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: 2018/5/1 ／ 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 →- 論文探索計画ロボティクス
連続占有マップ探索のための関数経路最適化
探索を変分問題として定式化し、関数勾配法で連続軌道空間を直接最適化して次善経路(NBP)を求める手法を提案。Hilbertマップを用いた情報量ベースの汎関数を閉形式で計算し、安全かつ滑らかな軌道を生成する。
原題: Functional Path Optimisation for Exploration in Continuous Occupancy Maps ／ Gilad Francis, Lionel Ott, Fabio Ramos
日本語で読む → - 論文状態推定機械学習
微分可能パーティクルフィルタ：アルゴリズム的事前分布を用いた端到端学習
パーティクルフィルタを微分可能に実装し、運動・観測モデルを状態推定性能そのものを目的関数として端到端で学習する手法を提案。シミュレーションと実データで誤差を約80%削減し、LSTMより汎化性能が高いことを示した。
原題: Differentiable Particle Filters: End-to-End Learning with Algorithmic Priors ／ Rico Jonschkowski, Divyam Rastogi, Oliver Brock
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
サドル空間変換による支持基底面追跡の展開
姿勢に応じて支持基底面の形状を変形させる参照座標系（サドル空間変換）を提案し、12名の健常者実験でその精度を検証した。力覚センサなしでも支持基底面を推定できる可能性を示す。
原題: Deployment of the Saddle Space Transformation in Tracking the Base of Support ／ Carlo Tiseo, Ming Jeat Foo, Kalyana C Veluvolu 他
日本語で読む → - 論文次最良視点画像認識
3Dメッシュ精緻化のための次最良視点予測
ボクセルではなくメッシュ上の再構成精度が低い領域に着目し、視差・入射角・可視性を考慮したエネルギー関数で次に撮影すべき視点を選ぶ手法を提案した。
原題: Predicting the Next Best View for 3D Mesh Refinement ／ Luca Morreale, Andrea Romanoni, Matteo Matteucci
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
分散MPCによるマルチロボット目標追跡の障害物回避
ポテンシャル場を凸最適化の制約として組み込み、分散MPCで動的環境下のマルチロボット目標追跡と障害物回避を実現した研究。
原題: Decentralized MPC based Obstacle Avoidance for Multi-Robot Target Tracking Scenarios ／ Rahul Tallamraju, Sujit Rajappa, Michael Black 他
日本語で読む → - 論文移動ロボット通信ロボティクス
連続探索空間における移動ロボットの移動ダイバーシティアルゴリズム最適化
移動ロボットの無線通信でフェージングを利用する際の連続移動経路を最適化する手法を提案し、シミュレーションで通信利得の向上と移動エネルギー削減を実証した。
原題: Robotic Mobility Diversity Algorithm with Continuous Search Space ／ Daniel Bonilla Licea, Des McLernon, Mounir Ghogho 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
ハイブリッドPSO-MFB最適化による自律移動ロボットの多目的経路計画
PSOと改良コウモリアルゴリズムを組み合わせ、障害物を考慮した最短かつ滑らかな衝突回避経路を生成する移動ロボットの経路計画手法を提案した。
原題: Multi-objective path planning of an autonomous mobile robot using hybrid PSO-MFB optimization algorithm ／ Fatin H. Ajeil, Ibraheem Kasim Ibraheem, Mouayad A. Sahib 他
日本語で読む → - 論文人間工学・協働ロボットロボティクス
人間工学最適化のためのリアルタイム協働ロボット支援
RGB-Dカメラで作業者の姿勢をリアルタイムに計測し、人間工学的に最適な状態へ戻すよう協働ロボットが作業環境を自動調整する手法を提案・検証した論文。
原題: Real-time Robot-assisted Ergonomics ／ Ali Shafti, Ahmad Ataka, Beatriz Urbistondo Lazpita 他
日本語で読む → - 論文指示理解ロボティクス
対話型Text2Pickupネットワーク：自然言語による人とロボットの協調
曖昧な指示に対しても質問生成と回答の統合で対象物位置推定を高精度化する対話型ピックアップネットワークを提案した。
原題: Interactive Text2Pickup Network for Natural Language based Human-Robot Collaboration ／ Hyemin Ahn, Sungjoon Choi, Nuri Kim 他
日本語で読む → - 論文協調制御ロボティクス
ドローンと地上車両の協調による物体操作の制御証明
UAVとUGVが協調して物体の位置と傾きを目標に運ぶ制御系を設計し、安定性と制約充足を証明、実験で検証した。
原題: Proofs of Control of a Quadrotor and a Ground Vehicle Manipulating an Object ／ Tam W. Nguyen, Laurent Catoire, Emanuele Garone
日本語で読む → - 論文身体性/感覚運動ロボティクス
単純な視覚特徴の意味を身体運動から接地する試み
視覚特徴の意味を人手のラベルなしで獲得するため、エージェントが能動的に感覚入力を変換する仕方から不変量を導出し、均一性やエッジ性を自己組織的に特徴づけられることをシミュレーションで示した。
原題: A Sensorimotor Perspective on Grounding the Semantic of Simple Visual Features ／ Alban Laflaquière
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
ボロノイ分割による触覚センシングの特徴推定
光学式触覚センサTacTipの内部ピン変位データにボロノイ分割を適用し、圧力・せん断・接触位置を学習なしで直接推定する手法を提案した。
原題: Voronoi Features for Tactile Sensing: Direct Inference of Pressure, Shear, and Contact Locations ／ Luke Cramphorn, John Lloyd, Nathan F. Lepora
日本語で読む → - 論文剛性モデリングロボティクス
直列・並列ロボットマニピュレータの剛性モデリングのためのMSA手法の改良
柔軟・剛体リンクや受動・弾性関節を含む直列・並列マニピュレータに適用可能な、行列構造解析(MSA)に基づく剛性モデリング手法を改良した論文。
原題: Advancement of MSA-technique for stiffness modeling of serial and parallel robotic manipulators ／ Alexandr Klimchik, Damien Chablat, Anatol Pashkevich
日本語で読む → - 論文進化ロボティクスロボティクス
実機進化でロボットの形態と制御をハードウェア制約に適応させる
実機上で多目的進化最適化を行い、脚式ロボットの制御と形態を同時に最適化。供給電圧を変えてトルク・速度制限が解に与える影響を調べ、制約下でも制御と形態の適応により同等性能が得られることを示した。
原題: Real-World Evolution Adapts Robot Morphology and Control to Hardware Limitations ／ Tønnes F. Nygaard, Charles P. Martin, Eivind Samuelsen 他
日本語で読む → - 論文制御制御
自動運転車のためのロバストモデル予測制御
非線形車両モデルの逐次オンライン線形化と重み調整を用いて、自動運転車の前輪操舵をロバストに制御するMPC手法を提案し、精度と計算負荷を比較した。
原題: Robust Model Predictive Control for Autonomous Vehicles/Self Driving Cars ／ Che Kun Law, Darshit Dalal, Stephen Shearrow
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
接触を利用した不変拡張カルマンフィルタによる脚式ロボットの状態推定
不変観測器理論に基づき、接触センサとIMUを融合した二足歩行ロボット用の状態推定器を設計し、誤差ダイナミクスが対数線形となることを示した論文。
原題: Contact-Aided Invariant Extended Kalman Filtering for Legged Robot State Estimation ／ Ross Hartley, Maani Ghaffari Jadidi, Jessy W. Grizzle 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
動的歩行における歩行時間と足配置の非線形最適化の比較研究
二足歩行のロバスト性向上のため、残り歩行時間・次歩行時間・足位置を同時最適化する手法と、段階的に最適化する手法を比較し、後者が計算時間を大幅に削減しつつほぼ同等の最適解を得ることを示した。
原題: Comparison Study of Nonlinear Optimization of Step Durations and Foot Placement for Dynamic Walking ／ Wenbin Hu, Iordanis Chatzinikolaidis, Kai Yuan 他
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
深層ニューラルネットワークによる2配置間の掃引体積予測
ロボットの2つの配置間の掃引体積を深層ニューラルネットワークで高速に予測し、従来手法より1500倍以上速く推定できることを示した。
原題: Deep Neural Networks for Swept Volume Prediction Between Configurations ／ Hao-Tien Lewis Chiang, Aleksandra Faust, Lydia Tapia
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
線形倒立振子モデルに基づく脚式ロボットの動的歩行制御
線形倒立振子モデルを用い、高さ・前進速度・バランスの3制御に分割して二足歩行を安定化させ、シミュレーションで200歩以上の動的歩行を実現した。
原題: Dynamic Walkng of Legged Machines ／ Kendeas Theofanous
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
反復視覚認識を用いた学習ベース産業用ビンピッキングの実験
複数視点の深度画像を統合して物体姿勢を推定し、ランダムフォレストで把持成功を予測するビンピッキング手法を実験的に検証した。単一画像では失敗予測でも統合により成功予測に改善し、少ない訓練データでも学習可能なことを示した。
原題: Experiments on Learning Based Industrial Bin-picking with Iterative Visual Recognition ／ Kensuke Harada, Weiwei Wan, Tokuo Tsuji 他
日本語で読む → - 論文自律探索・3D再構成cs.GR
物体認識に基づく自律シーン再構成ガイダンス
未知の屋内シーンを自律スキャンするため、物体解析で次に探索すべき物体を選び、その物体を局所的に詳細スキャンする手法を提案。物体認識と形状データベース照合を繰り返し、シーン全体を再構成する。
原題: Object-Aware Guidance for Autonomous Scene Reconstruction ／ Ligang Liu, Xi Xia, Han Sun 他
日本語で読む → - 論文分散状態推定ロボティクス
断続接続ロボットネットワークによる分散状態推定
通信能力が限られた複数ロボットを小チームに分け、断続的な通信スケジュールとサンプリングベースの運動計画を組み合わせて、推定不確かさを最小化する分散状態推定手法を提案した。
原題: Distributed State Estimation Using Intermittently Connected Robot Networks ／ Reza Khodayi-mehr, Yiannis Kantaros, Michael M. Zavlanos
日本語で読む → - 論文制御理論制御
PID制御における微分要素の革新：精密メカトロニクスのための非線形リード補償器の開発
線形PIDのリード（微分）要素を非線形リセット戦略で置き換え、精度・安定性・帯域幅を向上させる新しいリード要素を提案し、ナノメートル精度のステージで有効性を実証した。
原題: No More Differentiator in PID:Development of Nonlinear Lead for Precision Mechatronics ／ Arun Palanikumar, Niranjan Saikumar, S. Hassan HosseinNia
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
強化学習と模倣学習を組み合わせたサンプル効率の良い地図なしナビゲーション
専門家のデモンストレーションで事前学習してから強化学習で微調整することで、地図なしナビゲーションの学習を5倍効率化し、実機でも汎化する方策を実現した。
原題: Reinforced Imitation: Sample Efficient Deep Reinforcement Learning for Map-less Navigation by Leveraging Prior Demonstrations ／ Mark Pfeiffer, Samarth Shukla, Matteo Turchetta 他
日本語で読む → - 論文水中ロボティクスロボティクス
自律水中ロボットのためのロバストなモデル支援慣性測位
マニフォールド上のアンセンテッドカルマンフィルタを用い、地球自転や車両モデル・ADCP情報を統合してDVL途絶時にも安定した自律水中ロボットの測位を実現した。
原題: Robust Model-Aided Inertial Localization for Autonomous Underwater Vehicles ／ Sascha Arnold, Lashika Medagoda
日本語で読む → - 論文階層型強化学習機械学習
後知恵学習を用いた階層型強化学習
遅延・疎な報酬環境で、複数の時間スケールの行動を並列に学習する階層型強化学習手法を提案し、サンプル効率を大幅に改善した。
原題: Hierarchical Reinforcement Learning with Hindsight ／ Andrew Levy, Robert Platt, Kate Saenko
日本語で読む → - 論文軌道最適化制御
回生駆動系を備えたロボットの軌道最適化：数値・実験結果
ウルトラキャパシタ回生駆動系を持つPUMA 560マニピュレータに対し、回生・蓄電エネルギーを最大化する点間軌道を最適制御で求め、実験で約13%の消費エネルギー削減を確認した。
原題: Trajectory Optimization of Robots with Regenerative Drive Systems: Numerical and Experimental Results ／ Poya Khalaf, Hanz Richter
日本語で読む → - 論文手術ロボットロボティクス
手術ロボット用ワイヤレス器具アダプタの設計と実装
da Vinci手術システムの器具を任意のロボットに装着できる小型軽量なワイヤレスアダプタを開発し、器具ごとのキャリブレーション手法と運動精度の評価結果を示した。
原題: Design and implementation of a wireless instrument adapter ／ Kaori V. Laino, Thore Saathoff, Thiusius R. Savarimuthu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
指分割による多指ハンドのリアルタイム把持計画
最適なパラレルグリップ把持から出発し、指を段階的に分割しながら接触点と手のひら姿勢を二段階最適化で調整することで、多指ハンドの精密把持を1秒以内に計画する手法を提案した。
原題: Real-Time Grasp Planning for Multi-Fingered Hands by Finger Splitting ／ Yongxiang Fan, Te Tang, Hsien-Chung Lin 他
日本語で読む → - 論文意図認識ロボティクス
柔軟なロボット倉庫におけるマルコフ決定過程に基づく人間の意図認識
倉庫作業員の行動をマルコフ決定過程と隠れマルコフモデルで観測し、作業員の目標・意図を推定する手法を提案した研究。
原題: Human Intention Recognition in Flexible Robotized Warehouses based on Markov Decision Processes ／ Tomislav Petković, Ivan Marković, Ivan Petrović
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