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: 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 →- 論文リハビリロボットロボティクス
下肢の診断・リハビリ用ロボットシステムの設計指針
理学療法士の手法や先行研究を踏まえ、下肢リハビリ・診断ロボットの設計ガイドを提案し、RPU+3UPSパラレルロボットによる事例で有効性を示した論文。
原題: Design of a Robotic System for Diagnosis and Rehabilitation of Lower Limbs ／ Pedro Araujo Gómez, Miguel Díaz Rodríguez, Vicente Amela
日本語で読む → - 論文モジュラーロボットロボティクス
知覚に基づくモジュラーロボットの自律環境拡張
モジュラーロボットが知覚と計画を用いてブロックで構造物を自律構築し、大きな障害物を越えられるように環境を拡張するシステムを提案・実機検証した。
原題: Perception-Informed Autonomous Environment Augmentation With Modular Robots ／ Tarik Tosun, Jonathan Daudelin, Gangyuan Jing 他
日本語で読む → - 論文シーン理解画像認識
シーンに欠けているもの・誤っているものは何か？関係性を考慮したハイブリッド深層ボルツマンマシンによるシーン理解
物体間の関係を三方向エッジで統合したハイブリッドボルツマンマシンを提案し、シーン内の物体の有無や不整合を推論するタスクで従来モデルより高い性能を示した。
原題: What is (missing or wrong) in the scene? A Hybrid Deep Boltzmann Machine For Contextualized Scene Modeling ／ İlker Bozcan, Yağmur Oymak, İdil Zeynep Alemdar 他
日本語で読む → - 論文人間ロボット協働ロボティクス
人間とロボットの協働を支える適応型サポートシステム
人間とロボットが共有する階層的タスクモデルから部分観測マルコフモデルを構築し、オンラインMonte-Carlo求解で短期的なロボット実行計画を生成することで、限られた操作能力や不完全な環境認識のもとでも人間を支援できる協働システムを提案した。
原題: How to be Helpful? Supportive Behaviors and Personalization for Human-Robot Collaboration ／ Olivier Mangin, Alessandro Roncone, Brian Scassellati
日本語で読む → - 論文経路計画AI
群衆を考慮した経路計画
センサーで見えない領域の群衆密度をオンライン学習し、既存のナビゲーションに組み込むことで、混雑環境での移動時間・距離・衝突リスクを低減する手法を提案した。
原題: Toward Crowd-Sensitive Path Planning ／ Anoop Aroor, Susan L. Epstein
日本語で読む → - 論文自動運転/模倣学習ロボティクス
条件付き模倣学習によるエンドツーエンド運転
高レベルなナビゲーション指令を条件として模倣学習を行い、視覚入力から運転しつつ交差点での進路指定など指令に応答できる運転ポリシーを実現した。
原題: End-to-end Driving via Conditional Imitation Learning ／ Felipe Codevilla, Matthias Müller, Antonio López 他
日本語で読む → - 論文群制御cs.MA
ALAN: マルチエージェントナビゲーションのための適応学習
各エージェントが局所状況に応じて速度選択を学習し、群衆中でも衝突を避けつつ効率的に目的地へ向かうマルチエージェントナビゲーション手法ALANを提案した。
原題: ALAN: Adaptive Learning for Multi-Agent Navigation ／ Julio Godoy, Tiannan Chen, Stephen J. Guy 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3D物体認識画像認識
単一RGB-D画像からの複数物体インスタンスを用いた教師なし3D物体発見とモデリング
1枚のRGB-D画像内に同じ物体が複数写っていることを利用し、セグメンテーションや事前知識なしで物体の3Dモデルを自動生成・位置推定する手法を提案した論文。
原題: 3D Object Discovery and Modeling Using Single RGB-D Images Containing Multiple Object Instances ／ Wim Abbeloos, Esra Ataer-Cansizoglu, Sergio Caccamo 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SLAMロボティクス
床面テクスチャを用いた倉庫ロボット向けロバスト視覚SLAM
下向きカメラで床面テクスチャを捉え、特徴点に依存しないカーネル相互相関器ベースのSLAMを構築し、疎な特徴や繰り返し模様の床でも安定した自己位置推定を実現した。
原題: GroundSLAM: A Robust Visual SLAM System for Warehouse Robots Using Ground Textures ／ Kuan Xu, Zheng Yang, Lihua Xie 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
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 → - 論文医療ロボティクスHCI
把持の人間中心透明性：ロボット支援低侵襲手術システムによる検証
片側ロボット支援低侵襲手術において、把持のグリッパスケーリングを変えた際の把持動作と物体サイズ知覚を心理物理的に解析し、通常・迅速条件では自然な把持に近い透明性が得られることを示した。
原題: Human-centered transparency of grasping via a robot-assisted minimally invasive surgery system ／ Amit Milstein, Tzvi Ganel, Sigal Berman 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
日本語で読む → - 論文最適制御ロボティクス
片側拘束を受ける機械系における非平滑な最適価値関数と方策関数
接触を伴うロボットの最適制御では価値関数と方策関数が一般に非平滑になることを示し、その影響を簡単な機械系で例示した論文。
原題: Nonsmooth optimal value and policy functions in mechanical systems subject to unilateral constraints ／ Bora S. Banjanin, Samuel A. Burden
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
動作計画における怠惰の証明された美徳
最短経路に沿った辺のみを評価するLazySPアルゴリズムの辺評価回数について、確率的モデルで解析的な上界を示し、最悪ケースで漸近的に最適であることを証明した論文。
原題: The Provable Virtue of Laziness in Motion Planning ／ Nika Haghtalab, Simon Mackenzie, Ariel D. Procaccia 他
日本語で読む → - 論文模倣学習AI
ニューラル・タスク・プログラミング：階層的タスクへの汎化を学ぶ
タスクの映像デモを入力に、階層的にサブタスクへ再帰分解し、下位プログラムを呼び出すニューラルプログラムでロボット操作を学習する枠組みを提案。未見の長さ・構造・目的のタスクへ汎化できることを示した。
原題: Neural Task Programming: Learning to Generalize Across Hierarchical Tasks ／ Danfei Xu, Suraj Nair, Yuke Zhu 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
不確実性を回避するモデル予測パス積分制御による押し操作
ロボットデータから学習した予測モデルの不確実性を推定し、MPPI制御で不確実性の高い領域を避けながら箱を目標位置へ押す手法を実機で実証した。
原題: Uncertainty Averse Pushing with Model Predictive Path Integral Control ／ Ermano Arruda, Michael J Mathew, Marek Kopicki 他
日本語で読む → - 論文群制御AI
AIバズワード解説：マルチエージェント経路探索（MAPF）
複数のロボットやエージェントが互いに衝突せずに目的地へ移動する経路を計画する「マルチエージェント経路探索」の基本概念を解説した記事。
原題: AI Buzzwords Explained: Multi-Agent Path Finding (MAPF) ／ Hang Ma, Sven Koenig
日本語で読む → - 論文歩行制御
フィードバック正則化と幾何学的PID制御による平面3リンクハイブリッド二足歩行モデルのロバスト安定化
平面3リンク二足歩行モデルに対し、仮想拘束とフィードバック正則化を組み合わせて幾何学的PID制御を適用し、傾斜変動に対するロバストな安定化を実現した。
原題: Feedback Regularization and Geometric PID Control for Robust Stabilization of a Planar Three-link Hybrid Bipedal Walking Model ／ W. M. L. T. Weerakoon, T. W. U. Madhushani, D. H. S. Maithripala 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
感覚データからの行動効果予測における学習モデルと解析モデルの融合
深層学習で感覚入力を解析モデル用の表現に変換し、物理モデルと組み合わせて物体押し動作の効果を予測するハイブリッド手法を提案し、大規模実データで有効性を示した。
原題: Combining Learned and Analytical Models for Predicting Action Effects from Sensory Data ／ Alina Kloss, Stefan Schaal, Jeannette Bohg
日本語で読む → - 論文MAVロボティクス
MBZ国際ロボティクスチャレンジにおけるETH-MAVチームの取り組み
2017年MBZIRCに参加したETHチームのMAVシステムのハードウェアとソフトウェアを紹介し、視覚サーボによる物体把持や自律着陸の実験結果を報告した論文。
原題: The ETH-MAV Team in the MBZ International Robotics Challenge ／ Rik Bähnemann, Michael Pantic, Marija Popović 他
日本語で読む → - 論文ビジュアルサーボロボティクス
未知物体に対するマーカーレスビジュアルサーボによるヒューマノイドロボットの把持
ステレオ視とベイズフィルタで未知物体の把持可能領域とエンドエフェクタ姿勢を推定し、画像ベースのビジュアルサーボで把持動作を実現した。
原題: Markerless visual servoing on unknown objects for humanoid robot platforms ／ Claudio Fantacci, Giulia Vezzani, Ugo Pattacini 他
日本語で読む → - 論文動作計画ロボティクス
時相論理仕様に基づく物理ベースの動作計画
LTLで記述したタスクをオントロジーで推論しつつ、物理ベースの動作計画を組み合わせ、物体を操作しながら目標を達成する移動ロボットの計画手法を提案した論文。
原題: Physics-based Motion Planning with Temporal Logic Specifications ／ Muhayyuddin, Aliakbar Akbari, Jan Rosell
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