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: 2018/2/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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LQG制御とセンシングの協調設計
限られたセンサ候補からコストを考慮してセンシングと制御を同時設計する問題を扱い、分離原理と近似優モジュラ集合関数最適化に基づく多項式時間アルゴリズムを提案した論文。
原題: LQG Control and Sensing Co-Design ／ Vasileios Tzoumas, Luca Carlone, George J. Pappas 他
日本語で読む → - 論文視覚ナビゲーションロボティクス
AdobeIndoorNavデータセット：深層強化学習による実世界屋内ロボット視覚ナビゲーションに向けて
実世界の屋内シーンで3D再構成と密な2D画像を収集したデータセットを構築し、深層強化学習ベースの視覚ナビゲーションの学習・評価を可能にした。
原題: The AdobeIndoorNav Dataset: Towards Deep Reinforcement Learning based Real-world Indoor Robot Visual Navigation ／ Kaichun Mo, Haoxiang Li, Zhe Lin 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
時間制約下での探索・行動問題に対する分散型マルチエージェント意思決定
時間を予算として扱い、確率的推論で複数エージェントの探索と行動の意思決定を最適化する分散フレームワークを提案し、MBZIRCの探索・把持・配置シナリオで有効性を示した。
原題: Multi-agent Time-based Decision-making for the Search and Action Problem ／ Takahiro Miki, Marija Popovic, Abel Gawel 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
モデルベースの片脚ホッピングロボットの同定と制御
TD-SLIPモデルの近似解析解を片脚ホッピングロボットで実験的に検証し、その解に基づくモデルベース制御器を実装して安定な閉ループ走行を実現した。
原題: Model-Based Identification and Control of a One-Legged Hopping Robot ／ Hasan Eftun Orhon
日本語で読む → - 論文UWB測位制御
UWB測距と通信を用いた頑健な目標相対自己位置推定
UWB測距センサと機上センサをEKFで融合し、目標の向きを通信で受け取ることで、クアッドコプターが静止・移動する目標に対して相対位置を自律制御できるようにした。
原題: Robust Target-relative Localization with Ultra-Wideband Ranging and Communication ／ Thien-Minh Nguyen, Abdul Hanif Zaini, Chen Wang 他
日本語で読む → - 論文データ共有/プライバシーロボティクス
RoboChain：人とロボットの相互作用のための安全なデータ共有フレームワーク
複数拠点のロボット間で患者のプライバシーを守りながらデータとモデルを分散共有・学習できる、ブロックチェーンとオープンデータ技術を組み合わせた初のフレームワークを提案した。
原題: RoboChain: A Secure Data-Sharing Framework for Human-Robot Interaction ／ Eduardo Castelló Ferrer, Ognjen Rudovic, Thomas Hardjono 他
日本語で読む → - 論文モデルベースRL機械学習
モデルアンサンブル信頼領域方策最適化
深層モデルベース強化学習で方策がデータ不足領域を悪用して不安定になる問題に対し、モデルアンサンブルで不確実性を考慮し学習を正則化するME-TRPOを提案し、連続制御ベンチマークでモデルフリー手法よりサンプル効率を大幅に改善した。
原題: Model-Ensemble Trust-Region Policy Optimization ／ Thanard Kurutach, Ignasi Clavera, Yan Duan 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
重なり合う信号を用いた触覚センサ：抵抗式・光学式平面センサの概念検討
軟質材料内に複数の端子を埋め込み、端子間の信号の組み合わせから接触位置と深さを高精度に推定する触覚センサ手法を提案した。
原題: Touch Sensors with Overlapping Signals: Concept Investigation on Planar Sensors with Resistive or Optical Transduction ／ Pedro Piacenza, Emily Hannigan, Clayton Baumgart 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
マニピュレータのための高速速度計画アルゴリズム
与えられた経路上で速度・加速度・アクチュエータの力/トルク制約を満たす時間最適な速度則を、N点離散化により線形計算量で求める高速アルゴリズムを提案した。
原題: A fast speed planning algorithm for robotic manipulators ／ Luca Consolini, Marco Locatelli, Andrea Minari 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
二足歩行のストレンジアトラクタモデルと運動制御への影響
重心の引力アトラクタダイナミクスと足首戦略を数式化し、健常者の歩行データと整合する人間らしい歩行軌道を生成するモデルを提案した。
原題: The Strange Attractor Model of Bipedal Locomotion and its Consequences on Motor Control ／ Carlo Tiseo, Ming Jeat Foo, Kalyana C Veluvolu 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
不確実性とハイブリッドダイナミクス下での効率的な階層型ロボット動作計画
非線形ダイナミクスを局所モデルの離散集合として扱うハイブリッド系に対し、高レベル計画と連続状態計画を階層化したPOMDPプランナを提案し、計算コストを大幅に削減しつつ観測ノイズの大きいナビゲーションや組立作業を実現した。
原題: Efficient Hierarchical Robot Motion Planning Under Uncertainty and Hybrid Dynamics ／ Ajinkya Jain, Scott Niekum
日本語で読む → - 論文ベイズ最適化ロボティクス
座標降下ベイズ最適化によるレース走行方策の学習
トラックや車両モデルの事前情報なしに、ベイズ最適化を座標降下風に次元ごとに反復して高次元方策空間を探索し、ラップタイム最小の走行方策を学習する手法を提案した。
原題: Learning to Race through Coordinate Descent Bayesian Optimisation ／ Rafael Oliveira, Fernando H. M. Rocha, Lionel Ott 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
複数ドローンの協調による深層学習ベースの人物追跡
複数の小型ドローンが検出結果を共有し合い、追跡対象の将来位置を予測して画像の必要領域だけを高解像度で処理することで、遠くの人物もリアルタイムに追跡できる手法を実機2機で実証した。
原題: Deep Neural Network-based Cooperative Visual Tracking through Multiple Micro Aerial Vehicles ／ Eric Price, Guilherme Lawless, Heinrich H. Bülthoff 他
日本語で読む → - 論文自動運転/ヒューマンインタラクションロボティクス
共同注意から見た運転者と歩行者のインタラクション：理論から実践まで
歩行者と運転者（車両）のインタラクションを共同注意の観点から整理し、理論的背景・交通への応用・自動運転車への実装手法をレビューした文献調査。
原題: Joint Attention in Driver-Pedestrian Interaction: from Theory to Practice ／ Amir Rasouli, John K. Tsotsos
日本語で読む → - 論文強化学習ロボティクス
モジュール式ロボットのための深層強化学習手法の評価
モジュール式ロボットに深層強化学習を適用する枠組みを提案し、シミュレーションと実機で連続行動空間の手法の頑健性を評価した。自由度を3から4に増やしても学習に影響しないことを示した。
原題: Evaluation of Deep Reinforcement Learning Methods for Modular Robots ／ Risto Kojcev, Nora Etxezarreta, Alejandro Hernández 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
光学式触覚センサによる接触位置の高精度推定と押し込み深さ予測
エラストマー内を通る光の変化を端部の低コスト光学部品で計測し、20mm四方の領域で接触位置と押し込み深さをサブミリ精度で推定する触覚センサを提案した。
原題: Accurate Contact Localization and Indentation Depth Prediction With an Optics-based Tactile Sensor ／ Pedro Piacenza, Weipeng Dang, Emily Hannigan 他
日本語で読む → - 論文変形物体操作ロボティクス
ランダムフォレスト模倣学習による布操作
布の視覚特徴から最適な操作行動を出力するランダムフォレスト制御器を模倣学習で構築し、しわ伸ばし・折り畳み・ねじりなどの布操作を頑健に実現した。
原題: Cloth Manipulation Using Random-Forest-Based Imitation Learning ／ Biao Jia, Zherong Pan, Zhe Hu 他
日本語で読む → - 論文支援ロボティクスロボティクス
支援の手：拡張現実と舌操作インターフェースを用いた支援マニピュレーションフレームワーク
身体障害者向けに、拡張現実グラスと舌操作デバイスでロボットアームを直感的に操作する支援システムを提案し、従来の操作法より短時間でタスクを完了できることを示した。
原題: The Helping Hand: An Assistive Manipulation Framework Using Augmented Reality and a Tongue-Drive Interfaces ／ Fu-Jen Chu, Ruinian Xu, Zhenxuan Zhang 他
日本語で読む → - 論文ヒューマンインザループ制御ロボティクス
時相タスク下における人間参加型ミックスイニシアティブ制御
LTLで表された複雑なタスクの下で、人間の介入と誤りを許容しつつ安全を保証するオンライン協調制御手法を提案し、IRLで人間の選好を学習する。
原題: Human-in-the-Loop Mixed-Initiative Control under Temporal Tasks ／ Meng Guo, Sofie Andersson, Dimos V. Dimarogonas
日本語で読む → - 論文慣性オドメトリロボティクス
IONet：慣性オドメトリにおけるドリフト問題を学習で解決
慣性センサのデータを独立した窓に分割し、深層リカレントニューラルネットで各窓の速度・姿勢を推定することで、誤差蓄積（ドリフト）を抑えた高精度な慣性オドメトリを実現した。
原題: IONet: Learning to Cure the Curse of Drift in Inertial Odometry ／ Changhao Chen, Xiaoxuan Lu, Andrew Markham 他
日本語で読む → - 論文モジュラーロボットロボティクス
モジュラーロボットのための階層学習による再構成可能な制御
階層的な学習手法を用いて、モジュラーロボットが複数のタスクを同時に学習し、異なる構成（3自由度・4自由度）間で適切な運動プリミティブと構成を選択できるニューラルネットワークを訓練し、実機に転移して汎化性を示した。
原題: Hierarchical Learning for Modular Robots ／ Risto Kojcev, Nora Etxezarreta, Alejandro Hernández 他
日本語で読む → - 論文状態機械/自動修正ロボティクス
SMTを用いた対話型ロボット遷移修復
ロボットの状態遷移関数をSMTソルバで自動修正する手法を提案し、ユーザが数個の誤りを指摘するだけでパラメータを調整、実機・シミュレーションで有効性を示した。
原題: Interactive Robot Transition Repair With SMT ／ Jarrett Holtz, Arjun Guha, Joydeep Biswas
日本語で読む → - 論文モデル検証制御
データ駆動モデルの用途別検証フレームワーク
学習モデルを制御に使う前に、実際のシステムとの閉ループ挙動の差を用途に応じて評価し、能動サンプリングで確率的な上限を効率的に推定する手法を提案した。
原題: Context-Specific Validation of Data-Driven Models ／ Somil Bansal, Shromona Ghosh, Alberto Sangiovanni-Vincentelli 他
日本語で読む → - 論文飛行ロボティクスロボティクス
GapFlyt: 単眼カメラと機上センシングによる未知形状ギャップ検出とクアッドロータ飛行
生物の知覚設計に着想を得て、3D再構成を行わず単眼カメラと機上センシングのみで未知の形状・位置の隙間を検出し、クアッドロータが通過するミニマリストな知覚-運動フレームワークを提案・実機検証した論文。
原題: GapFlyt: Active Vision Based Minimalist Structure-less Gap Detection For Quadrotor Flight ／ Nitin J Sanket, Chahat Deep Singh, Kanishka Ganguly 他
日本語で読む → - 論文自動運転アーキテクチャcs.CY
インフラ支援型自動運転：分散知能アーキテクチャの提案
自動運転の責任と負担を自動車メーカー・道路インフラ・サードパーティで分担するため、車両・路側エッジコンピュータ・車内サードパーティ計算機に運転機能を分割する分散知能アーキテクチャを提案した論文。
原題: Infrastructure Enabled Autonomy: A Distributed Intelligence Architecture for Autonomous Vehicles ／ Swaminathan Gopalswamy, Sivakumar Rathinam
日本語で読む → - 論文ドライビングシミュレータcs.CY
安全・緊急システムの開発と評価のためのドライビングシミュレータプラットフォーム
安全・緊急システムの初期設計段階での開発・評価を目的とした柔軟なソフトウェア構造を持つドライビングシミュレータを提案し、協調車両システム開発と運転支援システムの影響評価の2例で有効性を検証した。
原題: Driving Simulator Platform for Development and Evaluation of Safety and Emergency Systems ／ Andrés E. Gómez, Tiago C. dos Santos, Carlos M. Massera 他
日本語で読む → - 論文共有自律/強化学習機械学習
深層強化学習による共有自律制御
環境モデルやユーザの目標知識を仮定せず、人間参加型強化学習で観測とユーザ入力から行動価値への写像を学習し、ユーザ入力に近い行動を選びつつ劣った行動を除外する共有自律手法を提案。ビデオゲームと実機クアッドロータで有効性を示した。
原題: Shared Autonomy via Deep Reinforcement Learning ／ Siddharth Reddy, Anca D. Dragan, Sergey Levine
日本語で読む → - 論文ゲーム理論/空域統合cs.GT
無人航空機システムの空域統合評価のための3次元ゲーム理論フレームワーク
有人機と無人機が共存する3Dシナリオで、パイロットの動的レベルk推論と近似強化学習による意思決定をモデル化し、UAS統合概念を評価するシミュレーションフレームワークを提案した。
原題: A 3D Game Theoretical Framework for the Evaluation of Unmanned Aircraft Systems Airspace Integration Concepts ／ Negin Musavi, Ayman Manzoor, Yildiray Yildiz
日本語で読む → - 論文3D再構成画像認識
単一深度ビューからの高密度3D物体再構成
単一の任意深度ビューから物体の完全な3D構造を生成するGANベース手法3D-RecGAN++を提案し、高解像度256^3の占有グリッドで隠れた領域を復元する。
原題: Dense 3D Object Reconstruction from a Single Depth View ／ Bo Yang, Stefano Rosa, Andrew Markham 他
日本語で読む → - 論文経路追従/MPCロボティクス
同定した制御拡張ダイナミクスを用いた固定翼UAVの非線形モデル予測誘導
市販オートパイロット搭載の小型固定翼機について制御拡張ダイナミクスをモデル同定し、それに基づく非線形モデル予測制御で対気速度安定化と経路追従を両立させ、強風下やモータ故障時を含む飛行実験で検証した。
原題: Nonlinear Model Predictive Guidance for Fixed-wing UAVs Using Identified Control Augmented Dynamics ／ Thomas Stastny, Roland Siegwart
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