, Sarah Cen, Paul Newman 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 → - 論文ヒューマンロボットインタラクションロボティクス
重要状態を通じて適切な信頼を築く
学習済みロボット方策の理解を助けるため、方策の本質を表す重要状態を人間に提示する手法を提案し、ユーザーが配備判断や介入タイミングをより適切に決定できることを示した。
原題: Establishing Appropriate Trust via Critical States ／ Sandy H. Huang, Kush Bhatia, Pieter Abbeel 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
高速かつ同期した周期的群れパターンによるクアッドロータの振付設計
25機のクアッドロータ群れで、動きのプリミティブ設計・遷移・同期を統合し、滑らかで遅延補正された周期的な群れパターンの振付を実験的に実現した論文。
原題: Fast and In Sync: Periodic Swarm Patterns for Quadrotors ／ Xintong Du, Carlos E. Luis, Marijan Vukosavljev 他
日本語で読む → - 論文UAV知覚画像認識
Blackbirdデータセット：高速飛行UAVの知覚評価用大規模データセット
高速で屋内を飛ぶドローンの知覚アルゴリズム評価用に、168回の飛行・17軌道・5環境からなる10時間超の大規模データセットを構築した。
原題: The Blackbird Dataset: A large-scale dataset for UAV perception in aggressive flight ／ Amado Antonini, Winter Guerra, Varun Murali 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
タスク埋め込み制御ネットワークによる少数ショット模倣学習
メトリック学習でタスク埋め込みを作り、1回以上の実演からロボットが新しい視覚誘導マニピュレーション課題を素早く学習できる手法を提案し、シミュレーションと実機で有効性を示した。
原題: Task-Embedded Control Networks for Few-Shot Imitation Learning ／ Stephen James, Michael Bloesch, Andrew J. Davison
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 → - 論文強化学習機械学習
自律エージェントにおけるエナクティブ学習の検討
迷路内の採餌タスクで、環境との直接的な感覚運動相互作用に基づくエナクティブ学習エージェントと従来の強化学習エージェントの性能を比較し、エナクティブエージェントが内在的目標により不利な相互作用を回避して学習できる一方、行動数に性能が制限されることを示した。
原題: Investigating Enactive Learning for Autonomous Intelligent Agents ／ Rafik Hadfi
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
自動条件付けリカレント混合密度ネットワークによる汎化可能なロボットスキルの学習
専門家のデモから関節空間軌道を生成する状態遷移モデルを提案し、未知タスクへの素早い汎化や長期軌道の合成を実機で示した。
原題: Auto-conditioned Recurrent Mixture Density Networks for Learning Generalizable Robot Skills ／ Hejia Zhang, Eric Heiden, Stefanos Nikolaidis 他
日本語で読む → - 論文自律走行ロボティクス
限られた情報での都市部自律走行のための自己位置推定とナビゲーション
GPSや事前地図にほとんど頼らず、オドメトリ・コンパス・疎なランドマークを用いた拡張カルマンフィルタで自己位置推定し、コンパスベースの制御則で都市道路を自律走行する手法を提案・検証した論文。
原題: Autonomous Urban Localization and Navigation with Limited Information ／ Jordan Chipka, Mark Campbell
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
マルチUAVシステムのサイバーフィジカル応用における設計課題：包括的サーベイと将来展望
サイバーフィジカルシステム応用のためのマルチUAVシステムが抱える設計課題を、目標追跡・省エネ航法・機械学習による画像解析などの観点から整理したサーベイ論文。
原題: Design Challenges of Multi-UAV Systems in Cyber-Physical Applications: A Comprehensive Survey, and Future Directions ／ Reza Shakeri, Mohammed Ali Al-Garadi, Ahmed Badawy 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 → - 論文サービスロボティクスロボティクス
RoboCup@Homeと建物全体知能における対話と自律性
オフィス環境での長期運用とRoboCup@Homeの家庭内サービス課題に取り組むUT Austinのロボットシステムを比較し、両プロジェクトを支える統合ソフトウェアアーキテクチャと実環境展開から得られた新たな研究課題を論じた論文。
原題: Interaction and Autonomy in RoboCup@Home and Building-Wide Intelligence ／ Justin Hart, Harel Yedidsion, Yuqian Jiang 他
日本語で読む → - 論文自動運転セキュリティHCI
自動運転車の攻撃・脆弱性に関する簡潔なサーベイ
自動運転車のソフトウェアとハードウェアに対する想定される攻撃手法とその影響を簡潔に概観したサーベイ論文。
原題: A Brief Survey on Autonomous Vehicle Possible Attacks, Exploits and Vulnerabilities ／ Amara Dinesh Kumar, Koti Naga Renu Chebrolu, Vinayakumar R 他
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