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: 2015/12/1 ／ 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 →- 論文移動ロボット/消費電力ロボティクス
Wifibotの消費電力モデリングと通信コストが稼働時間に与える影響の研究
移動ロボットWifibotのモータ消費電力を速度・加速度別にモデル化し、通信の中継が稼働時間を延ばせるかを実験的に検討した論文。
原題: Modeling the power consumption of a Wifibot and studying the role of communication cost in operation time ／ Dimitrios Zorbas, Tahiry Razafindralambo
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
マルチロボットチームにおける多様性と知能
マルチロボットシステムの行動多様性を調べる新手法を提案し、シミュレーションと実機実験で採餌・サッカー・フォーメーション課題に適用した研究。
原題: Diversity and Intelligence in Multi-robot Teams ／ Monica Dragoicea
日本語で読む → - 論文設計理論cs.LO
共同設計の数学理論
機能・実装・資源の三空間と実現可能性関係で設計問題を定式化し、サブシステム間の再帰的制約を持つ共同設計問題の最適解（最小資源のパレートフロント）を不動点計算で求められることを示した理論論文。
原題: A Mathematical Theory of Co-Design ／ Andrea Censi
日本語で読む → - 論文コアセット/姿勢推定ロボティクス
キネマティックデータのコアセット：定理からリアルタイムシステムへ
動く点群のコアセットを1パスで計算し、KabschやPnPなどの姿勢推定を低コストIoT機器上でリアルタイムに実行可能にした研究。
原題: Coresets for Kinematic Data: From Theorems to Real-Time Systems ／ Soliman Nasser, Ibrahim Jubran, Dan Feldman
日本語で読む → - 論文生産計画ロボティクス
組立ラインへの省エネルギー部品供給のためのマスフローMILP定式化
組立ラインのワークステーションへの部品供給問題に対し、部品の流れではなくマスフローを扱うことでエネルギー消費を最小化する混合整数線形計画法を提案した論文。
原題: A mass-flow MILP formulation for energy-efficient supplying in assembly lines ／ Maria Muguerza, Cyril Briand, Nicolas Jozefowiez 他
日本語で読む → - 論文医療ロボティクスロボティクス
メンタルヘルスケアにおけるロボティクス技術
メンタルヘルスケア分野でのロボットと知的センシング技術の現状と将来の活用可能性、設計・倫理的課題を概観したレビュー。
原題: Robotics Technology in Mental Health Care ／ Laurel D. Riek
日本語で読む → - 論文時空間グラフ画像認識
時空間グラフ上の深層学習：Structural-RNN
任意の時空間グラフをフィードフォワードで微分可能なRNN混合構造に変換し、統合的に学習できる汎用的手法を提案した論文。
原題: Structural-RNN: Deep Learning on Spatio-Temporal Graphs ／ Ashesh Jain, Amir R. Zamir, Silvio Savarese 他
日本語で読む → - 論文強化学習AI
オンライン多タスク強化学習によるロボット救助探索
複数タスクの知識共有で学習を効率化するPG-ELLAを地上ロボットの物体探索に適用し、Q学習や方策勾配法と性能を比較した。
原題: Robotic Search & Rescue via Online Multi-task Reinforcement Learning ／ Lisa Lee
日本語で読む → - 論文3Dマッピングロボティクス
動的ボリューム配置によるマルチボリューム高解像度RGB-Dマッピング
RGB-Dフレームから広域を高解像度で3Dマッピングするため、複数のマッピングボリュームを動的に配置・CPU/GPU間で交換するシステムを提案した。
原題: Multi-Volume High Resolution RGB-D Mapping with Dynamic Volume Placement ／ Michael Salvato, Ross Finman, John Leonard
日本語で読む → - 論文運動計画ロボティクス
状態ベース補間を用いたランダム運動学的プランナの確率的完全性
状態空間で軌道を補間する運動学的プランナに対し、系の運動方程式から検証可能な仮定の下で確率的完全性を証明し、二次連続性がサンプリング密度の恩恵に直結することを示した。
原題: Completeness of Randomized Kinodynamic Planners with State-based Steering ／ Stéphane Caron, Quang-Cuong Pham, Yoshihiko Nakamura
日本語で読む → - 論文衝突検出ロボティクス
接触空間伝播サンプリングによる剛体モデル間の効率的な貫入深度計算
2つの非凸形状間の近似的な貫入深度を、オフラインで接触空間をサンプリングして事前計算し、実行時は最近傍探索と局所投影で高速に求める手法を提案した。
原題: Efficient Penetration Depth Computation between Rigid Models using Contact Space Propagation Sampling ／ Liang He, Jia Pan, Danwei Li 他
日本語で読む → - 論文状態推定機械学習
指数自然粒子フィルタ
自然勾配学習を用いた状態遷移確率で粒子の多様性損失や粒子数増大の問題を緩和する新しい粒子フィルタxNPFを提案し、従来手法より真の目標状態に近く収束することを示した。
原題: Exponential Natural Particle Filter ／ Ghazal Zand, Mojtaba Taherkhani, Reza Safabakhsh
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ガウス平面上での並列平面マニピュレータの順運動学問題の解法
3つのRPR関節からなる並列平面マニピュレータの姿勢を、複素数体上のイデアルと自己逆多項式を用いて求める手法を提案し、直角三角形型の台座と移動プラットフォームについてグレブナー基底を計算して検証した。
原題: Solving the Forward Position Problem of an In-Parallel Planar Manipulator in the Gauss Plane ／ Sureyya Sahin
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
感情表現豊かな表情ロボット顔「ExpressionBot」
小型プロジェクタと魚眼レンズでマスクに顔アニメーションを投影し、表情・視線・口の動きを再現する3自由度のロボット頭部を開発。画面型アバターとの比較実験で表情認識やアイコンタクトの優位性を示した。
原題: ExpressionBot: An Emotive Lifelike Robotic Face for Face-to-Face Communication ／ Ali Mollahosseini, Gabriel Graitzer, Eric Borts 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
安全性と性能のトレードオフ：ロバスト性能制約下でのロボット群の迅速展開
ロボット群を期限までに各目標へ配置する問題で、速度と故障率の関係を考慮し、制約付きマルコフ決定過程とロバスト最適化により成功率を最大化する制御方策を求めた。
原題: Trading Safety Versus Performance: Rapid Deployment of Robotic Swarms with Robust Performance Constraints ／ Yin-Lam Chow, Marco Pavone, Brian M. Sadler 他
日本語で読む → - 論文群制御制御
収縮理論に基づくロボットネットワークの3次元対称フォーメーションの分散アルゴリズム
巡回追跡と収縮理論を組み合わせ、複数ロボットが3次元空間で正多角形やジョンソン立体などの対称フォーメーションへ大域収束する分散制御則を設計し、クアッドコプター群で実証した。
原題: Decentralized Algorithms for 3D Symmetric Formations in Robotic Networks: a Contraction Theory Approach ／ Sumeet Singh, Edward Schmerling, Marco Pavone
日本語で読む → - 論文空中姿勢制御ロボティクス
慣性再配向のための付属肢の比較設計・スケーリング・制御
空中での姿勢制御に用いる慣性付属肢の設計を比較する枠組みを提案し、テンプレートモデルで設計制約を明らかにした上で、RHexロボットに尾を後付けして有効性を実証した。
原題: Comparative Design, Scaling, and Control of Appendages for Inertial Reorientation ／ Thomas Libby, Aaron M. Johnson, Evan Chang-Siu 他
日本語で読む → - 論文タスク計画AI
ロボットのタスク計画における説明可能性と予測可能性
人間がロボットの行動計画をどう理解するかを条件付き確率場で学習し、計画の「説明しやすさ」と「予測しやすさ」を計算する手法を提案した。
原題: Plan Explicability and Predictability for Robot Task Planning ／ Yu Zhang, Sarath Sreedharan, Anagha Kulkarni 他
日本語で読む → - 論文参照表現画像認識
曖昧性のない物体記述の生成と理解
画像中の特定物体を一意に指す参照表現を生成し、また与えられた表現から対象物体を推論する手法を提案。MS-COCOベースの大規模データセットも公開した。
原題: Generation and Comprehension of Unambiguous Object Descriptions ／ Junhua Mao, Jonathan Huang, Alexander Toshev 他
日本語で読む → - 論文HRIロボティクス
eBear：表情豊かなクマ型ロボット
機械式フェイスプレートとLCD口を持つクマ型ロボットを開発し、表情表出とユーザー表情認識の融合手法を評価した研究。
原題: eBear: An Expressive Bear-Like Robot ／ Xiao Zhang, Ali Mollahosseini, Amir H. Kargar B. 他
日本語で読む → - 論文sim2real機械学習
視覚のみでロボットアームを制御する深層強化学習
生のカメラ画像だけから3関節ロボットアームの目標到達動作を深層強化学習(DQN)で学習させ、シミュレーションでは成功したが実機への単純な転移は失敗し、合成画像に置き換えると機能することを示した。
原題: Towards Vision-Based Deep Reinforcement Learning for Robotic Motion Control ／ Fangyi Zhang, Jürgen Leitner, Michael Milford 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
Kilombo: Kilobotのためのスウォームロボティクス研究を効率化するシミュレータ
Kilobotsのプログラムコードをシミュレータと実機で共通利用できるCベースのシミュレータKilomboを開発し、1000台のロボットをリアルタイムの100倍速で実行可能にした。
原題: Kilombo: a Kilobot simulator to enable effective research in swarm robotics ／ Fredrik Jansson, Matthew Hartley, Martin Hinsch 他
日本語で読む → - 論文義足・リハビリテーションロボティクスロボティクス
直列弾性アクチュエータと力制御を用いた大腿切断者向け格納式義足
直列弾性アクチュエータで膝を力制御し、足首をパッシブにした低コスト大腿義足を開発。ソケットはコンプライアンスのミラーリングで快適性を向上させた。
原題: Retractable Prosthesis for Transfemoral Amputees Using Series Elastic Actuators and Force Control ／ Elena Galbally, Frank Small, Ivan Zanco
日本語で読む → - 論文ステレオビジョンロボティクス
高速かつ調整可能なステレオ再構成
ステレオ画像から区分平面メッシュを用いて反復的に深度を推定し、単一CPUスレッドでVGA解像度120Hzを達成する高速ステレオ視差推定手法を提案した。
原題: High-Performance and Tunable Stereo Reconstruction ／ Sudeep Pillai, Srikumar Ramalingam, John J. Leonard
日本語で読む → - 論文sim2realロボティクス
協働ロボット制御コードのための体系的かつ現実的なシミュレーション検証
カバレッジ駆動型検証と二段階テスト生成を用い、ROS-Gazebo上で物体受け渡しタスクのロボット制御コードを体系的にシミュレーション検証する手法を提案した。
原題: Systematic and Realistic Testing in Simulation of Control Code for Robots in Collaborative Human-Robot Interactions ／ Dejanira Araiza-Illan, David Western, Anthony G. Pipe 他
日本語で読む → - 論文分散最適化math.OC
有向ネットワーク上の凸平滑分散最適化のためのExtraPush
有向ネットワーク上で凸微分可能な目的関数を分散最適化するExtraPushを提案し、固定ステップ幅で動作しつつ劣勾配プッシュより高速であることを示した。
原題: ExtraPush for convex smooth decentralized optimization over directed networks ／ Jinshan Zeng, Wotao Yin
日本語で読む → - 論文ループ閉じ込め画像認識
ループ閉じ込めのための簡易階層プーリングデータ構造
視覚的な単語の袋（bag-of-words）記述子を階層的に平均化するデータ構造を提案し、大規模ループ閉じ込めにおいて4〜20倍の高速化を達成した。
原題: A Simple Hierarchical Pooling Data Structure for Loop Closure ／ Xiaohan Fei, Konstantine Tsotsos, Stefano Soatto
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
実環境で泳ぐ水上ロボット群の集団行動を進化計算で獲得
シミュレーションで進化させたニューラルネット制御器を最大10台の水上ロボット群に転送し、帰還・分散・クラスタリング・監視の集団行動が実環境でもスケーラブルかつ柔軟に機能することを実証した。
原題: Evolution of Collective Behaviors for a Real Swarm of Aquatic Surface Robots ／ Miguel Duarte, Vasco Costa, Jorge Gomes 他
日本語で読む → - 論文群制御ロボティクス
無線接続ロボットネットワークにおける通信・運動の統合計画：概観と設計指針
無線接続ロボットネットワークにおいて、通信と運動の自由度を同時に活用する統合計画フレームワーク(JCMP)を提案し、OODAモデルに基づくアーキテクチャと従来手法との比較、未解決課題を論じた技術ノート。
原題: Joint Communication-Motion Planning in Wireless-Connected Robotic Networks: Overview and Design Guidelines ／ Bo Zhang, Yunlong Wu, Xiaodong Yi 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
非周期的な二足歩行の計画・制御フレームワーク
プリズマティック倒立振子モデルに基づき、非周期的な頂点状態を追従する二足歩行の計画・制御手法を提案し、不整地や外乱下でのロバスト性をシミュレーションで示した。
原題: A Framework for Planning and Controlling Non-Periodic Bipedal Locomotion ／ Ye Zhao, Benito R. Fernandez, Luis Sentis
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