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
📖 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 →- 論文人間ロボット協調ロボティクス
ゴール推論による人間とロボットの協調作業の性能向上
ロボットが人間の動きから次の目標をベイズ推論で予測し、リアルタイムに行動を再計画することで、協調作業の客観的・主観的性能が向上することを実験で示した論文。
原題: Goal Inference Improves Objective and Perceived Performance in Human-Robot Collaboration ／ Chang Liu, Jessica B. Hamrick, Jaime F. Fisac 他
日本語で読む → - 論文マルチタスクRL機械学習
DiGrad：共有アクションを持つマルチタスク強化学習
複数タスクが共通の行動集合を共有する連続行動空間において、差分ポリシー勾配に基づく単一のactor-criticネットワークでマルチタスクを同時学習する手法を提案し、平面マニピュレータやヒューマノイドで有効性を示した。
原題: DiGrad: Multi-Task Reinforcement Learning with Shared Actions ／ Parijat Dewangan, S Phaniteja, K Madhava Krishna 他
日本語で読む → - 論文歩行機械学習
蒸留を用いた段階的強化学習による多技能運動制御
連続行動空間における方策蒸留を拡張し、異なる地形を歩く複数の専門方策を統合して段階的に新技能を獲得するPLAID手法を提案した。
原題: Progressive Reinforcement Learning with Distillation for Multi-Skilled Motion Control ／ Glen Berseth, Cheng Xie, Paul Cernek 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 → - 論文動作計画ロボティクス
次元を段階的に増やす部分空間サンプリングによる動作計画の解析
サンプリングベース動作計画を低次元部分空間から開始し、解が見つからなければ次元を1つずつ増やして探索する手法を提案し、RRT系アルゴリズムで高速化を実証した。
原題: Analysis of Motion Planning by Sampling in Subspaces of Progressively Increasing Dimension ／ Marios P. Xanthidis, Joel M. Esposito, Ioannis Rekleitis 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
触覚ドームにおけるデータ駆動型超解像
柔らかい素材に圧力センサを埋め込み、データ駆動で曲面状の接触位置と押し込み深さを高精度に推定する手法を提案した。
原題: Data-driven Super-resolution on a Tactile Dome ／ Pedro Piacenza, Sydney Sherman, Matei Ciocarlie
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
重心推定に基づく把持姿勢適応：3D距離センシングと力覚フィードバックの融合
3D距離データから物体の重心を推定して把持位置を決め、持ち上げ時の手首力覚センサの読みから重心を再推定して把持姿勢を反復的に修正し、手首トルクを最小化する手法を提案した。
原題: Center-of-Mass-Based Grasp Pose Adaptation Using 3D Range and Force/Torque Sensing ／ Dimitrios Kanoulas, Jinoh Lee, Darwin G. Caldwell 他
日本語で読む → - 論文飛行制御ロボティクス
ArduSoar：省リソース向けオープンソースのサーマルソアリング制御器
小型固定翼UAV向け主要オートパイロットに初めて統合されたサーマル（上昇気流）ソアリング制御器ArduSoarを開発し、実機飛行試験で非理想的な気象条件下でも堅牢に動作することを示した。
原題: ArduSoar: an Open-Source Thermalling Controller for Resource-Constrained Autopilots ／ Samuel Tabor, Iain Guilliard, Andrey Kolobov
日本語で読む → - 論文HRIHCI
3D人間行動認識と人間模倣意思決定によるサービスロボットのリアルタイムHRI
Kinectの3D骨格データをLSTMで認識し、人間らしい意思決定機構を組み合わせて、サービスロボットが自然な身体動作でユーザとリアルタイムにやり取りするシステムを構築した。
原題: Real-Time Human-Robot Interaction for a Service Robot Based on 3D Human Activity Recognition and Human-mimicking Decision Mechanism ／ Kang Li, Jinting Wu, Xiaoguang Zhao 他
日本語で読む → - 論文標準化ロボティクス
モジュラーロボットのための情報モデル：HRIM
ロボット部品の相互運用性を高めるため、ハードウェア指向のプラグアンドプレイ標準情報モデルHRIMを提案した論文。
原題: An information model for modular robots: the Hardware Robot Information Model (HRIM) ／ Irati Zamalloa, Iñigo Muguruza, Alejandro Hernández 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
視覚的操作関係ネットワーク
複数物体の把持順序を決める操作関係をCNNでリアルタイムに検出・予測するVMRNを提案し、大規模データセットVMRDを構築した。
原題: Visual Manipulation Relationship Network ／ Hanbo Zhang, Xuguang Lan, Xinwen Zhou 他
日本語で読む → - 論文能動知覚ロボティクス
ガウス確率場とガウス過程陰関数曲面を用いた能動的表面探査
視覚と触覚の計測を統合し、不確かな点群領域をロボットアームで触って効率的に3D表面を構築するオンライン確率フレームワークを提案した。物体検出や地形分類への応用も示した。
原題: Active Exploration Using Gaussian Random Fields and Gaussian Process Implicit Surfaces ／ Sergio Caccamo, Yasemin Bekiroglu, Carl Henrik Ek 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 → - 論文次最良視点計画ロボティクス
表面エッジ探索(SEE):3D観測から直接次最良視点を計画する手法
計測点の密度表現を用いて表面境界を検出・探索し、シーンモデル不要で次最良視点を計画する手法を提案。従来のボリューム手法より少ない計算時間で高い表面被覆を実現した。
原題: Surface Edge Explorer (SEE): Planning Next Best Views Directly from 3D Observations ／ Rowan Border, Jonathan D. Gammell, Paul Newman
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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
未知物体把持のためのエッジベース認識
単一視点の深度画像から物体輪郭のエッジを抽出し、接触領域を特定することで未知物体を把持するフレームワークを提案し、Baxterマニピュレータで検証した。
原題: Edge-Based Recognition of Novel Objects for Robotic Grasping ／ Amirhossein Jabalameli, Nabil Ettehadi, Aman Behal
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 → - 論文マルチモーダル知覚ロボティクス
複雑環境におけるクロスモーダル競合解決のためのニューロロボティクス実験
iCubロボットが複数の音声・視覚刺激が競合する環境で人間と同様の応答を示すかを検証し、深層学習モデルでリアルタイムに再現できることを示した研究。
原題: A Neurorobotic Experiment for Crossmodal Conflict Resolution in Complex Environments ／ German I. Parisi, Pablo Barros, Di Fu 他
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
ViTac: 視覚と触覚の特徴共有による布地テクスチャ認識
視覚画像とGelSight触覚画像から布地のテクスチャを認識するため、深層特徴を最大共分散分析で対応付けて共有潜在空間を学習するDMCA融合手法を提案し、90%超の認識性能を達成した。
原題: ViTac: Feature Sharing between Vision and Tactile Sensing for Cloth Texture Recognition ／ Shan Luo, Wenzhen Yuan, Edward Adelson 他
日本語で読む → - 論文3D姿勢推定画像認識
複数単眼視による車両の姿勢と形状の推定
複数の単眼カメラ映像からCNNで車両のキーポイントを抽出し、交差投影最適化と階層的ワイヤーフレーム制約により車両の3D姿勢と形状を高精度に推定する手法を提案した。
原題: Vehicle Pose and Shape Estimation through Multiple Monocular Vision ／ Wenhao Ding, Shuaijun Li, Guilin Zhang 他
日本語で読む → - 論文意図予測ロボティクス
行動予測：人間とロボットの意図を読み取る
人間同士の相互作用における身体動作と視線のデータセットを構築し、非言語的手がかりから行動意図を予測する計算モデルを開発、iCubヒューマノイドに実装して意図読み取り能力を検証した。
原題: Action Anticipation: Reading the Intentions of Humans and Robots ／ Nuno Ferreira Duarte, Jovica Tasevski, Moreno Coco 他
日本語で読む → - 論文移動ロボット・放射線計測ロボティクス
移動ロボットによる3次元ガンマ線イメージングと線源位置推定
コンプトンガンマカメラを自己位置推定可能な地上ロボットに搭載し、走行経路に沿って取得した放射線画像を統合して3次元ボクセルマップを構築、複数の線源を平均0.2mの精度で位置推定した。
原題: 3-D Volumetric Gamma-ray Imaging and Source Localization with a Mobile Robot ／ Michael S. Lee, Matthew Hanczor, Jiyang Chu 他
日本語で読む → - 論文軌道最適化ロボティクス
直列弾性ロボットの自然ダイナミクスを活かすアクチュエータ中心逐次線形計画法
直列弾性アクチュエータのダイナミクスを他のダイナミクスから分離し、逐次線形計画法で軌道最適化する手法を提案。シミュレーションと実機で高速動作を実現した。
原題: Exploiting the Natural Dynamics of Series Elastic Robots by Actuator-Centered Sequential Linear Programming ／ Rachel Schlossman, Gray C. Thomas, Orion Campbell 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
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
深層強化学習のための構造化制御ネット
方策ネットワークを非線形制御と線形制御の2つのサブモジュールに分割する構造化制御ネット(SCN)を提案し、サンプル効率・最終報酬・汎化性能の向上をMuJoCoやAtariなどで示した論文。
原題: Structured Control Nets for Deep Reinforcement Learning ／ Mario Srouji, Jian Zhang, Ruslan Salakhutdinov
日本語で読む → - 論文パラメータ同定ロボティクス
エネルギー収支に基づく未知物体把持後の自由飛行ロボットのパラメータ同定
自由飛行ロボットが未知物体を把持した後の慣性パラメータを、励起軌道の最適化とエネルギー収支に基づくフーリエ級数の調和数決定により同定する手法を提案し、入力飽和の影響も解析した。
原題: An Energy Balance Based Method for Parameter Identification of a Free-Flying Robot Grasping An Unknown Object ／ Monica Ekal, Rodrigo Ventura
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 → - 論文マニピュレーションロボティクス
ロボットマニピュレータのリアルタイム衝突検出と同定
パーティクルフィルタを用いてロボットアームの接触点を推定し、外力を推定する手法を提案し、4自由度平面アームのシミュレーションで従来の解析手法と比較した。
原題: Real Time Collision Detection and Identification for Robotic Manipulators ／ Elena Galbally, Mikael Jorda
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
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