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タスクプランニングarXiv:2505.13497

環境接地型インタラクションによる階層的ドメインモデルの学習

Learning Hierarchical Domain Models Through Environment-Grounded Interaction

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LLMとシミュレータ上の試行を通じて、人間のフィードバックなしにタスク固有の階層的ドメインモデルを自動生成・修正するフレームワークLODGEを提案し、計画・ロボット組立タスクでの精度と成功率を向上させた。

詳しい要約

1. どんなもの?

- LLM と environment grounding を用いて、open-world 環境で task-specific な domain model を自律生成する枠組み LODGE を提案する研究。 - domain model は long-horizon タスクの解釈可能な plan 生成に用いられるが、単一の汎用モデルでは多様なタスクを捉えられないため、その場で生成する必要がある。 - LODGE は simulator と汎用の executable low-level skills のみを前提とし、predicates・operators・preconditions・effects を生成する task-agnostic な手法。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- LLM は暗黙の common knowledge で domain を生成できるが誤り率が高く、従来研究は人手フィードバックや prior knowledge に依存していた。 - LODGE は人手フィードバックや demonstrations を必要とせず、environment grounding により自律的に domain を学習する点が異なる。 - 既存手法と比べ、より正確な domain model と高い task success を、ごく少ない environment interactions で達成したと報告。

3. 技術・手法の肝は?

- hierarchical abstractions と automated simulations を組み合わせ、abstraction layers 間および model と environment 間の不整合を同定・修正する。 - simulator と generic な executable low-level skills のみを前提とし、predicates・operators・preconditions・effects を自動生成する task-agnostic 設計。 - 詳細なアルゴリズムや探索手続きは要旨からは不明。

4. どうやって有効だと検証した?

- 2 つの International Planning Competition (IPC) domains と robotic assembly domain で実験。 - 既存手法より正確な domain model と高い task success が得られたと報告。 - 必要な environment interactions が非常に少なく、human feedback や demonstrations を要しないことも示された。

5. 議論はある?

- 人手フィードバックや prior knowledge への依存を排し、open-world での自律展開を可能にする点を主張。 - 限界や失敗ケース、abstraction layer 設計への依存性などの詳細な議論は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で直接参照・比較されている個別研究は明示されていない。 - 関連手法として LLM による domain model 生成、environment grounding、hierarchical task planning、IPC domains を用いた planning 研究、robotic assembly の planning 研究が次に読む候補。

※ 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: Claudius Kienle, Benjamin Alt, Oleg Arenz, Jan Peters

分類: cs.RO, cs.AI

原文アブストラクト

Domain models enable autonomous agents to solve long-horizon tasks by producing interpretable plans. However, in open-world environments, a single general domain model cannot capture the variety of tasks, so agents must generate suitable task-specific models on the fly. Large Language Models (LLMs), with their implicit common knowledge, can generate such domains, but suffer from high error rates that limit their applicability. Hence, related work relies on extensive human feed-back or prior knowledge, which undermines autonomous, open-world deployment. In this work, we propose LODGE, a framework for autonomous domain learning from LLMs and environment grounding. LODGE builds on hierarchical abstractions and automated simulations to identify and correct inconsistencies between abstraction layers and between the model and environment. Our framework is task-agnostic, as it generates predicates, operators, and their preconditions and effects, while only assuming access to a simulator and a set of generic, executable low-level skills. Experiments on two International Planning Competition ( IPC) domains and a robotic assembly domain show that LODGE yields more accurate domain models and higher task success than existing methods, requiring remarkably few environment interactions and no human feedback or demonstrations.

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