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HRIarXiv:2507.15729

視線支援付き大規模言語モデルによる双方向ヒューマンロボットインタラクション

Gaze-supported Large Language Model Framework for Bi-directional Human-Robot Interaction

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視線と音声を入力とし、複数の視覚情報から環境を認識して動的なユーザー支援を行うLLMベースのアシストロボットインターフェースを提案し、従来のスクリプト型パイプラインと比較評価した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 視線(gaze)と音声(speech)を入力とする、LLMベースの双方向HRIインタフェース - 支援ロボット(assistive robot)向けに設計 - 複数の視覚入力から作業環境を知覚し、動的なユーザのタスクを支援 - モジュール式で多様なタスク・ロボットへ転用可能(transferable)な設計 - 言語ベースの対話状態表現とオンボード知覚モジュールによるリアルタイム動作

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存HRIは指示解釈・行動生成・タスク解決で進展があるが、双方向・マルチモーダル・文脈認識型の協調支援は未解決課題 - 本研究はgazeとspeechを統合した双方向インタフェースでこの課題に取り組む - 従来のscripted HRI pipelineと比較し、LLMベースは適応性(adaptability)を高めることを示す - ユーザ関与(user engagement)とタスク実行指標をわずかに改善(marginally improve) - 一方で冗長な出力(redundant output)を生む可能性も示す

3. 技術・手法の肝は?

- gazeとspeechを入力とするマルチモーダルインタフェース - 複数の視覚入力による作業環境の知覚 - モジュール式(transferable)アーキテクチャで多様なタスク・ロボットに適応 - 言語ベースの対話状態表現(language-based interaction state representation)をリアルタイム利用 - 高速なオンボード知覚モジュール(fast on board perception modules)を搭載 - 詳細な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?

- 複数の公開イベント(public dissemination events)での運用が開発を支え、堅牢性とUX改善の知見を提供 - 2件のラボ研究(two lab studies)を実施 - 従来のscripted HRI pipelineと性能・ユーザ評価を比較 - 結果: LLMベースは適応性向上、ユーザ関与とタスク実行指標のわずかな改善、冗長出力の可能性 - scripted pipelineはより単純なタスクに適することを示唆

5. 議論はある?

- LLMベースは適応性に優れるが冗長な出力(redundant output)を生む可能性 - scripted pipelineは単純なタスクに適するという使い分けの示唆 - 公開イベントから堅牢性・ユーザ体験向上の考慮点を得たと述べる - 双方向・マルチモーダル・文脈認識支援は依然オープンな課題 - 具体的な限界や失敗事例の詳細は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- 比較対象のtraditional scripted HRI pipeline(関連するscripted対話・タスク計画研究) - LLMベースHRI/指示解釈・行動生成の既存研究(要旨では個別名の参照なし) - gaze-informed HRI(視線を用いた意図推定・共有注意) - マルチモーダルLLMによるロボット知覚・対話状態表現 - 注: 要旨に個別論文の参照はないため、同分野の定番カテゴリを一般名で挙げた

※ 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: Jens V. Rüppel, Andrey Rudenko, Tim Schreiter, Martin Magnusson, Achim J. Lilienthal

分類: cs.RO, cs.HC

原文アブストラクト

The rapid development of Large Language Models (LLMs) creates an exciting potential for flexible, general knowledge-driven Human-Robot Interaction (HRI) systems for assistive robots. Existing HRI systems demonstrate great progress in interpreting and following user instructions, action generation, and robot task solving. On the other hand, bi-directional, multi-modal, and context-aware support of the user in collaborative tasks still remains an open challenge. In this paper, we present a gaze- and speech-informed interface to the assistive robot, which is able to perceive the working environment from multiple vision inputs and support the dynamic user in their tasks. Our system is designed to be modular and transferable to adapt to diverse tasks and robots, and it is capable of real-time use of language-based interaction state representation and fast on board perception modules. Its development was supported by multiple public dissemination events, contributing important considerations for improved robustness and user experience. Furthermore, in two lab studies, we compare the performance and user ratings of our system with those of a traditional scripted HRI pipeline. Our findings indicate that an LLM-based approach enhances adaptability and marginally improves user engagement and task execution metrics but may produce redundant output, while a scripted pipeline is well suited for more straightforward tasks.

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