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群制御arXiv:2505.00820

HMCF: 大規模言語モデルを用いたヒューマン・イン・ザ・ループ型マルチロボット協調フレームワーク

HMCF: A Human-in-the-loop Multi-Robot Collaboration Framework Based on Large Language Models

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LLMエージェントと人間の監督を組み合わせ、異種ロボット群のタスク割り当てと実行を最適化する協調フレームワークを提案し、シミュレーションと実機でゼロショット汎化性能を示した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- LLM を活用した Human-in-the-loop 型の Multi-Robot Collaboration Framework (HMCF) の提案 - 対象は heterogeneous なロボット群による大規模タスク(例: disaster response) - 人間の oversight、LLM agents、heterogeneous robots を統合し、task allocation と execution を最適化 - 各ロボットに LLM agent を搭載し、自身の capability 理解・タスクの実行可能命令への変換を行う - simulation と real-world の両方で評価

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来手法は generalization に乏しく、新タスク・新シナリオごとに多大な engineering を要し、多様なロボット管理も困難 - HMCF は LLM の reasoning により多様なタスクとロボット capability への適応性を高める - human oversight を必要時のみ介入させ、safety と reliability を確保 - simulation で state-of-the-art の task planning 手法を上回り、task success rate が 4.76% 改善 - real-world で robust な zero-shot generalization と多様なタスク・環境への対応を実証

3. 技術・手法の肝は?

- LLM agents を各ロボットに搭載し、capability 理解とタスクの実行可能命令への変換を担わせる - task verification と human supervision により hallucination を低減 - human oversight・LLM agents・heterogeneous robots を統合し、task allocation と execution を最適化 - 人間は必要なときのみ介入する設計で safety と reliability を担保 - 詳細な architecture やアルゴリズムは要旨からは不明

4. どうやって有効だと検証した?

- simulation で state-of-the-art の task planning 手法と比較し、task success rate が 4.76% 向上 - real-world tests で robust な zero-shot generalization を確認 - 多様なタスク・環境を最小限の human intervention で処理できることを実証 - 具体的なタスク設定・評価指標・被験者数などは要旨からは不明

5. 議論はある?

- LLM の hallucination を task verification と human supervision で低減する設計だが、その限界や残存リスクは要旨からは不明 - human oversight の介入頻度・負荷やスケーラビリティへの影響は要旨からは不明 - heterogeneous robots の一般化性能の範囲や failure case は要旨からは不明 - 大規模 deployment(disaster response 等)での安全性・信頼性の議論は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- 比較対象として言及される state-of-the-art の task planning 手法(具体的名称は要旨からは不明) - LLM を用いた task planning / multi-robot collaboration の関連研究 - LLM agent の hallucination 低減・task verification に関する研究 - heterogeneous multi-robot systems の generalization に関する研究 - human-in-the-loop / human-robot collaboration の安全性研究

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Zhaoxing Li, Wenbo Wu, Yue Wang, Yanran Xu, William Hunt, Sebastian Stein

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Rapid advancements in artificial intelligence (AI) have enabled robots to performcomplex tasks autonomously with increasing precision. However, multi-robot systems (MRSs) face challenges in generalization, heterogeneity, and safety, especially when scaling to large-scale deployments like disaster response. Traditional approaches often lack generalization, requiring extensive engineering for new tasks and scenarios, and struggle with managing diverse robots. To overcome these limitations, we propose a Human-in-the-loop Multi-Robot Collaboration Framework (HMCF) powered by large language models (LLMs). LLMs enhance adaptability by reasoning over diverse tasks and robot capabilities, while human oversight ensures safety and reliability, intervening only when necessary. Our framework seamlessly integrates human oversight, LLM agents, and heterogeneous robots to optimize task allocation and execution. Each robot is equipped with an LLM agent capable of understanding its capabilities, converting tasks into executable instructions, and reducing hallucinations through task verification and human supervision. Simulation results show that our framework outperforms state-of-the-art task planning methods, achieving higher task success rates with an improvement of 4.76%. Real-world tests demonstrate its robust zero-shot generalization feature and ability to handle diverse tasks and environments with minimal human intervention.

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