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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: 2017/11/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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RoboCupサッカー研究用データセット
RoboCupサッカーシミュレーションリーグ(2D)のトップチームによる1125試合分のデータを公開し、完全な真値情報と各ロボットの雑音を含む局所的な知覚情報の両方を提供する大規模データセット。
原題: RoboCupSimData: A RoboCup soccer research dataset ／ Olivia Michael, Oliver Obst, Falk Schmidsberger 他
日本語で読む → - 論文逆動力学機械学習
スパーステンソル分解による逆動力学モデリング
位置・速度・加速度の三方向相互作用をスパーステンソル分解で表現し、連続入力への拡張により7自由度ロボットアームの逆動力学を高精度に学習する手法を提案した。
原題: Tensor Decompositions for Modeling Inverse Dynamics ／ Stephan Baier, Volker Tresp
日本語で読む → - 論文自動運転シミュレーション機械学習
CARLA: オープンな都市自動運転シミュレータ
自動運転研究向けのオープンソース都市走行シミュレータCARLAを公開し、モジュール型・模倣学習・強化学習の3手法を比較評価した。
原題: CARLA: An Open Urban Driving Simulator ／ Alexey Dosovitskiy, German Ros, Felipe Codevilla 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
ローカリゼーション不要の教示・再帰ナビゲーション：収束定理に基づく信頼性の高い手法
移動ロボットが教示済み経路を再走行する際、明示的な自己位置推定を行わずカメラ情報で進行方向のみを補正すれば位置誤差が発散しないことを数学的に示し、計算効率の良い単眼教示・再帰ナビゲーション手法を提案・実験検証した論文。
原題: Navigation without localisation: reliable teach and repeat based on the convergence theorem ／ Tomas Krajnik, Filip Majer, Lucie Halodova 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
誤差状態カルマンフィルタのためのクォータニオン運動学
3次元回転とクォータニオンの理論を体系的に整理し、IMU信号の積分に基づく誤差状態カルマンフィルタの精密な定式化を与えた解説論文。
原題: Quaternion kinematics for the error-state Kalman filter ／ Joan Solà
日本語で読む → - 論文ロボットソフトウェア基盤ロボティクス
ロボットフレームワーク・アーキテクチャ・ミドルウェアの比較調査
代表的なロボットフレームワークとミドルウェアを広く調査し、それらの比較手段を提供するとともに、フレームワーク・ミドルウェア・アーキテクチャの定義の違いを検討した論文。
原題: Robotic frameworks, architectures and middleware comparison ／ Emmanouil Tsardoulias, Pericles Mitkas
日本語で読む → - 論文軌道計画math.OC
凸最適化の双対性を用いた衝突回避制約の平滑化手法
微分不可能な衝突回避制約を凸最適化の強双対性で滑らかな非線形制約に変換し、勾配・ヘッセ行列ベースの最適化でリアルタイム軌道計画を可能にした研究。
原題: Optimization-Based Collision Avoidance ／ Xiaojing Zhang, Alexander Liniger, Francesco Borrelli
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
複数MAVによるロバストな協調物体輸送
通信なしで機械的に結合した複数の小型ドローンが、ロバスト制御理論を用いて各機体の物理パラメータを調整し、頑健に物体を輸送する手法を提案した。
原題: Robust Collaborative Object Transportation Using Multiple MAVs ／ Andrea Tagliabue, Mina Kamel, Roland Siegwart 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
RAMoneで安定かつエネルギー効率の良い歩行を学習
平面二足歩行ロボットRAMoneの制御パラメータを強化学習（CMA）で最適化し、様々な速度で安定かつ省エネな歩行を実現した。
原題: Learning Stable and Energetically Economical Walking with RAMone ／ Audrow Nash, Yu-Ming Chen, Nils Smit-Anseeuw 他
日本語で読む → - 論文分散推定機械学習
分散型同時位置推定・時刻同期フレームワークD-SLATS
IoTデバイス間で通信のみを用い、集中管理なしに位置推定と時刻同期を同時に解く分散アルゴリズムを提案し、UWB実験で3マイクロ秒の同期精度と30cmの位置誤差を達成した。
原題: D-SLATS: Distributed Simultaneous Localization and Time Synchronization ／ Amr Alanwar, Henrique Ferraz, Kevin Hsieh 他
日本語で読む → - 論文マッピングロボティクス
人をセンサーとして活用：人間の行動から地図を推定する
人間ドライバーと歩行者の相互作用を利用し、他のエージェントの行動から遮蔽された地図領域を推定するマッピング手法を提案。実世界データで従来手法を上回る環境認識性能を示した。
原題: People as Sensors: Imputing Maps from Human Actions ／ Oladapo Afolabi, Katherine Driggs-Campbell, Roy Dong 他
日本語で読む → - 論文生成モデルlandmark
敵対的生成ネットワーク
生成モデルと識別モデルを敵対的に同時学習させる新枠組みGANを提案し、誤差逆伝播のみで学習可能であることを示した。
原題: Generative Adversarial Nets ／ 柴田 淳司
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
MEKFアプローチによる幾何学的拡張カルマンフィルタの別導出
乗法型拡張カルマンフィルタ(MEKF)の考え方を用いて幾何学的拡張カルマンフィルタの観測更新式を導出し、両手法の等価性を示したノート。
原題: Alternate Derivation of Geometric Extended Kalman Filter by MEKF Approach ／ Lubin Chang
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
スーパークアドリック表現による散らかった環境での未知物体把持
部分視点の未知物体を対称性仮定で補完しスーパークアドリック近似して、把持姿勢を最適化する高速手法を提案し、PR2で実時間評価した。
原題: Grasping Unknown Objects in Clutter by Superquadric Representation ／ Abhijit Makhal, Frederico Thomas, Alba Perez Gracia
日本語で読む → - 論文模倣学習機械学習
VRテレオペレーションによる複雑な操作タスクの深層模倣学習
民生用VRヘッドセットとハンドトラッキングでロボットを直感的に遠隔操作し、そのデモからピクセル入力→行動出力の深層模倣学習ポリシーを獲得する手法を提案した。
原題: Deep Imitation Learning for Complex Manipulation Tasks from Virtual Reality Teleoperation ／ Tianhao Zhang, Zoe McCarthy, Owen Jow 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
ダイナミクスランダム化によるロボット制御のsim2real転移
シミュレータのダイナミクスを訓練中にランダム化することで、実機でそのまま使える頑健な制御方策を獲得し、ロボットアームの物体押しタスクで実機転移を実証した論文。
原題: Sim-to-Real Transfer of Robotic Control with Dynamics Randomization ／ Xue Bin Peng, Marcin Andrychowicz, Wojciech Zaremba 他
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
深層連続オプションの発見：実演からのロボット学習
実演から連続制御スキル（オプション）を発見し、オプション数を自動決定するDDCOを提案。3リンクアームのブロック押しやda Vinci手術ロボットの針挿入・ピッキングで有効性を示した。
原題: DDCO: Discovery of Deep Continuous Options for Robot Learning from Demonstrations ／ Sanjay Krishnan, Roy Fox, Ion Stoica 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
タスク空間フレシェ誤差を最小化する効率的な逐次グラフ探索
タスク空間での目標経路にできるだけ沿う衝突のない関節空間経路を、離散フレシェ距離に基づいて生成する anytime アルゴリズムを提案し、操作問題で既存手法を上回ることを示した。
原題: Minimizing Task Space Frechet Error via Efficient Incremental Graph Search ／ Rachel Holladay, Oren Salzman, Siddhartha Srinivasa
日本語で読む → - 論文LiDAR自己位置推定ロボティクス
反射率キャリブレーション不要の路面エッジ特徴に基づくLiDAR自己位置推定
複数LiDARの路面反射率データから、レーザー条件に依存しないエッジ反射率グリッド表現を構築し、工場出荷後の反射率キャリブレーションなしで高精度な自己位置推定を実現した。
原題: Ground Edge based LIDAR Localization without a Reflectivity Calibration for Autonomous Driving ／ Juan Castorena, Siddharth Agarwal
日本語で読む → - 論文sim2real機械学習
シミュレーションからのインスタンス把持学習のためのマルチタスクドメイン適応
シミュレーションで学習した把持モデルを、ドメイン敵対的損失と無差別把持データを用いて実機に転移するマルチタスクドメイン適応手法を提案し、実ロボット実験で有効性を示した。
原題: Multi-Task Domain Adaptation for Deep Learning of Instance Grasping from Simulation ／ Kuan Fang, Yunfei Bai, Stefan Hinterstoisser 他
日本語で読む → - 論文軌道予測ロボティクス
ソーシャルアテンション：群衆内の注意をモデル化する軌道予測
群衆中の各人物の重要度を距離によらず注意機構で学習し、ロボットのための人間軌道予測精度を向上させた研究。
原題: Social Attention: Modeling Attention in Human Crowds ／ Anirudh Vemula, Katharina Muelling, Jean Oh
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
平均曲率骨格を用いた高品質把持計画
物体の平均曲率骨格で領域を分割し、局所形状に手を合わせることで、精密把持とパワー把持を区別しつつロバストな把持姿勢を自動生成する手法を提案した。
原題: Planning High-Quality Grasps using Mean Curvature Object Skeletons ／ Nikolaus Vahrenkamp, Eduard Koch, Mirko Waechter 他
日本語で読む → - 論文軌道予測画像認識
長期ロボット運用データから学習する3自由度歩行者軌道予測
距離センサとSLAMで得た長期運用データを用い、日時情報と短期的な姿勢観測から歩行者の2D位置＋1D回転の3DOF軌道をリアルタイム予測するT-Pose-LSTMを提案した論文。
原題: 3DOF Pedestrian Trajectory Prediction Learned from Long-Term Autonomous Mobile Robot Deployment Data ／ Li Sun, Zhi Yan, Sergi Molina Mellado 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
交互に固着する接触を利用した安定な把持内押し操作
外部からの押し動作で物体を把持したまま操るため、固着接触を交互に切り替えるサンプリングベースの計画手法を提案し、従来比100〜1000倍高速に計画できることを示した。
原題: Stable Prehensile Pushing: In-Hand Manipulation with Alternating Sticking Contacts ／ Nikhil Chavan-Dafle, Alberto Rodriguez
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ドメインランダム化と生成モデルによるロボット把持
手続き生成した非現実的な物体を大量に用いて把持計画ネットワークを訓練し、未見の実物体でも高い成功率を達成した研究。
原題: Domain Randomization and Generative Models for Robotic Grasping ／ Joshua Tobin, Lukas Biewald, Rocky Duan 他
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
画像ベースロボット学習のための非対称アクター・クリティック
シミュレータ内でクリティックには完全状態、アクターにはRGBD画像のみを与える非対称なアクター・クリティック学習を提案し、ドメインランダム化と組み合わせて実世界データなしで実機へ転移できることを示した。
原題: Asymmetric Actor Critic for Image-Based Robot Learning ／ Lerrel Pinto, Marcin Andrychowicz, Peter Welinder 他
日本語で読む → - 論文システム同定ロボティクス
区分平滑な非線形ハイブリッドシステムのための教師なし学習
モードごとにガウス過程回帰でモデルを学習し、粒子フィルタと合成オーバーサンプリングを組み合わせて、遷移が疎な区分平滑非線形確率ハイブリッドシステムの同定と追跡を高精度に行う手法を提案した。
原題: Unsupervised Learning for Nonlinear PieceWise Smooth Hybrid Systems ／ Gilwoo Lee, Zita Marinho, Aaron M. Johnson 他
日本語で読む → - 論文文脈モデリングロボティクス
ロボットの文脈モデリングのための深層インクリメンタルボルツマンマシン
制限ボルツマンマシンを拡張し、シーンごとに必要に応じて文脈や階層を逐次追加できるインクリメンタルな深層モデルを提案し、シーン分類ベンチマークで有効性を示した。
原題: A Deep Incremental Boltzmann Machine for Modeling Context in Robots ／ Fethiye Irmak Doğan, Hande Çelikkanat, Sinan Kalkan
日本語で読む → - 論文水中ナビゲーションロボティクス
海流場のダイナミクスを利用した長時間慣性航法
小型自律水中ロボットの長時間運用に向け、事前の海流マップと推定流速を比較して慣性航法の誤差を抑えるMarginalized Particle Filterを提案し、乱流場でのシミュレーションと実データで有効性を示した。
原題: Long-Term Inertial Navigation Aided by Dynamics of Flow Field Features ／ Zhuoyuan Song, Kamran Mohseni
日本語で読む → - 論文SLAM/3D再構築画像認識
Structure-from-Motionのシミュレーションによる再構築精度の検証
合成シーンからSfMパイプラインを実装し、カメラ姿勢推定の精度を正解データと比較検証した研究。
原題: Simulating Structure-from-Motion ／ Martin Hahner, Orestis Varesis, Panagiotis Bountouris
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