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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: 2019/10/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集

• 論文歩行ロボティクス2019/10/1

  ハイブリッドゼロダイナミクスに着想を得た強化学習による3D二足歩行のフィードバック制御方策設計

  歩行ダイナミクスのハイブリッド性とハイブリッドゼロダイナミクス理論を方策構造に組み込み、軽量で短時間学習かつ外乱に頑健な3D二足歩行の強化学習制御をCassieで実現した。

  原題: Hybrid Zero Dynamics Inspired Feedback Control Policy Design for 3D Bipedal Locomotion using Reinforcement Learning ／ Guillermo A. Castillo, Bowen Weng, Wei Zhang 他

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• 論文歩行ロボティクス2019/10/1

  近接方策最適化によるヒューマノイドロボットの走行スキル学習

  深層強化学習（PPO）を用い、事前知識なしにロボットのダイナミクスから走行方策を学習させ、Soccer 3Dのスプリント速度で従来の最先端を大きく上回った。

  原題: Learning Humanoid Robot Running Skills through Proximal Policy Optimization ／ Luckeciano C. Melo, Marcos R. O. A. Maximo

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• 論文歩行ロボティクス2019/10/1

  方策による軌道生成器の変調

  単純な方策でパラメトリックな軌道生成器を変調するアーキテクチャを提案し、四足歩行ロボットの速度制御歩行をIMU観測のみから強化学習で獲得、実機にも転移した。

  原題: Policies Modulating Trajectory Generators ／ Atil Iscen, Ken Caluwaerts, Jie Tan 他

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• 論文歩行機械学習2019/10/1

  損傷ロボットの一発診断と適応のための深層強化学習

  LSTMによる損傷診断とドメインランダム化を組み合わせ、単一の強化学習ポリシーで多様な損傷に1回の試行で適応する制御アーキテクチャを提案した。

  原題: Deep Reinforcement Learning for Single-Shot Diagnosis and Adaptation in Damaged Robots ／ Shresth Verma, Haritha S. Nair, Gaurav Agarwal 他

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• 論文歩行ロボティクス2019/10/1

  歩容原理と敵対的批評家付き強化学習による二足歩行ロボットの歩行学習

  歩行原理に基づく歩容報酬と敵対的TD3+RNNで二足歩行ロボットの強化学習を改善し、累積報酬の過大評価を抑えて人間らしい安定歩行を実現した。

  原題: Teach Biped Robots to Walk via Gait Principles and Reinforcement Learning with Adversarial Critics ／ Kuangen Zhang, Zhimin Hou, Clarence W. de Silva 他

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• 論文歩行ロボティクス2019/10/1

  ハイブリッド受動線形倒立振子モデルによる3D劣駆動二足歩行の軌道特性評価・安定化・合成

  H-LIPモデルで3D劣駆動二足歩行の周期軌道を幾何学的に特徴づけ、ステッピング制御器で大域安定化し、P1/P2軌道の合成で連続歩容生成を実現した。

  原題: Orbit Characterization, Stabilization and Composition on 3D Underactuated Bipedal Walking via Hybrid Passive Linear Inverted Pendulum Model ／ Xiaobin Xiong, Aaron Ames

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• 論文歩行ロボティクス2019/10/1

  低次元モデル最適化による動作分離・合成とCLF-QP能動力制御を用いた動的二足歩行

  3Dヒューマノイド歩行を周期運動と遷移運動に分離し、それぞれを矢状面・前額面の平面歩行に分解して低次元モデルで計画、CLF-QPで機体に埋め込む枠組みを提案した。

  原題: Motion Decoupling and Composition via Reduced Order Model Optimization for Dynamic Humanoid Walking with CLF-QP based Active Force Control ／ Xiaobin Xiong, Aaron Ames

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• 論文歩行機械学習2019/10/1

  対称性を利用したデータ拡張による四足歩行ロボットの学習効率化

  四足歩行制御において、左右対称性などの対称変換で経験データを水増しし、actor-critic学習を高速化した研究。

  原題: Augmenting learning using symmetry in a biologically-inspired domain ／ Shruti Mishra, Abbas Abdolmaleki, Arthur Guez 他

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• 論文歩行ロボティクス2019/10/1

  リー群制約付きEKFと少数ウェアラブルIMUによる下肢運動学推定

  3つのIMUとリー群表現・制約付き拡張カルマンフィルタを用いて歩行中の骨盤・大腿・下腿の運動学を推定し、膝・股関節角度を高精度に求めた研究。

  原題: Estimating Lower Limb Kinematics using a Lie Group Constrained EKF and a Reduced Wearable IMU Count ／ Luke Sy, Nigel H. Lovell, Stephen J. Redmond

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• 論文歩行ロボティクス2019/10/1

  フットマウント慣性航法のためのロバストなデータ駆動型零速度検出

  足装着慣性センサの航法精度向上のため、運動分類器で閾値を適応更新する零速度検出法と、LSTMで生データから零速度を分類する手法を提案し、歩行・走行・階段昇降で既存法より高精度を示した。

  原題: Robust Data-Driven Zero-Velocity Detection for Foot-Mounted Inertial Navigation ／ Brandon Wagstaff, Valentin Peretroukhin, Jonathan Kelly

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• 論文歩行ロボティクス2019/10/1

  逆動力学に基づく制御リアプノフ関数アプローチ

  劣駆動二足歩行ロボットの全身制御のため、制御リアプノフ関数を逆動力学の枠組みで解く最適化手法を提案し、シミュレーションでの歩行と実機での動的しゃがみ動作を実証した。

  原題: An Inverse Dynamics Approach to Control Lyapunov Functions ／ Jenna Reher, Claudia Kann, Aaron D. Ames

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• 論文歩行者予測画像認識2019/10/1

  離散残差フローによる歩行者の確率的行動予測

  将来の人間の動きの不確実性を捉えるため、空間位置の離散分布を予測・更新する畳み込みニューラルネットワークDRF-Netを提案し、歩行者軌跡予測で既存手法を上回った。

  原題: Discrete Residual Flow for Probabilistic Pedestrian Behavior Prediction ／ Ajay Jain, Sergio Casas, Renjie Liao 他

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• 論文歩行ロボティクス2019/10/1

  軌道最適化と関数近似を組み合わせたオンライン軌道計画：外骨格Atalanteへの応用

  軌道最適化で計算した解を関数近似として学習し、オンラインで高精度かつ低計算コストに軌道を生成する手法を提案。外骨格Atalanteの平地歩行で有効性を示した。

  原題: Online Trajectory Planning Through Combined Trajectory Optimization and Function Approximation: Application to the Exoskeleton Atalante ／ Alexis Duburcq, Yann Chevaleyre, Nicolas Bredeche 他

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• 論文ウェアラブルセンサ/歩行計測ロボティクス2019/10/1

  3つのウェアラブルセンサのみで歩行時の下肢キネマティクスを推定する制約付きカルマンフィルタアルゴリズム

  骨盤と両すねに装着した3つの慣性センサのみから、制約付きカルマンフィルタを用いて歩行中の骨盤・大腿・下腿の3次元運動を推定する手法を提案し、光学式モーションキャプチャとの比較で精度を評価した。

  原題: Estimating Lower Limb Kinematics using a Reduced Wearable Sensor Count ／ Luke Sy, Michael Raitor, Michael Del Rosario 他

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• 論文歩行ロボティクス2019/10/1

  簡略化動力学に基づく脚式移動の非線形軌道最適化のハードウェア実現可能性

  単一剛体動力学に基づく軌道最適化に、関節トルク限界と脚の衝突を考慮した2つの実現可能性制約を導入し、不整地でのロバストな動作をHyQロボットで実証した。

  原題: On the Hardware Feasibility of Nonlinear Trajectory Optimization for Legged Locomotion based on a Simplified Dynamics ／ Angelo Bratta, Romeo Orsolino, Michele Focchi 他

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• 論文歩行ロボティクス2019/10/1

  着地衝撃を考慮した全駆動二足歩行ロボットのオンライン動作計画

  離散的な着地衝撃ダイナミクスと着地タイミングを考慮しつつ、1歩分の全身動作を0.6秒以内にリアルタイム生成するオンライン動作計画手法を提案した。

  原題: Impact-Aware Online Motion Planning for Fully-Actuated Bipedal Robot Walking ／ Yuan Gao, Xingye Da, Yan Gu

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• 論文歩行cs.NE2019/9/1

  CPGとニューラルネットワークによる二足歩行の階層制御

  最適化したCPGネットワークで関節運動を生成し、ニューラルネットが低次元信号で歩行方向を調整する階層制御を提案し、NICOロボットのシミュレーションで有効性を示した。

  原題: Hierarchical Control for Bipedal Locomotion using Central Pattern Generators and Neural Networks ／ Sayantan Auddy, Sven Magg, Stefan Wermter

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• 論文歩行ロボティクス2019/9/1

  四足歩行ロボットのハイブリッドゼロダイナミクスによるモデルベース運動計画と制御への第一歩

  二足歩行で実績のあるハイブリッドゼロダイナミクス(HZD)手法を四足歩行ロボットに拡張し、歩行・アンブル・トロットの最適軌道生成とポアンカレ断面解析に基づく指数安定化制御を実現、Vision 60で実機検証した。

  原題: First Steps Towards Full Model Based Motion Planning and Control of Quadrupeds: A Hybrid Zero Dynamics Approach ／ Wen-Loong Ma, Kaveh Akbari Hamed, Aaron D. Ames

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• 論文歩行ロボティクス2019/9/1

  学習したゼロ・ワンステップ捕捉性予測による堅牢なヒューマノイド接触計画

  外乱を受けても転倒せず目標に到達できる確率を最大化する足配置計画を提案し、ニューラルネットでゼロ・ワンステップ捕捉性を高速予測することで、従来より外乱に強い計画を効率的に生成できることを示した。

  原題: Robust Humanoid Contact Planning with Learned Zero- and One-Step Capturability Prediction ／ Yu-Chi Lin, Ludovic Righetti, Dmitry Berenson

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• 論文歩行ロボティクス2019/9/1

  3D地形における構成空間ベースのフリッパー計画

  圧力センサーなどの追加センサーなしに、小型救助ロボットの4つのフリッパーの形態を3D地形上で計画するアルゴリズムを提案し、実機実験で有効性を示した。

  原題: Configuration-Space Flipper Planning on 3D Terrain ／ Yijun Yuan, Qingwen Xu, Sören Schwertfeger

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• 論文歩行ロボティクス2019/9/1

  全身インパルス制御とモデル予測制御による高ダイナミック四脚歩行

  MPCで反力プロファイルを最適化し、WBCで関節トルク等を計算する制御系をMini-Cheetahに実装し、空中相を含む高速歩行を実現した。

  原題: Highly Dynamic Quadruped Locomotion via Whole-Body Impulse Control and Model Predictive Control ／ Donghyun Kim, Jared Di Carlo, Benjamin Katz 他

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• 論文歩行支援・転倒防止ロボティクス2019/9/1

  歩行支援デバイスの転倒防止制御ポリシーの学習

  歩行支援デバイスに搭載したセンサとアクチュエータを用い、転倒予測器と回復ポリシーを学習させて転倒を防ぐ手法を提案し、シミュレーションで有効性を示した。

  原題: Learning a Control Policy for Fall Prevention on an Assistive Walking Device ／ Visak C V Kumar, Sehoon Ha, Gergory Sawicki 他

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• 論文歩行ロボティクス2019/9/1

  トルク制御ヒューマノイドの押され耐性のためのオンラインDCM軌道生成

  DCMを事前計画する制御構成に、片脚支持期に次歩の位置とタイミングを調整するステップアダプタを追加し、押されても転倒しない歩行をオンラインQPで実現した。

  原題: Online DCM Trajectory Generation for Push Recovery of Torque-Controlled Humanoid Robots ／ Milad Shafiee, Giulio Romualdi, Stefano Dafarra 他

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• 論文歩行ロボティクス2019/9/1

  二足歩行から四足歩行へ：全身ダイナミクス分解による高速歩容生成

  四足ロボットの全身非線形ハイブリッドダイナミクスを二つの二足系に分解し、HZD枠組みで二足歩容を高速生成して再構成することで、全次数ダイナミクスを活かした四足歩容を数秒で生成する手法を提案した。

  原題: From Bipedal Walking to Quadrupedal Locomotion: Full-Body Dynamics Decomposition for Rapid Gait Generation ／ Wen-Loong Ma, Aaron D Ames

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• 論文歩行ロボティクス2019/9/1

  並列弾性を備えた移動質量ホッピングロボットの性能向上

  アクチュエータと並列にバネを追加することで、移動質量型ホッピングロボットのエネルギー効率が2.5倍向上し、ピーク力も40%削減できることを示した研究。

  原題: Improved Performance on Moving-Mass Hopping Robots with Parallel Elasticity ／ Eric Ambrose, Aaron D. Ames

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• 論文歩行ロボティクス2019/9/1

  多脚壁登りロボットのための最適化ベース動作計画

  6脚ロボットが2枚の壁の間で摩擦のみの接触を保ちながら垂直登攀するための動作計画を、胴体姿勢と接触力に分離して最適化で解く手法を提案し、障害物や凹凸・傾斜壁で検証した。

  原題: Optimization Based Motion Planning for Multi-Limbed Vertical Climbing Robots ／ Xuan Lin, Jingwen Zhang, Junjie Shen 他

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• 論文歩行ロボティクス2019/9/1

  階層強化学習による汎化可能な移動スキルの学習

  移動を多様なプリミティブスキルの学習とモデルベース計画による系列化に分割する階層学習フレームワークを提案し、実機の6脚ロボットで約2時間の学習から12m先の目標まで歩行できることを示した。

  原題: Learning Generalizable Locomotion Skills with Hierarchical Reinforcement Learning ／ Tianyu Li, Nathan Lambert, Roberto Calandra 他

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• 論文歩行ロボティクス2019/9/1

  アクティブ足首補償による外骨格の安定化

  完全駆動型下肢外骨格ATALANTEにおいて、足首を個別制御して足裏の平行維持・接地の剛性確保・骨盤姿勢のフィードバックを行うことで、片脚立位や松葉杖なし歩行の安定性を実験的に向上させた研究。

  原題: Stabilization of Exoskeletons through Active Ankle Compensation ／ Thomas Gurriet, Maegan Tucker, Claudia Kann 他

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• 論文歩行ロボティクス2019/9/1

  地形情報を活用したMPCによる動的四足歩行制御

  CNNで安全な足場を選び、MPCで地面反力を最適化する四足歩行制御を提案し、機上センシング条件下のシミュレーションで評価した。

  原題: MPC-based Controller with Terrain Insight for Dynamic Legged Locomotion ／ Octavio Villarreal, Victor Barasuol, Patrick M. Wensing 他

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• 論文歩行ロボティクス2019/9/1

  テンプレート・アンカーフレームワークによる安全なオンライン歩行設計

  テンプレートモデル上で到達可能性解析を行いモデル誤差を考慮することで、アンカーモデルに対する安全保証付き制御器をオンラインで生成する手法を提案し、5リンクRABBITモデルで安全な歩行を実現した。

  原題: Leveraging the Template and Anchor Framework for Safe, Online Robotic Gait Design ／ Jinsun Liu, Pengcheng Zhao, Zhenyu Gan 他

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