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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: 2017/7/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
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位相不確かさに対する連続周期軌道の状態安定性
二足歩行ロボットの位相変数に生じる不確かさの下で、連続周期軌道が入力-状態安定となる十分条件を示した論文。
原題: Phase Uncertainty to State Stability of Continuous Periodic Orbits ／ Shishir Nadubettu Yadukumar Kolathaya
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移動制御の最適化のためのディープカーネル
高忠実度シミュレーションのデータからニューラルネットで距離計量を学習し、ベイズ最適化による歩行制御パラメータ最適化のサンプル効率を改善した研究。
原題: Deep Kernels for Optimizing Locomotion Controllers ／ Rika Antonova, Akshara Rai, Christopher G. Atkeson
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リアルタイム動作分類による足装着型慣性ナビゲーションの精度向上
足装着センサの慣性データからSVMで6種類の動作を90%以上の精度で分類し、動作ごとに最適化したゼロ速度検出パラメータを適用することで、歩行と走行が混在する屋内歩行者ナビゲーションの位置誤差を低減した。
原題: Improving Foot-Mounted Inertial Navigation Through Real-Time Motion Classification ／ Brandon Wagstaff, Valentin Peretroukhin, Jonathan Kelly
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可変剛性アクチュエーションによる二足歩行
脚の剛性を能動的に変化させる制御をSLIPモデルに段階的に組み込み、人間の歩行に匹敵する移動コストを実現できることを示した研究。
原題: Bipedal locomotion using variable stiffness actuation ／ Ludo C. Visser, Stefano Stramigioli, Raffaella Carloni
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人間の歩行運動を最適制御で統一的に記述する一般モデル
人間の動きを最適制御理論で定式化し、歩行の軌道を計算する一般モデルを構築。適切な極限で既存の歩行モデルを再現することを示した。
原題: A General Optimal Control Model of Human Movement Patterns I: Walking Gait ／ Stuart Hagler
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実験室から砂漠へ：ロボット歩行の高速プロトタイピングと学習
ラミネート製法とサンプル効率の良い強化学習を組み合わせ、ウミガメに着想を得たヒレ可変式の低コスト這行ロボットを開発し、屋内とアリゾナ砂漠で学習実験を行った。実験室で作った静的方策は自然環境では通用しないが、強化学習は環境やロボットの変化に迅速に適応できることを示した。
原題: From the Lab to the Desert: Fast Prototyping and Learning of Robot Locomotion ／ Kevin Sebastian Luck, Joseph Campbell, Michael Andrew Jansen 他
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仮想拘束とハイブリッドゼロダイナミクスによる劣駆動二足歩行の実現
仮想拘束とハイブリッドゼロダイナミクスという2つの手法を用いて、劣駆動二足ロボットの安定な歩行を実現するフィードバック制御理論を体系的に解説した論文。
原題: Virtual Constraints and Hybrid Zero Dynamics for Realizing Underactuated Bipedal Locomotion ／ Jessy W Grizzle, Christine Chevallereau
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滑りやすい地形を歩く二足歩行ロボットのための材料認識CNNと階層的計画法
カメラ画像からCNNで素材を認識して摩擦係数とその不確かさを推定し、足先配置と全身動作の階層的計画に組み込むことで、滑りやすい路面でも二足歩行ロボットが自律走行できるようにした研究。
原題: Material Recognition CNNs and Hierarchical Planning for Biped Robot Locomotion on Slippery Terrain ／ Martim Brandao, Yukitoshi Minami Shiguematsu, Kenji Hashimoto 他
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実時間で確率的保証付き歩行者予測の技術報告
シーン内の履歴軌跡から学習した常微分方程式の重み付き和により歩行者を確率的に予測する手法を提案し、リアルタイム動作と長期予測精度の向上を実証した。
原題: Technical Report for Real-Time Certified Probabilistic Pedestrian Forecasting ／ Henry O. Jacobs, Owen K. Hughes, Matthew Johnson-Roberson 他
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トルク制御による踏み出し戦略を用いた押し外乱回復：iCubヒューマノイドロボットへの設計と実装
Capture Pointの考え方に基づき、iCubのトルク制御に踏み出し動作の参照を生成して強い押し外乱に反応できるようにし、シミュレータと実機で検証した論文。
原題: Torque-Controlled Stepping-Strategy Push Recovery: Design and Implementation on the iCub Humanoid Robot ／ Stefano Dafarra, Francesco Romano, Francesco Nori
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予測運動量に基づく全身トルク制御：iCubの踏み出し動作のための理論とシミュレーション
モデル予測制御で将来の接触力を予測し、iCubの全身トルク制御を拡張して外乱時の踏み出しによるバランス回復をシミュレーションで実現した論文。
原題: A Predictive Momentum-Based Whole-Body Torque Controller: Theory and Simulations for the iCub Stepping ／ Stefano Dafarra, Francesco Romano, Gabriele Nava 他
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頂点ベースZMP制約を用いた脚式ロボットの高速軌道最適化
支持領域を頂点表現で扱うことで、歩行・走行・跳躍など多様な脚式運動を体幹・足置き・圧力中心の同時最適化により1秒未満で生成し、実機四足ロボットで実現した。
原題: Fast Trajectory Optimization for Legged Robots using Vertex-based ZMP Constraints ／ Alexander W Winkler, Farbod Farshidian, Diego Pardo 他
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iCubヒューマノイドのバランス回復のためのリcedingホライズン制御戦略
iCubヒューマノイドの強い外力に対するバランス回復を、モデル予測制御(MPC)で拡張し、将来の状態と制約の切り替わりを予測してより堅牢なステップ回復を実現した研究。
原題: A Receding Horizon Push Recovery Strategy for Balancing the iCub Humanoid Robot ／ Stefano Dafarra, Francesco Romano, Francesco Nori
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歩行タイミング適応に基づく歩行制御
各制御周期で次の一歩の位置とタイミングを最適に選ぶだけで歩行の安定性を保証できることを示し、受動足首を持つヒト型ロボット向けの歩行パターン生成器を提案した論文。
原題: Walking Control Based on Step Timing Adaptation ／ Majid Khadiv, Alexander Herzog, S. Ali A. Moosavian 他
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直列弾性アクチュエータを備えたヒューマノイドロボットの運動量制御
関節に弾性を持つヒューマノイドロボット向けに、モータ速度を中間制御入力として扱うことで運動量ベースの制御を拡張する手法を提案し、iCubモデルのシミュレーションで有効性を検証した。
原題: Momentum Control of Humanoid Robots with Series Elastic Actuators ／ Gabriele Nava, Daniele Pucci, Francesco Nori
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Atlasヒューマノイドにおける歩行タイミングと着地位置の調整による歩行安定化
ヒューマノイドの歩行安定化のため、遊脚の速度を上げて素早く接地するタイミング調整と、足の着地位置を調整して支持基底面を広げる手法を提案し、全身の逆動力学制御と組み合わせて実機・シミュレーションで検証した論文。
原題: Walking Stabilization Using Step Timing and Location Adjustment on the Humanoid Robot, Atlas ／ Robert J. Griffin, Georg Wiedebach, Sylvain Bertrand 他
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脚式ロボットの堅牢な全身運動制御
接触力のロバスト制御に基づき、モデル誤差や遅延、未知の地面形状があっても重心軌道を追従できる全身制御手法を提案し、四脚ロボットで実機検証した。
原題: Robust Whole-Body Motion Control of Legged Robots ／ Farbod Farshidian, Edo Jelavić, Alexander W. Winkler 他
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不整地歩行のためのヒューマノイドオンライン適応アルゴリズム
高さの不確かな不整地を二足歩行するため、遊脚が最大高さに達した後に接地を検出して軌道をオンライン修正し、滑らかな着地を実現する適応アルゴリズムを提案し、SURENA IIIで実験検証した。
原題: Online Adaptation for Humanoids Walking On Uncertain Surfaces ／ Majid Khadiv, S. Ali. A. Moosavian, Aghil Yousefi-Koma 他
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浮遊基底倒立振子の非線形予測制御による不整地の動的歩行
浮遊基底倒立振子モデルを用い、非線形最適化と線形二次レギュレータを組み合わせて不整地での動的歩行の歩幅・歩行時間をリアルタイムに生成する手法を提案し、HRP-4ヒューマノイドのシミュレーションで検証した。
原題: Dynamic Walking over Rough Terrains by Nonlinear Predictive Control of the Floating-base Inverted Pendulum ／ Stéphane Caron, Abderrahmane Kheddar
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MPCと発散性運動成分に基づく頑健な二足歩行制御
CoP操作・歩幅調整・CMP変調を単一のMPCで統合し、時変DCMを用いて不整地でも歩行できる汎用的で頑健な二足歩行コントローラを設計した。
原題: Robust Bipedal Locomotion Control Based on Model Predictive Control and Divergent Component of Motion ／ Milad Shafiee-Ashtiani, Aghil Yousefi-Koma, Masoud Shariat-Panahi
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ランダム化可能性グラフの確率的完全性：半非構造環境における二足歩行への応用
二足ロボットの準静的歩行計画において、ランダム化可能性グラフ手法が確率的に完全であることを理論的に示し、階層分解により解発見の収束率が向上することをシミュレーションで実証した論文。
原題: Probabilistic Completeness of Randomized Possibility Graphs Applied to Bipedal Walking in Semi-unstructured Environments ／ Michael X. Grey, Aaron D. Ames, C. Karen Liu
日本語で読む → - 論文歩行者行動ロボティクス
横断時の意思疎通：ドライバーと歩行者はどう合図し合うか
市街地走行約240時間から650件以上の歩行者横断シーンを収集したデータセットを構築し、横断前の非言語コミュニケーションの種類と応答、状況要因を共同注意の観点から分析した。
原題: Agreeing to Cross: How Drivers and Pedestrians Communicate ／ Amir Rasouli, Iuliia Kotseruba, John K. Tsotsos
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
3D二足歩行の自己同期と自己安定化
仮想拘束に基づく制御で、重心位置の条件により矢状面と前額面の動きを同期させ、3D二足歩行を安定化させる手法を提案し、ヒューマノイドRomeoのシミュレーションで有効性を示した。
原題: Self-synchronization and Self-stabilization of 3D Bipedal Walking Gaits ／ Christine Chevallereau, Hamed Razavi, Damien Six 他
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ヒューマノイドのための計画・制御フレームワーク：堅牢性・最適性・リアルタイム性の実現
脚式ヒューマノイドの高性能で敏捷な動作を目指し、位相空間計画・時相論理による反応的計画・分散制御の3階層からなる計画制御フレームワークを提案した論文。
原題: A Planning and Control Framework for Humanoid Systems: Robust, Optimal, and Real-time Performance ／ Ye Zhao
日本語で読む → - 論文歩行cs.NE
神経モジュール進化による歩行機械の段階的学習
神経モジュール単位で進化計算を行うNMODEを提案し、6脚歩行機械の歩行を約10世代で獲得、さらに複雑な機械へ段階的に拡張できることを示した。
原題: NMODE --- Neuro-MODule Evolution ／ Keyan Ghazi-Zahedi
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
接触制約付き全身動力学LQR制御によるバランスと歩行
接触を考慮したLQR制御を主要姿勢ごとに設計し、油圧トルク制御ヒューマノイドのバランス・歩行を実験的に検証。単純な制御でも最先端の全身最適化制御に匹敵する性能を示した。
原題: Balancing and Walking Using Full Dynamics LQR Control With Contact Constraints ／ Sean Mason, Nicholas Rotella, Stefan Schaal 他
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不整地における多脚ロボットの足場計画のための汎用混合整数凸計画法
脚の数や形状に依存しない汎用的な連続最適化ベースの多脚足場計画手法を提案し、混合整数凸計画で足の回転や障害物回避を扱い、六脚・四脚ロボットで高速に解けることを示した。
原題: A Generalized Mixed-Integer Convex Program for Multilegged Footstep Planning on Uneven Terrain ／ Bernardo Aceituno-Cabezas, Jose Cappelletto, Juan C. Grieco 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
モデル予測制御とキャプチャポイントによるヒューマノイドロボットの押し出し復帰
支持多角形が狭い状況でも、ZMPとCMPを同時に調整してキャプチャポイントを制御する単一のMPCスキームを提案し、強い押し出しに対するバランス復帰の有効性をSURENA IIIの抽象モデルで示した。
原題: Push Recovery of a Humanoid Robot Based on Model Predictive Control and Capture Point ／ Milad Shafiee-Ashtiani, Aghil Yousefi-Koma, Masoud Shariat-Panahi 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
不完全な計測に基づくロボット形態の制御
都市捜索救助向けの複雑な形態を持つ移動ロボットにおいて、欠損した計測値を周辺化して安全条件を評価し、違反時には機体搭載アームで触覚的に地形を探索して不足データを補う手法を提案した。
原題: Controlling Robot Morphology from Incomplete Measurements ／ Martin Pecka, Karel Zimmermann, Michal Reinštein 他
日本語で読む → - 論文歩行機械学習
深層強化学習による歩行スキル学習：行動空間の選択は重要か？
歩行周期の模倣タスクにおいて、トルク・筋活性・関節角度・関節角速度という4種類の行動表現を比較し、高レベルな行動パラメータ化が学習効率やロバスト性、動作品質に大きく影響することを示した。
原題: Learning Locomotion Skills Using DeepRL: Does the Choice of Action Space Matter? ／ Xue Bin Peng, Michiel van de Panne
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