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: 2019/3/1 ／ 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/義足/センサフュージョンロボティクス
義足歩行における人間・義足・環境ダイナミクスの予測制御のためのセンサフュージョン：サーベイ
パワード義足歩行において人間・義足・環境の相互作用を考慮した予測制御のためのセンサフュージョン手法を概観し、今後の研究課題を整理したサーベイ論文。
原題: Sensor Fusion for Predictive Control of Human-Prosthesis-Environment Dynamics in Assistive Walking: A Survey ／ Kuangen Zhang, Clarence W. de Silva, Chenglong Fu
日本語で読む → - 論文歩行者予測画像認識
等速直線モデルが教える歩行者運動予測の本質
歩行者運動予測において単純な等速直線モデルが最先端のニューラルネットを上回ることを示し、ニューラルネットの入力処理や学習上の落とし穴を分析した論文。
原題: What the Constant Velocity Model Can Teach Us About Pedestrian Motion Prediction ／ Christoph Schöller, Vincent Aravantinos, Florian Lay 他
日本語で読む → - 論文歩行者予測ロボティクス
歩行者軌道予測のための確率的サンプリングシミュレーション
少量の実アノテーションから確率的サンプリングで自動注釈付きのリアルな歩行者軌道を大量生成し、Social GANの学習に用いることで、実データ学習を上回る予測性能を達成した。
原題: Stochastic Sampling Simulation for Pedestrian Trajectory Prediction ／ Cyrus Anderson, Xiaoxiao Du, Ram Vasudevan 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
実行可能領域：支持領域の駆動能力を考慮した拡張
脚式ロボットの静的安定性を、転倒・滑り回避に加えて関節トルク限界も考慮して保証する「実行可能領域」を定義し、HyQロボットで10kgの荷物を運びながら障害物を越える実験に成功した。
原題: Feasible Region: an Actuation-Aware Extension of the Support Region ／ Romeo Orsolino, Michele Focchi, Stéphane Caron 他
日本語で読む → - 論文歩行支援ロボティクス
下肢支援デバイスのためのデータ駆動型歩行セグメンテーション
膝と股関節の運動学データのみから接地・遊脚などの歩行フェーズをリアルタイムに識別するデータ駆動型アルゴリズムを提案し、接触センサなしで踵接地や爪先離れを検出できることを示した。
原題: Data-Driven Gait Segmentation for Walking Assistance in a Lower-Limb Assistive Device ／ Aleksandra Kalinowska, Thomas A. Berrueta, Adam Zoss 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
深層強化学習による二足歩行制御のメッシュベース安定性解析
5リンク平面二足モデルの深層強化学習ポリシーについて、モンテカルロ法の代わりにメッシュベースの手法で安定性とロバスト性を効率的に評価する枠組みを提案した。
原題: Mesh-based Tools to Analyze Deep Reinforcement Learning Policies for Underactuated Biped Locomotion ／ Nihar Talele, Katie Byl
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
反復強化学習によるCassieの動的歩行スキル設計
報酬関数を反復ごとに再定義しつつ前回からの逸脱を抑える実用的な強化学習手法を提案し、二足歩行ロボットCassieで様々な歩容・速度の安定歩行とシミュレーションから実機への転移を実現した。
原題: Iterative Reinforcement Learning Based Design of Dynamic Locomotion Skills for Cassie ／ Zhaoming Xie, Patrick Clary, Jeremy Dao 他
日本語で読む → - 論文歩行者検出画像認識
全方位カメラの歪みを活用した深層強化学習によるロバストな歩行者検出
全方位カメラ画像の歪みを前処理で除去せず、深層強化学習で3Dバウンディングボックスを考慮して歩行者の世界座標位置を推定する検出手法を提案した論文。
原題: OmniDRL: Robust Pedestrian Detection using Deep Reinforcement Learning on Omnidirectional Cameras ／ G. Dias Pais, Tiago J. Dias, Jacinto C. Nascimento 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ベイズ最適化によるハイブリッド軌道最適化を用いた歩行計画
脚式ロボットの歩行計画において、接触スケジュールの選択をベイズ最適化で学習する二段階最適化手法を提案し、単脚ホッピングの計画で有効性を示した。
原題: Locomotion Planning through a Hybrid Bayesian Trajectory Optimization ／ Tim Seyde, Jan Carius, Ruben Grandia 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
OpenRoACH: ROSを搭載した耐久性オープンソース六脚ロボット
15cm・200gの小型六脚ロボットで、オンボードROSを実行でき、レーザーカッターと3Dプリンタで自作可能なオープンソース設計を提供した。
原題: OpenRoACH: A Durable Open-Source Hexapedal Platform with Onboard Robot Operating System (ROS) ／ Liyu Wang, Yuxiang Yang, Gustavo Correa 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
高次元状態空間における移動計画のための抽象表現学習
CNNでコスト関数を表現し、人工データで学習させることで実世界の抽象化にも汎化させ、ハイブリッド走行・歩行移動の探索計画を高速化した研究。
原題: Towards Learning Abstract Representations for Locomotion Planning in High-dimensional State Spaces ／ Tobias Klamt, Sven Behnke
日本語で読む → - 論文歩行ロボットロボティクス
2モータで駆動する新型6脚アリ型ロボットの設計・機構シミュレーション・実装
アリを模した6脚ロボットを考案し、Solidworksで機構設計・最適化、ProteusとAltiumで電子基板を設計して実機を製作した。6脚を2つのDCモータのみで駆動する軽量な半自律型ロボットである。
原題: Design, Mechanical Simulation and Implementation of a New Six- Legged Robot ／ Ahmad Ghanbari, Mahdieh Babaiasl, Ako Veisinejad
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
角運動量と重心高さ変化を活用したロバスト二足歩行の非線形モデル予測制御
非線形倒立振子＋フライホイールモデルを用い、踏み出し位置調整・重心高さ変化・角運動量適応を統合したNMPCを提案し、外乱下でもロバストな二足歩行パターンを生成できることをシミュレーションで示した。
原題: Nonlinear Model Predictive Control for Robust Bipedal Locomotion: Exploring Angular Momentum and CoM Height Changes ／ Jiatao Ding, Chengxu Zhou, Songyan Xin 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
四足歩行のタスク空間計画のための解析モデル
四足歩行を重心で連結された2つの二足歩行として捉え、重力アトラクタのトポロジーに基づく代数モデルを拡張して、重心と足の軌道を簡易に生成する手法を提案した。
原題: Analytic Model for Quadruped Locomotion Task-Space Planning ／ Carlo Tiseo, Sethu Vijayakumar, Michael Mistry
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
単一パラメータで複雑さを調整できる四足歩行ロボットの歩容コントローラ
歩容コントローラの複雑さを1つのパラメータで動的に変えられる手法を提案し、シミュレーションと実機で最適化予算に応じた複雑さの適応が有効であることを示した。
原題: Evolving Robots on Easy Mode: Towards a Variable Complexity Controller for Quadrupeds ／ Tønnes Frostad Nygaard, Charles Patrick Martin, Jim Torresen 他
日本語で読む → - 論文自動運転/歩行者インタラクションロボティクス
無信号交差点における自動運転車のハイブリッド制御設計
歩行者のギャップ受容モデルを用い、4つのモードのみのハイブリッド制御で無信号交差点での自動運転車と歩行者の円滑な相互作用を実現し、シミュレーションと実車実験で検証した。
原題: A Hybrid Control Design for Autonomous Vehicles at Uncontrolled Intersections ／ Nitin R. Kapania, Vijay Govindarajan, Francesco Borrelli 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
ヒューマノイド歩行生成のためのMPC：安定性と実行可能性
ZMP速度を制御入力とする拡張LIPモデルに安定性制約を組み込んだIS-MPCを提案し、再帰的実行可能性の十分条件とCoM/ZMP動力学の安定性を理論的に示し、NAOとHRP-4で検証した。
原題: MPC for Humanoid Gait Generation: Stability and Feasibility ／ Nicola Scianca, Daniele De Simone, Leonardo Lanari 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
受動足首二足ロボットの全身運動制御による動的歩行
受動足首を持つ二足ロボット向けに、接触制約を緩和した全身運動制御(WBLC)を開発し、不整地や滑りやすい地形での動的歩行を実験的に実現した。
原題: Dynamic Locomotion For Passive-Ankle Biped Robots And Humanoids Using Whole-Body Locomotion Control ／ D. Kim, S. Jorgensen, J. Lee 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
多関節移動ロボットの分散制御ポリシーの分散学習
A3Cアルゴリズムの各エージェントをロボットの独立制御部位に対応させ、単一の多関節ロボット上で分散制御ポリシーを学習する手法を提案し、ヘビ型・六脚ロボットの不整地歩行で有効性を示した。
原題: Distributed Learning of Decentralized Control Policies for Articulated Mobile Robots ／ Guillaume Sartoretti, William Paivine, Yunfei Shi 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
接触陰的軌道最適化による四脚マイクロロボットの歩行計画
1.5gの四脚マイクロロボットの3次元動力学モデルを構築し、接触陰的軌道最適化で全身歩行計画を生成、単純な関節制御で追従させて高速歩行や垂直ジャンプを実現した。
原題: Contact-Implicit Optimization of Locomotion Trajectories for a Quadrupedal Microrobot ／ Neel Doshi, Kaushik Jayaram, Benjamin Goldberg 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
深層強化学習による四足歩行ロボットの頑健な復帰制御
階層型の深層強化学習コントローラを構築し、四足ロボットANYmalが任意の転倒姿勢から5秒以内に97%以上の成功率で復帰できるようにした。
原題: Robust Recovery Controller for a Quadrupedal Robot using Deep Reinforcement Learning ／ Joonho Lee, Jemin Hwangbo, Marco Hutter
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
狭所を歩くための脚式ロボットの歩行姿勢適応
脚式ロボットが胴体形状を自律的に変形させ、狭い隙間や低い天井下を通過できるようにするマッピングと経路計画手法を提案し、6脚ロボットで実証した。
原題: Walking Posture Adaptation for Legged Robot Navigation in Confined Spaces ／ Russell Buchanan, Tirthankar Bandyopadhyay, Marko Bjelonic 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
脚式マイクロロボットにおける固有感覚フィードバックを用いた多様な歩幅周波数での効果的な移動
圧電アクチュエータの同時センシングと効率的な推定・制御により、四足マイクロロボットの脚軌道を広い歩幅周波数帯で正確に制御し、生体模倣軌道の検証と高性能移動を実現した。
原題: Effective Locomotion at Multiple Stride Frequencies Using Proprioceptive Feedback on a Legged Microrobot ／ Neel Doshi, Kaushik Jayaram, Samantha Castellanos 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
四足歩行研究プラットフォーム「Stoch」の設計・開発・実験的実現
堅牢でモジュール式の自作四足ロボットStochのハードウェアと制御アーキテクチャを提示し、トロットやバウンド、旋回、歩容遷移を実験で示した。
原題: Design, Development and Experimental Realization of a Quadrupedal Research Platform: Stoch ／ Dhaivat Dholakiya, Shounak Bhattacharya, Ajay Gunalan 他
日本語で読む → - 論文歩行機械学習
深層強化学習による実機ロボットの歩行獲得
最大エントロピー強化学習に基づくサンプル効率の高い手法で、シミュレーションやモデルなしに実機Minitaurロボットの安定した歩行を約2時間で獲得した。
原題: Learning to Walk via Deep Reinforcement Learning ／ Tuomas Haarnoja, Sehoon Ha, Aurick Zhou 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
滑りやすい路面での動的二足歩行：計画的な接地滑りを考慮した安定歩容の実現
クーロン摩擦によるスティックスリップ遷移を考慮した軌道最適化を提案し、AMBER-3M二足ロボットで滑り面上でも安定な歩行を実現、足滑りが移動コストに与える影響も解析した。
原題: Dynamic Walking on Slippery Surfaces: Demonstrating Stable Bipedal Gaits with Planned Ground Slippage ／ Wen-Loong Ma, Yizhar Or, Aaron D. Ames
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
知的歩行支援ロボットにおけるLSTMを用いた歩行安定性予測
RGB-Dとレーザーレンジファインダのデータを融合し、LSTMネットワークで高齢者の歩行安定性（安全か転倒リスクか）をオンライン予測する枠組みを提案した。
原題: LSTM-based Network for Human Gait Stability Prediction in an Intelligent Robotic Rollator ／ Georgia Chalvatzaki, Petros Koutras, Jack Hadfield 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
制約環境におけるロバストな全身動的歩行のための反応型タスク・動作計画
時相論理ゲームで高レベル歩行計画を合成し、動的環境変化に再計画で対応する全身動的歩行の階層アーキテクチャを提案した論文。
原題: Reactive Task and Motion Planning for Robust Whole-Body Dynamic Locomotion in Constrained Environments ／ Ye Zhao, Yinan Li, Luis Sentis 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
時間投影制御による不正確な動的歩行
3ペンドゥラムモデル(3LP)の線形解を用い、中間状態を位相開始時点へ投影してLQR制御する足配置コントローラを提案し、アトラスロボットのシミュレーションで外乱からの回復と周期的歩行を実現した。
原題: Imprecise dynamic walking with time-projection control ／ Salman Faraji, Philippe Muellhaupt, Auke J. Ijspeert
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
四足歩行ロボットの受動的全身体制御：不整地での実験的検証
全身の剛体動力学と関節・接触制約を考慮したQPベースの受動的全身体制御を提案し、90kg油圧四足ロボットHyQで不整地や様々な歩容での動的歩行を実験的に検証した。
原題: Passive Whole-body Control for Quadruped Robots: Experimental Validation over Challenging Terrain ／ Shamel Fahmi, Carlos Mastalli, Michele Focchi 他
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