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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: 2017/10/1 ／ 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 →- 論文マニピュレーションロボティクス
倉庫ピック＆プレース向け直交型マニピュレータの機械設計
Amazon Robotics Challenge 2017で優勝した低コスト直交型マニピュレータ「Cartman」の設計と性能評価を報告し、散らかった環境での物品ピック＆プレースを実現した。
原題: Mechanical Design of a Cartesian Manipulator for Warehouse Pick and Place ／ M. McTaggart, D. Morrison, A. W. Tow 他
日本語で読む → - 論文経路追従/MPCロボティクス
拘束付き微分平坦系のためのモデル予測型経路追従制御
微分平坦性を利用して経路ベースのモデル予測制御を凸最適化問題に変換し、外乱に応じて速度を調整する動的経路参照とシステム拘束を考慮した経路追従手法を提案。クアッドロータ実験で従来の軌道追従制御より経路への追従精度が向上することを示した。
原題: Model Predictive Path-Following for Constrained Differentially Flat Systems ／ Melissa Greeff, Angela P. Schoellig
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
超広帯域支援による高速ローカリゼーション・マッピングシステム
慣性センサと深度カメラにUWB測距を融合し、視覚オドメトリの累積誤差を抑えて特徴の少ない環境でもリアルタイムにドリフトのない高密度地図を生成するシステムを提案した。
原題: Ultra-Wideband Aided Fast Localization and Mapping System ／ Chen Wang, Handuo Zhang, Thien-Minh Nguyen 他
日本語で読む → - 論文遠隔操作ロボティクス
電波到来方向を可視化するUGV遠隔操作インターフェース
無線通信の到来方向推定を映像フィード周囲のカラーバーとして提示し、通信状況を把握しながら操作できる遠隔操作UIを提案・評価した論文。
原題: A New UGV Teleoperation Interface for Improved Awareness of Network Connectivity and Physical Surroundings ／ Ramviyas Parasuraman, Sergio Caccamo, Fredrik Båberg 他
日本語で読む → - 論文ヒューマンロボットインタラクションロボティクス
マルチモーダル確率的モデルベース計画による人とロボットのインタラクション
人間の行動のマルチモーダルな確率分布をCVAEで学習し、並列サンプリングによりロボットの行動計画をリアルタイムに構築する手法を提案。合流・分流の車線変更シナリオで有効性を示した。
原題: Multimodal Probabilistic Model-Based Planning for Human-Robot Interaction ／ Edward Schmerling, Karen Leung, Wolf Vollprecht 他
日本語で読む → - 論文視覚運動制御ロボティクス
SE3-Pose-Nets：視覚運動計画・制御のための構造化深層ダイナミクスモデル
点群データからシーンをセグメント化し姿勢埋め込みと動作による変化を学習する構造化深層ダイナミクスモデルを提案し、低次元姿勢空間での勾配ベース閉ループ制御を実機Baxterで実現した。
原題: SE3-Pose-Nets: Structured Deep Dynamics Models for Visuomotor Planning and Control ／ Arunkumar Byravan, Felix Leeb, Franziska Meier 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
統合設計がAmazonロボティクスチャレンジ優勝を導いた多モーダルエンドエフェクタと把持システムの設計
2017年Amazonロボティクスチャレンジで優勝したロボット「Cartman」の把持システムと設計手法を紹介し、吸引グリッパとパラレルグリッパを組み合わせた冗長性の高い設計と3つの把持合成アルゴリズムを評価する。
原題: Design of a Multi-Modal End-Effector and Grasping System: How Integrated Design helped win the Amazon Robotics Challenge ／ S. Wade-McCue, N. Kelly-Boxall, M. McTaggart 他
日本語で読む → - 論文教育ロボティクスロボティクス
教育現場における移動ロボットの多様な活用
移動ロボット「Robotino」を教育に取り入れ、設計・製作・操作を通じた遊びながらの学習で技術力と社会性を高める事例を紹介した論文。
原題: Different Applications of Mobile Robots in Education ／ Boris Crnokic, Miroslav Grubisic, Tomislav Volaric
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
2次元剛体の自由空間における経路連結性の分解に基づく推論手法
2次元作業空間における剛体の自由空間の経路連結成分を、構成空間を2次元スライスに分解しalpha複体で近似することで効率的に計算し、経路存在判定やケージング判定、狭通路幅の評価を行う手法を提案した。
原題: A Decomposition-Based Approach to Reasoning about Free Space Path-Connectivity for Rigid Objects in 2D ／ Anastasiia Varava, J. Frederico Carvalho, Danica Kragic 他
日本語で読む → - 論文人間-ロボット協働ロボティクス
人間-ロボット協働研究のためのモデルセット
家具の協働組立を題材に、HRC実験の構築・再現を容易にするモジュール式で拡張可能な標準モデルセットと知覚・制御・対話用ソフトウェア群を提供した。
原題: The HRC Model Set for Human-Robot Collaboration Research ／ Sofya Zeylikman, Sarah Widder, Alessandro Roncone 他
日本語で読む → - 論文ローカリゼーションロボティクス
スケール変化に頑健な物体ランドマーク併用ローカリゼーション
深層学習による物体特徴とSIFT点特徴を組み合わせ、地図とクエリ画像間のスケール差が大きくても高精度に位置推定できる学習不要・クラス非依存の手法を提案し、7倍以上のスケール変化を含む新データセットで有効性を示した。
原題: Scale-Robust Localization Using General Object Landmarks ／ Andrew Holliday, Gregory Dudek
日本語で読む → - 論文SLAMロボティクス
PIRVS：柔軟なセンサフュージョンとハードウェア協調設計を備えた先進的視覚慣性SLAMシステム
ステレオカメラとIMUをハードウェア同期した組込みSLAMシステムを開発し、視覚と慣性を密結合しつつ他センサとも疎結合できる融合手法を提案、公開データセットで精度と効率を評価した。
原題: PIRVS: An Advanced Visual-Inertial SLAM System with Flexible Sensor Fusion and Hardware Co-Design ／ Zhe Zhang, Shaoshan Liu, Grace Tsai 他
日本語で読む → - 論文サービスロボットロボティクス
人中心のサービス作業のためのBeamロボットの構築
テレプレゼンスロボットBeamに自律性や人認識、ROS連携などを追加し、低コストなサービスロボット研究プラットフォームとして目標探索と物体配送で100%の成功率を達成した。
原題: Setting Up the Beam for Human-Centered Service Tasks ／ Utkarsh Patel, Emre Hatay, Mike D'Arcy 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
中忠実度プロトタイピングで探る家庭用ロボットの能力
家庭用ロボットに求められる人の活動・意図の認識や透明な振る舞いといった新機能を、中忠実度プロトタイプで試作・検証した探索的研究。
原題: Exploring home robot capabilities by medium fidelity prototyping ／ Martin Cooney, Sepideh Pashami, Yuantao Fan 他
日本語で読む → - 論文シーン理解ロボティクス
CINet：ロボットにおける文脈の逐次モデリングのための学習ベース手法
ロボットが状況（文脈）の数を増やすべきタイミングをRNNで学習して判断する手法を提案し、シーン理解タスクで有効性を示した。
原題: CINet: A Learning Based Approach to Incremental Context Modeling in Robots ／ Fethiye Irmak Doğan, İlker Bozcan, Mehmet Çelik 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
行き詰まり時のみユーザーが介入する高次元拘束付き動作計画
プランナが進展しなくなったときだけユーザーに中間姿勢を尋ねて誘導する対話型動作計画を提案し、34自由度ヒューマノイドで有効性を示した。
原題: Online, interactive user guidance for high-dimensional, constrained motion planning ／ Fahad Islam, Oren Salzman, Maxim Likhachev
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
多様な把持戦略と領域横断画像照合による混雑環境での新規物体ピック＆プレース
カテゴリ非依存のアフォーダンス予測で4種の把持動作を使い分け、商品画像との照合で未知物体も認識するピック＆プレースシステムを構築し、2017年Amazonロボティクスチャレンジの収納タスクで優勝した。
原題: Robotic Pick-and-Place of Novel Objects in Clutter with Multi-Affordance Grasping and Cross-Domain Image Matching ／ Andy Zeng, Shuran Song, Kuan-Ting Yu 他
日本語で読む → - 論文セグメンテーションロボティクス
RGBD画像の教師なし物体発見とセグメンテーション
センサノイズをデータから直接モデル化する統計的内点推定法を用い、RGBD画像の教師なし物体発見・セグメンテーションを高精度に行うシステムを提案した。
原題: Unsupervised Object Discovery and Segmentation of RGBD-images ／ Johan Ekekrantz, Nils Bore, Rares Ambrus 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
外力変化下での把持切替を伴うマニピュレーション計画
人間が物体に切削や穴あけなどの力を加える状況で、ロボットが把持を切り替えながら物体を安定に保持する計画手法を提案し、両腕ロボットで実装・実験した。
原題: Manipulation Planning under Changing External Forces ／ Lipeng Chen, Luis F. C. Figueredo, Mehmet Dogar
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
ROSとBuzzによる異種ロボットチームの合意形成行動
群知能向け言語BuzzとROSを統合し、異種ロボットチームで分散合意に基づく行動をシミュレーションから実機まで同一スクリプトで展開できることを示した。
原題: ROS and Buzz: consensus-based behaviors for heterogeneous teams ／ David St-Onge, Vivek Shankar Varadharajan, Guannan Li 他
日本語で読む → - 論文視覚計画ロボティクス
時間スキップ接続を用いた自己教師あり視覚計画
ロボットが自分の収集データから直接映像予測を行い、遮蔽物があっても物体を追跡できる時間スキップ接続付きモデルで目標達成のための行動を計画する手法を提案した。
原題: Self-Supervised Visual Planning with Temporal Skip Connections ／ Frederik Ebert, Chelsea Finn, Alex X. Lee 他
日本語で読む → - 論文状態推定ロボティクス
追跡と予測のための深層順・逆知覚モデル
状態から高次元画像を生成する順モデルと画像から状態を推定する逆モデルを深層学習で構築し、ロボットの追跡・予測タスクに応用して有効性を示した論文。
原題: Deep Forward and Inverse Perceptual Models for Tracking and Prediction ／ Alexander Lambert, Amirreza Shaban, Amit Raj 他
日本語で読む → - 論文ロバスト制御ロボティクス
ミニマックス反復動的ゲームによる非線形ロボット制御
多段階制御方策の外乱やモデル不確かさに対する脆弱性を定量化し、ミニマックス反復動的ゲーム(iDG)でロバストな方策を設計する枠組みを提案。メカナム車輪ロボットの目標到達タスクで有効性を検証した。
原題: Minimax Iterative Dynamic Game: Application to Nonlinear Robot Control Tasks ／ Olalekan Ogunmolu, Nicholas Gans, Tyler Summers
日本語で読む → - 論文ソフトロボティクスロボティクス
身体感覚を持つソフトロボット：固有感覚と外界感覚の統合
ソフトロボットに固有感覚と外界感覚を統合し、視覚情報がなくても自分の動きを想像できる身体認識手法を提案した論文。
原題: Bodily aware soft robots: integration of proprioceptive and exteroceptive sensors ／ Gabor Soter, Andrew Conn, Helmut Hauser 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
障害物環境におけるヘビ型ロボットのモデリングと経路計画
粘性摩擦モデルで障害物との接触力を表現する数理モデルを構築し、目標到達に必要な接触を確保する最短経路を導く運動計画法を提案、シミュレーションと実験で検証した。
原題: Modelling and Path Planning of Snake Robot in cluttered environment ／ Akash Singh, Chaohui Gong, Howie Choset
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
物理ベース運動計画の評価基準とベンチマーク
物理制約を考慮した運動計画手法（RRT, EST, KPIECE, SyCLoP）を比較する評価基準を提案し、動的パラメータの品質を含めてベンチマークした。
原題: Physics-based Motion Planning: Evaluation Criteria and Benchmarking ／ Muhayyuddin, Aliakbar Akbari, Jan Rosell
日本語で読む → - 論文接触モデルロボティクス
平面剛体接触モデルの性能と解釈性の根本的限界
6種類の一般的な剛体接触モデルを実験データでパラメータ同定し、性能の上限と失敗モードを明らかにして、その限界を指摘した論文。
原題: Fundamental Limitations in Performance and Interpretability of Common Planar Rigid-Body Contact Models ／ Nima Fazeli, Samuel Zapolsky, Evan Drumwright 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
見通し通信を維持する自律車両群の最適配置と巡回計画
障害物環境に散らばる複数のユニットを見通し通信(LoS)で接続するため、自律車両群の最適な配置と軌道を計画する集中・分散アルゴリズムを提案し、1台の再配置で接続性を維持する手法を検討した論文。
原題: Optimal Placement and Patrolling of Autonomous Vehicles in Visibility-Based Robot Networks ／ Md Mahbubur Rahman, Franklin Abodo, Leonardo Bobadilla 他
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
RRT*とGVOを組み合わせた動的環境下での非ホロノミックロボットのリアルタイムナビゲーション
速度障害物モデル(GVO)を差動駆動ロボットに適用しRRT*と組み合わせることで、動的障害物の不確実性をカルマンフィルタで扱いながら、曲率チェック済みの実行可能な経路をリアルタイム生成するナビゲーション手法を提案した論文。
原題: RRT* Combined with GVO for Real-time Nonholonomic Robot Navigation in Dynamic Environment ／ Yuying Chen, Ming Liu
日本語で読む → - 論文空中検査ロボティクス
空中検査のための任意分布放射線源のロバストな位置推定
多層逐次モンテカルロ法とクラスタリングを組み合わせ、多数の点源や広がりを持つ放射線源の位置・数・分布・強度を推定するアルゴリズムを提案し、F1スコア0.95以上を達成した。
原題: Robust Localization of an Arbitrary Distribution of Radioactive Sources for Aerial Inspection ／ Dhruv Shah, Sebastian Scherer
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