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 →- 論文ソーシャルナビゲーションロボティクス
明示的・暗黙的コミュニケーションを統合した効率的で信頼されるソーシャルナビゲーション
移動ロボットが身振り（暗黙）と視覚・音・触覚フィードバック（明示）を組み合わせて意図を伝える計画手法を提案し、逆強化学習で人間モデルを構築して衝突回避より理解しやすく信頼される軌道を生成できることをユーザ実験で示した。
原題: Efficient and Trustworthy Social Navigation Via Explicit and Implicit Robot-Human Communication ／ Yuhang Che, Allison M. Okamura, Dorsa Sadigh
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
モーションコーンによる把持内操作
物体を平面内で押した際に生じる可能な運動の集合（モーションコーン）を、重力や把持を含む一般化した形で定式化し、多面体近似で計算する手法を提案。把持内操作のサンプリングベース計画に応用し、従来比5〜1000倍の高速化を実現した。
原題: In-Hand Manipulation via Motion Cones ／ Nikhil Chavan-Dafle, Rachel Holladay, Alberto Rodriguez
日本語で読む → - 論文物理的ヒューマンロボットインタラクションロボティクス
ロボットによるダンス指導：認知と身体の複合的なヒューマンロボットインタラクションによる技能学習支援
ロボットがダンスの教師役として接触を伴う指導を行い、学習者の習熟度に応じて難易度とインピーダンス制御を適応させることで、技能学習の初期段階での成績と快適性を向上させた。
原題: Dance Teaching by a Robot: Combining Cognitive and Physical Human-Robot Interaction for Supporting the Skill Learning Process ／ Diego Felipe Paez Granados, Breno A. Yamamoto, Hiroko Kamide 他
日本語で読む → - 論文群制御eess.SP
四面体アレイによる3次元空間の相対方向推定
四面体状に配置した受信機アレイの位相差・到達時間差から、遠隔信号への方位角と仰角を直接計算する軽量な手法を提案。GPSの使えない群ロボティクス環境での高速な位置情報更新を目指す。
原題: Tetrahedra and Relative Directions in Space, Using 2 and 3-Space Simplexes for 3-Space Localization ／ Kevin Acres, Jan Carlo Barca
日本語で読む → - 論文動作解析ロボティクス
動作セグメンテーションアルゴリズム評価フレームワーク
人体全身動作のセグメンテーションアルゴリズムを統一環境で比較評価するためのフレームワークを提案し、新指標と階層的グラウンドトゥルース付きデータセットを公開した。
原題: A Framework for Evaluating Motion Segmentation Algorithms ／ Christian R. G. Dreher, Nicklas Kulp, Christian Mandery 他
日本語で読む → - 論文強化学習/階層的タスクHCI
戦略的内在的動機付け学習による相互関連タスク群の運動ポリシー列学習
ロボットが自らの進捗に基づきポリシー空間と手続き空間の探索を切り替え、既習スキルを組み合わせた運動ポリシー列（手続き）を自律的に獲得して階層的複合タスクを学習するアーキテクチャを提案した。
原題: Learning a Set of Interrelated Tasks by Using Sequences of Motor Policies for a Strategic Intrinsically Motivated Learner ／ Nicolas Duminy, Sao Mai Nguyen, Dominique Duhaut
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
可変スムーズ接触モデルと逐次凸化による接触陰的軌道最適化
接触を陰的に扱う軌道最適化において、可変スムーズ接触モデルと逐次凸化を組み合わせ、非把持マニピュレーションで収束性・計算時間・動作品質を改善し実機でも検証した論文。
原題: Contact-Implicit Trajectory Optimization Based on a Variable Smooth Contact Model and Successive Convexification ／ Aykut Ozgun Onol, Philip Long, Taskin Padir
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
MBZIRC 2017におけるNimbRoチーム：レンチを用いたバルブステムの自律回転
移動マニピュレーションロボットMarioが、レンチを検出・把持してバルブステムを回すタスクを自律的に遂行し、MBZIRCチャレンジ2で優勝した取り組みを報告する。
原題: Team NimbRo at MBZIRC 2017: Autonomous Valve Stem Turning using a Wrench ／ Max Schwarz, David Droeschel, Christian Lenz 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
都市スウォーム：自律型廃棄物管理への新アプローチ
生物に着想を得た採餌手法とスティグマジー航法を用いた群ロボットで、実世界のGISデータに基づく都市ごみ収集シミュレーションを行い、既存手法より効率的かつ自律的であることを示した論文。
原題: Urban Swarms: A new approach for autonomous waste management ／ Antonio Luca Alfeo, Eduardo Castelló Ferrer, Yago Lizarribar Carrillo 他
日本語で読む → - 論文強化学習/安全探索ロボティクス
安全に探索できる状態空間：階層的タスク最適化による方策探索の安全な探索
把持などのタスクを優先度付きのサブタスクに分解し、上位タスクの零空間内でのみ下位タスクの方策を学習することで、衝突を避けつつ安全かつ効率的にロボットのスキルを獲得する手法を提案した。
原題: Safe-To-Explore State Spaces: Ensuring Safe Exploration in Policy Search with Hierarchical Task Optimization ／ Jens Lundell, Robert Krug, Erik Schaffernicht 他
日本語で読む → - 論文水中ヒューマンロボットインタラクションロボティクス
水中捜索救助ダイバー支援のための頑健なジェスチャー通信
ダイバーがAUVに指示を出すためのジェスチャー言語と、水中画像の劣化に強い階層的分類による認識パイプラインを提案し、現場実験で有効性を示した。
原題: Robust Gesture-Based Communication for Underwater Human-Robot Interaction in the context of Search and Rescue Diver Missions ／ Arturo Gomez Chavez, Christian A. Mueller, Tobias Doernbach 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
特徴量ベースの視覚オドメトリを事前情報に用いたリアルタイム準密ステレオSLAM
ステレオカメラの視覚オドメトリとSLAMにおいて、高速な特徴量マッチングで動きを推定し、その結果を計算コストの高い準密な直接法による深度推定の初期値として用いる二層構成の手法を提案した。公開ベンチマークで従来法より高速かつ同等精度で、大きなフレーム間動きや照明変化にも頑健であることを示した。
原題: Feature-based visual odometry prior for real-time semi-dense stereo SLAM ／ Nicola Krombach, David Droeschel, Sebastian Houben 他
日本語で読む → - 論文3D再構成画像認識
深層形状表現を組み込んだRGBD画像からの高密度物体再構成
深層学習による形状事前分布を従来の反復残差最小化に統合し、RGBD画像からの高密度物体モデリング精度を向上させる手法を提案した。
原題: Dense Object Reconstruction from RGBD Images with Embedded Deep Shape Representations ／ Lan Hu, Yuchen Cao, Peng Wu 他
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
Trajectron：動的時空間グラフによる確率的マルチエージェント軌道モデリング
動的に変化する時空間グラフ構造と変分深層生成モデルを組み合わせ、複数エージェントの将来軌道分布を同時に予測するモデルTrajectronを提案した論文。
原題: The Trajectron: Probabilistic Multi-Agent Trajectory Modeling With Dynamic Spatiotemporal Graphs ／ Boris Ivanovic, Marco Pavone
日本語で読む → - 論文SLAM/位置合わせロボティクス
ロバスト関数による位置合わせアルゴリズムの比較分析
移動ロボット向けICPの外れ値フィルタ14種を200万回以上の位置合わせで比較し、適切に調整すれば性能は同程度だがVar.Trim.やCauchy系が安定で、パラメータ不要のL1も遜色ない精度を示すことを明らかにした。
原題: Analysis of Robust Functions for Registration Algorithms ／ Philippe Babin, Philippe Giguère, François Pomerleau
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
エラストマー-空気界面の最適化による近接・接触・力覚センシングの改善
透明エラストマーで覆った光学ToFセンサを用い、近接距離・接触・力をシームレスに計測できる指先搭載型センサを開発し、界面形状の最適化で反射率依存性やSNRを改善した。
原題: Improved Proximity, Contact, and Force Sensing via Optimization of Elastomer-Air Interface Geometry ／ Patrick E. Lancaster, Joshua R. Smith, Siddhartha S. Srinivasa
日本語で読む → - 論文リハビリテーションロボティクス
ACL再建術後のリハビリ評価基準をカメラで自動推定
マーカー不要のカメラ映像からレッグプレスの変位と力を推定し、ACL再建術後のリハビリ進捗評価を自動化する手法を提案した。
原題: Automated Camera-Based Estimation of Rehabilitation Criteria Following ACL Reconstruction ／ Choong Hee Kim, Shannon M. Danforth, Patrick D. Holmes 他
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
人間の動画1本から複合視覚運動タスクを学習する階層的模倣学習
人間がタスクを行う動画1本と他物体でのサブタスク実演データを用い、プリミティブ動作の学習と多段階タスクへの動的組み合わせを実ロボットで実現した。
原題: One-Shot Hierarchical Imitation Learning of Compound Visuomotor Tasks ／ Tianhe Yu, Pieter Abbeel, Sergey Levine 他
日本語で読む → - 論文軌道予測/IRLロボティクス
キネマティクスと環境文脈を統合した深層逆強化学習によるオフロード車両の軌道予測
LiDAR統計から環境特徴を学習する2段階ネットワークでキネマティクスと環境を統合し、逆強化学習によりオフロード走行車両の将来軌道分布を予測する手法を提案した。
原題: Integrating kinematics and environment context into deep inverse reinforcement learning for predicting off-road vehicle trajectories ／ Yanfu Zhang, Wenshan Wang, Rogerio Bonatti 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
GelSlimと逆FEMによる高密度触覚力分布推定
視覚ベース触覚センサGelSlim 2.0を改良し、マーカー変位から逆有限要素法で接触力分布をリアルタイムに高密度推定する手法を提案した。
原題: Dense Tactile Force Distribution Estimation using GelSlim and inverse FEM ／ Daolin Ma, Elliott Donlon, Siyuan Dong 他
日本語で読む → - 論文安全強化学習ロボティクス
モデル不確実性推定を用いた安全強化学習
MC-Dropoutとブートストラップで計算可能な不確実性推定を安全強化学習に組み込み、未知の歩行者行動に対して慎重に衝突回避する方策を実現した。
原題: Safe Reinforcement Learning with Model Uncertainty Estimates ／ Björn Lütjens, Michael Everett, Jonathan P. How
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
介護支援ロボットDE NIRO：人に寄り添う操作と移動
介護者を支援し要介護者とも直接やり取りできる研究用ロボットDE NIROを紹介し、音声・顔認識や衝突回避を備えた安全な操作・移動機能と予備実験を示した論文。
原題: Human-centered manipulation and navigation with Robot DE NIRO ／ Fabian Falck, Sagar Doshi, Nico Smuts 他
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
オンライン3Dマッピングのための効率的な連続時間SLAM
3Dレーザースキャナの高データレートに対応するため、局所マップと階層最適化を組み合わせ、スキャン間の軌道を連続時間表現で補正できるオンライン3D SLAM手法を提案した。
原題: Efficient Continuous-Time SLAM for 3D Lidar-Based Online Mapping ／ David Droeschel, Sven Behnke
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
HG-DAgger：人間の専門家との対話型模倣学習
人間の専門家が常に操作権を持つ形でDAggerを改良し、モデル不確実性に基づく安全閾値も学習することで、自動運転タスクでの性能向上を実現した。
原題: HG-DAgger: Interactive Imitation Learning with Human Experts ／ Michael Kelly, Chelsea Sidrane, Katherine Driggs-Campbell 他
日本語で読む → - 論文選好学習機械学習
バッチ型能動選好学習による報酬関数の効率的学習
ユーザーへの選好質問をバッチで能動的に生成することで、少ないクエリと短い計算時間で報酬関数を学習するアルゴリズムを提案し、収束保証とロボティクスシミュレーション実験で有効性を示した。
原題: Batch Active Preference-Based Learning of Reward Functions ／ Erdem Bıyık, Dorsa Sadigh
日本語で読む → - 論文ロボット製造計画ロボティクス
3Dトラス構造のロボット空間押出しにおける押出順序と動作計画の自動化
ロボットによる3Dトラス構造の空間押出し製造において、押出順序とロボット動作の同時計画問題をCSPで定式化し、階層型計画フレームワークで解く手法を提案。オープンソース実装Choreoと実機・シミュレーション検証を示す。
原題: Automated sequence and motion planning for robotic spatial extrusion of 3D trusses ／ Yijiang Huang, Caelan Reed Garrett, Caitlin Tobin Mueller
日本語で読む → - 論文接触計画ロボティクス
学習した重心ダイナミクス予測による効率的なヒューマノイド接触計画
重心モーメンタムの動的進化を学習で予測し、探索ベースの接触計画で動的にロバストな接触系列を高速生成する手法を提案した。
原題: Efficient Humanoid Contact Planning using Learned Centroidal Dynamics Prediction ／ Yu-Chi Lin, Brahayam Ponton, Ludovic Righetti 他
日本語で読む → - 論文航空ロボティクスロボティクス
山火事監視・予測のための画像に基づく自律航空機誘導
小型無人機が撮影した山火事画像からノイズを除去し火災の成長を予測しながら、深層強化学習で火災を直上飛行せず監視する経路を自律生成する手法を提案した。
原題: Image-based Guidance of Autonomous Aircraft for Wildfire Surveillance and Prediction ／ Kyle D. Julian, Mykel J. Kochenderfer
日本語で読む → - 論文自己位置推定/ナビゲーションロボティクス
LEGO NXTと超音波センサを用いた移動ロボットの自己位置推定とナビゲーション
LEGO MINDSTORMS NXTの超音波センサの歪んだ計測値から有用な情報を抽出し、パーティクルフィルタで自己位置推定、サンプリングベース経路計画でナビゲーションする低コストな屋内移動ロボットシステムを提案した。
原題: Mobile Robot Localisation and Navigation Using LEGO NXT and Ultrasonic Sensor ／ Yanan Liu, Rui Fan, Bin Yu 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
学習済み四足歩行を運動学的動作プリミティブで実現
深層強化学習で得た歩容を主成分分析で運動学的動作プリミティブに分解し、単一の学習歩容からトロット・歩行・ギャロップ・バウンドを実機ロボットで再構成した研究。
原題: Realizing Learned Quadruped Locomotion Behaviors through Kinematic Motion Primitives ／ Abhik Singla, Shounak Bhattacharya, Dhaivat Dholakiya 他
日本語で読む →