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 →- 論文歩行ロボティクス
二足歩行と押し戻し回復のためのデータ駆動型計算モデル
人間の二足歩行と外部からの押しに対する回復動作を、離散的な切り替えと連続的な動力学を併せ持つハイブリッドシステムとしてデータ駆動でモデル化した研究。
原題: Data Driven Computational Model for Bipedal Walking and Push Recovery ／ Vijay Bhaskar Semwal
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 → - 論文自動運転ロボティクス
LADARを用いた都市走行向け車両追跡と軌道推定
車載スキャニングLADARで周辺車両を検出し、可変軸アッカーマンモデルと独立ステアリングモデルを組み合わせた多重仮説追跡器で高精度に軌道推定する手法を提案した。
原題: LADAR-Based Vehicle Tracking and Trajectory Estimation for Urban Driving ／ Daniel Morris, Paul Haley, William Zachar 他
日本語で読む → - 論文視覚ナビゲーションロボティクス
画像空間ポテンシャル場：視覚ベース包摂制御のための固定サイズ環境表現
視覚ナビゲーション向けに、カメラ画像空間と構造が似てサイズが一定の環境表現を提案し、センサ空間のまま制御できる包摂制御アーキテクチャの基盤を示した。
原題: Image Space Potential Fields: Constant Size Environment Representation for Vision-based Subsumption Control Architectures ／ Jeffrey Kane Johnson
日本語で読む → - 論文水中ロボット/MPCロボティクス
障害物と境界を考慮した水中ロボットのロバストモデル予測制御
静的な障害物や作業空間の境界、推力飽和、速度上限を制約として扱い、海流も含む全ダイナミクスを考慮した非線形モデル予測制御で水中ロボットをウェイポイントへ誘導する手法を提案し、4自由度水中ロボットの水槽実験で検証した。
原題: A Robust Model Predictive Control Approach for Autonomous Underwater Vehicles Operating in a Constrained workspace ／ Shahab Heshmati-alamdari, George C. Karras, Panos Marantos 他
日本語で読む → - 論文制御理論math.OC
センシング制約付きLQG制御
センサ選択・推定・制御を同時に設計する「センシング制約付きLQG制御」を定式化し、分離原理に基づくスケーラブルな準最適アルゴリズムを提案した論文。
原題: Sensing-Constrained LQG Control ／ Vasileios Tzoumas, Luca Carlone, George J. Pappas 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
過小拘束全身制御による脚を伸ばした歩行
全身制御器に脚の伸展を優先させることで、つま先離れを自然に活用し、複雑な高さ計画なしに効率的な二足歩行を実現した。
原題: Straight-Leg Walking Through Underconstrained Whole-Body Control ／ Robert J. Griffin, Georg Wiedebach, Sylvain Bertrand 他
日本語で読む → - 論文組み込みAI画像認識
低電力組み込みシステム向けソナー画像分類のリアルタイム畳み込みネットワーク
最大プーリングを積極的に用いた小型モジュールでネットワークを構築し、パラメータを削減しつつ高精度を維持して、Raspberry Pi 2上でソナー画像をリアルタイム分類できることを示した。
原題: Real-time convolutional networks for sonar image classification in low-power embedded systems ／ Matias Valdenegro-Toro
日本語で読む → - 論文セマンティックマッピングロボティクス
自由空間レイアウトを用いた異種モダリティ地図のセグメンテーション手法 MAORIS
ロボット構築地図と手描きスケッチ地図の両方を、距離画像と円形カーネルの畳み込みによるリップル検出で部屋や廊下に分割する手法を提案し、MCCベースの評価指標も導入した。
原題: A method to segment maps from different modalities using free space layout -- MAORIS : MAp Of RIpples Segmentation ／ Malcolm Mielle, Martin Magnusson, Achim J. Lilienthal
日本語で読む → - 論文ヒューマンロボット協働ロボティクス
スパイキングニューラルネットワークによる早期ターンテイキング予測で実現する人とロボットの協働
スパイキングニューラルネットワークを用いた認知モデルで、マルチモーダルな人間の合図からターンテイキング意図を早期に予測する枠組みを提案し、手術シミュレーションで従来手法や人間を上回る性能を示した。
原題: Early Turn-taking Prediction with Spiking Neural Networks for Human Robot Collaboration ／ Tian Zhou, Juan P. Wachs
日本語で読む → - 論文ナビゲーションAI
ロボットナビゲータによる自然な説明生成
認知ベースの自律ナビゲーションシステムが、常識・定性推論・学習した空間モデルに基づき、移動中の判断を自然言語でリアルタイムに説明する手法を提案した。
原題: WHY: Natural Explanations from a Robot Navigator ／ Raj Korpan, Susan L. Epstein, Anoop Aroor 他
日本語で読む → - 論文描画/制御ロボティクス
物理運動による自律的な視覚描画
エルゴード性を制御目的として、画像処理や学習データなしに視覚情報をロボットの物理運動へ変換し、文字や肖像画などを描画する手法を提案した論文。
原題: Autonomous Visual Rendering using Physical Motion ／ Ahalya Prabhakar, Anastasia Mavrommati, Jarvis Schultz 他
日本語で読む → - 論文制御/学習ロボティクス
非最小位相系ロボットの即興軌道追従を改善する逆モデル学習法
非最小位相系の入出力データから安定な近似逆モデルを直接学習し、高精度な即興軌道追従を実現する手法を提案した。
原題: An Inversion-Based Learning Approach for Improving Impromptu Trajectory Tracking of Robots with Non-Minimum Phase Dynamics ／ Siqi Zhou, Mohamed K. Helwa, Angela P. Schoellig
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ステップタイミング最適化による膝屈曲を抑えたキャプチャポイント軌道
ステップのタイミングを二次計画法で最適化し、ヒューマノイドの歩行時に必要な膝の曲げを大幅に減らす手法を提案し、シミュレーション上のAtlasで有効性を示した。
原題: Capture Point Trajectories for Reduced Knee Bend using Step Time Optimization ／ Robert J. Griffin, Sylvain Bertrand, Georg Wiedebach 他
日本語で読む → - 論文回転翼UAVmath.DS
モノスピナーのホバリングにおける最適電力構成
単一ローターの回転翼機モノスピナーの動力学モデルを構築し、対称・非対称構成やローター傾斜角を比較して消費電力を最小化する空力設計を初めて示した。
原題: Optimal-power Configurations for Hover Solutions in Mono-spinners ／ Mojtaba Hedayatpour, Mehran Mehrandezh, Farrokh Janabi-Sharifi
日本語で読む → - 論文視覚自己位置推定ロボティクス
CAT：照明変化に頑健な直接視覚自己位置推定のための正規化外観変換の学習
深層畳み込みエンコーダ・デコーダで画像を過去に見た正規化外観へ変換し、照明変化下でも直接法による視覚自己位置推定の精度を向上させる手法を提案した論文。
原題: How to Train a CAT: Learning Canonical Appearance Transformations for Direct Visual Localization Under Illumination Change ／ Lee Clement, Jonathan Kelly
日本語で読む → - 論文農業ロボティクスロボティクス
植物からランドマークへ：農業圃場における深層ポーズ回帰を用いた時間不変な植物位置推定
RGBと近赤外画像から全畳み込みニューラルネットワークで植物の茎の出芽点をランドマークとして学習し、ポーズ回帰により高精度に位置推定する手法を提案した。テンサイ圃場での実験でセンチメートル精度の再現性を実証した。
原題: From Plants to Landmarks: Time-invariant Plant Localization that uses Deep Pose Regression in Agricultural Fields ／ Florian Kraemer, Alexander Schaefer, Andreas Eitel 他
日本語で読む → - 論文モデルベース制御ロボティクス
Koopmanオペレータを用いたモデルベース制御
Koopmanオペレータ理論をロボット制御に応用し、データから線形化可能なモデルを生成してモデルベース制御を強化する手法を提案。シミュレーションとSpheroロボット実験で有効性を示した。
原題: Model-Based Control Using Koopman Operators ／ Ian Abraham, Gerardo De La Torre, Todd D. Murphey
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
2D・3D空間における複数ロボットの分散型衝突回避制御
未知の2D・3D領域での完全被覆と探索タスクに向け、グリッド選択と衝突回避を組み合わせた分散型アルゴリズムを提案し、数学的に証明した。
原題: Decentralized Collision-Free Control of Multiple Robots in 2D and 3D Spaces ／ Xiaotian Yang
日本語で読む → - 論文システム同定ロボティクス
フィッシャー情報量最大化のための軌道合成
非線形動的システムのパラメータ推定精度を高めるため、フィッシャー情報行列のノルムを改善する軌道を連続時間最適化で生成し、二重振り子台車実験で有効性を検証した論文。
原題: Trajectory Synthesis for Fisher Information Maximization ／ Andrew D. Wilson, Jarvis A. Schultz, Todd D. Murphey
日本語で読む → - 論文運動計画cs.CG
非ホロノミック拘束系における効率的な最近傍探索
非ホロノミック系の劣リーマン距離では従来のk-d木の最近傍探索が遅くなることを示し、その距離に特化したk-d木の構築・探索手法を提案して高速化を実現した。
原題: Efficient Nearest-Neighbor Search for Dynamical Systems with Nonholonomic Constraints ／ Valerio Varricchio, Brian Paden, Dmitry Yershov 他
日本語で読む → - 論文ロボットビジョンロボティクス
屋内移動ロボットナビゲーションのためのリアルタイムテキスト位置推定
モルフォロジー演算とSVMを用いて、屋内環境の画像からテキスト領域をリアルタイムで検出・位置推定する手法を提案した論文。
原題: Real time text localization for Indoor Mobile Robot Navigation ／ Kazem Qazanfari, Saeed Shiri
日本語で読む → - 論文触覚ロボティクス
二値接触センサによるエルゴディック探索を用いた非パラメトリック形状推定
低解像度の二値接触センサのみで、エルゴディック探索により物体形状を推定する手法を提案し、複数物体の識別や3次元への拡張も示した。
原題: Ergodic Exploration using Binary Sensing for Non-Parametric Shape Estimation ／ Ian Abraham, Ahalya Prabhakar, Mitra J. Z. Hartmann 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
再帰的中点変位アルゴリズムによる経路計画
障害物がない限り最短直線経路から逸れない局所プランナsRMPDを提案し、それをmulti-RRT型のサンプリング手法に組み込んだmRMPDで基本RRT比最大80%の計画時間短縮を実現した。
原題: RMPD - A Recursive Mid-Point Displacement Algorithm for Path Planning ／ Fangda Li, Ankit V. Manerikar, Avinash C. Kak
日本語で読む → - 論文SLAM/位置推定ロボティクス
Anderson加速を用いたICPの高速化
ICPを固定点問題として捉え、Anderson加速で反復を高速化する手法を提案し、PCLに実装して実データで有効性を示した。
原題: AA-ICP: Iterative Closest Point with Anderson Acceleration ／ A. L. Pavlov, G. V. Ovchinnikov, D. Yu. Derbyshev 他
日本語で読む → - 論文マルチタスク強化学習ロボティクス
勾配誘導による方策特化を用いたマルチタスク学習
複数の関連するロボット運動スキルを効率的に学習するため、共通表現を学ぶ統合訓練と、タスク間の不一致度に基づき重みを分割して特化させる訓練の二段階手法を提案した論文。
原題: Multi-task Learning with Gradient Guided Policy Specialization ／ Wenhao Yu, C. Karen Liu, Greg Turk
日本語で読む → - 論文ビヘイビアツリーロボティクス
ロボティクスとAIにおけるビヘイビアツリー入門
ロボットやゲームAIのタスク切替を構造化するビヘイビアツリーについて、従来手法との関係や設計原則、形式解析・計画・機械学習への応用、確率的拡張までを解説した書籍。
原題: Behavior Trees in Robotics and AI: An Introduction ／ Michele Colledanchise, Petter Ögren
日本語で読む → - 論文スキル学習ロボティクス
自律遊びとスキル中心テストに基づく新しいスキルベースプログラミングパラダイム
ロボットプログラミングを未経験者にも容易にするため、自律的な遊びによるスキル獲得と視覚的プログラミングを統合したフレームワークを提案し、スキル中心のソフトウェアテストも組み込んだ。
原題: A novel Skill-based Programming Paradigm based on Autonomous Playing and Skill-centric Testing ／ Simon Hangl, Andreas Mennel, Justus Piater
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