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: 2018/7/1 ／ 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 →- 論文強化学習ロボティクス
Q学習とDQNによる自己平衡ロボットモデルの制御実装
自己平衡ロボットのGazeboモデルに対しQ学習と深層Qネットワーク(DQN)を実装し、バランスを保つ最適行動を学習させて両手法の性能を比較した。
原題: Implementation of Q Learning and Deep Q Network For Controlling a Self Balancing Robot Model ／ MD Muhaimin Rahman, SM Hasanur Rashid, M. M Hossain
日本語で読む → - 論文制御ロボティクス
二輪自走バランスロボットにおける制御理論の比較
ROSとGazebo上で二輪倒立振子ロボットをモデル化し、PID・LQR・ファジィ制御の3手法を実装・比較した研究。
原題: Comparison of Different Control Theories on a Two Wheeled Self Balancing Robot ／ MD Muhaimin Rahman, SM Hasanur Rashi, KM Rafidh Hassan 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
変分オートエンコーダによるロボットナビゲーション用表現マップの学習
室内環境の動画からVAEで4次元潜在空間の表現を学習し、開始・目的地画像間の経路をマニフォールド上で最適化して画像列に戻すナビゲーション手法を試みたが、得られた経路は不連続で実用に至らなかった。
原題: Learning a Representation Map for Robot Navigation using Deep Variational Autoencoder ／ Kaixin Hu, Peter O'Connor
日本語で読む → - 論文視線インタフェース/支援ロボティクスロボティクス
自由視点3D視線誘導による日常生活支援ロボットシステム
頭部を自由に動かせる状態で3D空間上の注視点を推定し、物体認識と軌道計画を組み合わせて、視線だけで物体操作ができる支援ロボットシステムを開発した。
原題: Free-View, 3D Gaze-Guided, Assistive Robotic System for Activities of Daily Living ／ Ming-Yao Wang, Alexandros A. Kogkas, Ara Darzi 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ばね質点モデル埋め込みによる二足ロボットのホッピング制御
二足ロボットCassieの脚のばね特性を質点モデルとして同定し、軌道最適化とCLF-QP制御で動的な跳躍・着地を実現した研究。
原題: Bipedal Hopping: Reduced-order Model Embedding via Optimization-based Control ／ Xiaobin Xiong, Aaron Ames
日本語で読む → - 論文ベイズ最適化画像認識
ベイズ最適化による汎用的なカメラ属性制御
ベイズ最適化を用いてカメラのゲインと露光時間を同時に制御する手法を提案し、CRFによる画像合成で最適化を高速化した。屋内・屋外の急激な照明変化環境で有効性を検証した。
原題: Generic Camera Attribute Control using Bayesian Optimization ／ Joowan Kim, Younggun Cho, Ayoung Kim
日本語で読む → - 論文Visual SLAMロボティクス
サブマップベースのポーズグラフ視覚SLAM：堅牢な視覚探索と自己位置推定システム
サブマップをバックエンドに用いた視覚SLAMを提案し、テクスチャ不足やモーションブラーなど困難な状況でも追跡失敗に強く、自己位置推定のロバスト性と精度を向上させた。
原題: Submap-based Pose-graph Visual SLAM: A Robust Visual Exploration and Localization System ／ Weinan Chen, Lei Zhu, Yisheng Guan 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
UWBとIMUの融合によるMAV群の高精度3D自己位置推定
UWBとIMUをEKFで融合し、80Hz・低遅延で高精度な3D位置推定を実現。6機のMAV群による屋内ライトショーで有効性を実証した。
原題: Accurate 3D Localization for MAV Swarms by UWB and IMU Fusion ／ Jiaxin Li, Yingcai Bi, Kun Li 他
日本語で読む → - 論文視覚オドメトリロボティクス
LIMO: LiDARと単眼カメラを融合した視覚オドメトリ
LiDARからカメラ特徴点の奥行きを抽出し、ロバスト化したキーフレームベースのバンドル調整で車両の動きを推定する手法を提案。KITTIデータセットで上位15位に入る精度を示した。
原題: LIMO: Lidar-Monocular Visual Odometry ／ Johannes Graeter, Alexander Wilczynski, Martin Lauer
日本語で読む → - 論文模倣学習画像認識
ニューラルタスクグラフ：単一動画デモから未見タスクへ汎化する方策学習
単一の動画デモから未見タスクを遂行する方策を生成するため、タスクの合成構造を中間表現として組み込むNeural Task Graphを提案し、ブロック積み上げや物体収集タスクで汎化性能を示した。
原題: Neural Task Graphs: Generalizing to Unseen Tasks from a Single Video Demonstration ／ De-An Huang, Suraj Nair, Danfei Xu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
散らかった環境と不確実性下での把持のためのリアルタイムオンライン再計画
散らかった環境での把持は開ループでは失敗しやすいため、並列化可能な確率的軌道最適化を少数反復で回すことでリアルタイムに再計画し、反応的な操作を実現する手法を提案した。
原題: Real-Time Online Re-Planning for Grasping Under Clutter and Uncertainty ／ Wisdom C. Agboh, Mehmet R. Dogar
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
視覚的手がかりによる高速自律車両制御
畳み込みニューラルネットとLSTMを組み合わせ、カメラ映像からステアリング角とスロットルを直接予測するエンドツーエンドの自動運転手法を提案し、レース用ロボットで検証した。
原題: Rapid Autonomous Car Control based on Spatial and Temporal Visual Cues ／ Surya Dantuluri
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
少数試行でロボット制御器を学習する方策探索アルゴリズムのサーベイ
物理ロボットで十数回の試行しかできない「マイクロデータ強化学習」を実現する方策探索手法を、事前知識の活用とデータ駆動サロゲートモデルの2戦略から整理したサーベイ。
原題: A survey on policy search algorithms for learning robot controllers in a handful of trials ／ Konstantinos Chatzilygeroudis, Vassilis Vassiliades, Freek Stulp 他
日本語で読む → - 論文慣性航法ロボティクス
LSTMによるロバストな慣性航法のためのゼロ速度検出
ゼロ速度検出器をLSTMに置き換え、歩行・走行・階段昇降など多様な動作でも静止区間を高精度に検出してEKFで融合し、屋内測位誤差を34%以上低減した。
原題: LSTM-Based Zero-Velocity Detection for Robust Inertial Navigation ／ Brandon Wagstaff, Jonathan Kelly
日本語で読む → - 論文教示学習画像認識
教示学習のための解釈可能な潜在空間
人間の教示と感覚入力の対応づけを通じて、学習した圧縮潜在表現を人間が解釈できる意味ラベルに整合させる手法を提案し、シミュレーションと実世界の物体データで有効性を示した。
原題: Interpretable Latent Spaces for Learning from Demonstration ／ Yordan Hristov, Alex Lascarides, Subramanian Ramamoorthy
日本語で読む → - 論文3Dセグメンテーションロボティクス
ClusterNet: RGB-D画像における3Dインスタンスセグメンテーション
RGB-D画像から物体ごとの位置・形状・数を推定するインスタンスセグメンテーション手法を提案し、各ピクセルが物体中心・サイズ・姿勢に投票するネットワークとモーメント空間でのクラスタリングで高精度を実現した。
原題: ClusterNet: 3D Instance Segmentation in RGB-D Images ／ Lin Shao, Ye Tian, Jeannette Bohg
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
偵察エージェントのための検出回避と可視性最大化を両立する木探索計画法
敵の監視者に検出されずに偵察するエージェントの経路計画を、可視性最大化と検出回避のトレードオフを考慮した2人ゼロ和ゲームとして定式化し、最適性を保ちつつ探索を大幅に削減する枝刈り手法を提案した。
原題: Tree Search Techniques for Minimizing Detectability and Maximizing Visibility ／ Zhongshun Zhang, Yoonchang Sung, Lifeng Zhou 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
アルゴリズム計画と深層学習を統合した部分観測ナビゲーション
システムの各構成要素を微分可能なニューラルネットとして表現し、状態推定・計画・行動を単一の再帰型ネットワーク(NavNets)でエンドツーエンドに学習して、未知環境での部分観測ナビゲーションを実現した。
原題: Integrating Algorithmic Planning and Deep Learning for Partially Observable Navigation ／ Peter Karkus, David Hsu, Wee Sun Lee
日本語で読む → - 論文協働ロボットロボティクス
力強い協働作業における人間の筋肉負担と近接空間の快適性を考慮したロボット動作計画
人間とロボットが力を込めて協働する際に、把持の安定性を保ちつつ、人間の筋肉負担と近接空間の快適性を最大化する動作計画アルゴリズムを提案し、穴あけ・切断実験で有効性を示した。
原題: Planning for Muscular and Peripersonal-Space Comfort during Human-Robot Forceful Collaboration ／ Lipeng Chen, Luis F C Figueredo, Mehmet R. Dogar
日本語で読む → - 論文HRI対話自然言語
人とロボットの対話における話し方の違いがもたらす影響と要因
人とロボットの対話コーパスを分析し、指示の冗長さや構造の違いが誤解の発生率やユーザーの信頼・経験と相関することを明らかにした研究。
原題: Consequences and Factors of Stylistic Differences in Human-Robot Dialogue ／ Stephanie M. Lukin, Kimberly A. Pollard, Claire Bonial 他
日本語で読む → - 論文群制御eess.SP
協調デュアルバンドUAV群の軌道最適化
マイクロ波とミリ波の2帯域を使うUAV中継群について、送受信ペアへの割当てとホバリング停止点を含む軌道を最適化し、総サービス時間の重み付き関数を最小化する反復解法を提案した論文。
原題: Trajectory Optimization for Cooperative Dual-band UAV Swarms ／ Hakim Ghazzai, Mahdi Ben Ghorbel, Andreas Kassler 他
日本語で読む → - 論文自動運転/軌道計画ロボティクス
仮想速度制約とニューラルネットワークスケジューリングによる自動運転車の運動プリミティブ符号化
自動運転車の軌道計画のため、モデルベース強化学習と勾配不要学習を組み合わせ、仮想速度制約とネットワークスケジューリングで最大14625個の運動プリミティブを効率的にニューラルネットワークへ符号化する手法を提案した。
原題: Encoding Motion Primitives for Autonomous Vehicles using Virtual Velocity Constraints and Neural Network Scheduling ／ Mogens Graf Plessen
日本語で読む → - 論文SLAM画像認識
直接法と特徴量法を緩く統合した単眼SLAM
直接オドメトリと特徴量ベースSLAMを緩く組み合わせ、3段階の並列最適化で高精度かつ頑健な単眼SLAMを実現した。
原題: Loosely-Coupled Semi-Direct Monocular SLAM ／ Seong Hun Lee, Javier Civera
日本語で読む → - 論文制御/転移学習ロボティクス
L1適応制御と反復学習を組み合わせた高精度軌道追従のための転移学習
L1適応制御を下層に反復学習制御を組み合わせ、未知・変動する外乱下でも高精度な軌道追従を実現し、動特性の異なる機体間で学習経験を転移できることを2台のクアッドロータ実験で示した論文。
原題: Transfer Learning for High-Precision Trajectory Tracking Through $\mathcal{L}_1$ Adaptive Feedback and Iterative Learning ／ Karime Pereida, Dave Kooijman, Rikky R. P. R. Duivenvoorden 他
日本語で読む → - 論文エンドツーエンド自動運転画像認識
深層強化学習によるエンドツーエンドのレース走行
RGB画像のみを入力とし、A3Cを用いてラリーゲーム内でエンドツーエンドの自動運転制御を学習。新たな報酬と学習戦略により収束が速く堅牢な走行を実現し、未知コースへの汎化も示した。
原題: End-to-End Race Driving with Deep Reinforcement Learning ／ Maximilian Jaritz, Raoul de Charette, Marin Toromanoff 他
日本語で読む → - 論文転倒緩和/多接触計画ロボティクス
接触遷移木最適化によるヒューマノイドの統合的多接触転倒緩和計画
接触系列とロボット軌道を同時に最適化する接触遷移木探索により、慣性整形・防御的踏み出し・手接触を統合したヒューマノイドの転倒緩和計画手法を提案した。
原題: Unified Multi-Contact Fall Mitigation Planning for Humanoids via Contact Transition Tree Optimization ／ Shihao Wang, Kris Hauser
日本語で読む → - 論文制御理論制御
二乗和最適化と動的計画法による到達回避問題の解法
多項式系の到達回避問題に対し、二乗和最適化と動的計画法を組み合わせて到達と回避の保証を維持する保守的な解法を提案し、計算スケーラビリティを実証した論文。
原題: Reach-Avoid Problems via Sum-of-Squares Optimization and Dynamic Programming ／ Benoit Landry, Mo Chen, Scott Hemley 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
効率的でロバストな二足歩行最適化に向けて
二足歩行のエネルギー効率とロバスト性のトレードオフを定量化し、軌道だけでなく設計パラメータとフィードバック制御も同時最適化する枠組みを5リンク平面モデルで検討した研究。
原題: Toward Efficient and Robust Biped Walking Optimization ／ Nihar Talele, Katie Byl
日本語で読む → - 論文ロボットセキュリティロボティクス
ロボット脆弱性スコアリングシステム(RVSS)のオープン標準化に向けて
ロボットの安全性や下流影響、環境要因を考慮した脆弱性評価のオープンな標準RVSSを提案し、CVSSとの比較評価を行った論文。
原題: Towards an open standard for assessing the severity of robot security vulnerabilities, the Robot Vulnerability Scoring System (RVSS) ／ Víctor Mayoral Vilches, Endika Gil-Uriarte, Irati Zamalloa Ugarte 他
日本語で読む → - 論文Human-Robot Interactionロボティクス
複数タスク間における人間のロボット信頼の転移モデル
家庭内作業と自動運転の2タスクで人間の信頼形成を調査し、潜在タスク表現を用いた信頼の進化・転移モデル（ベイズ・ニューラル・ハイブリッド）を提案。未知タスクや未知ユーザーへの信頼予測で既存手法を上回った。
原題: Multi-Task Trust Transfer for Human-Robot Interaction ／ Harold Soh, Yaqi Xie, Min Chen 他
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