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ロボット計画arXiv:2509.26255

ExoPredicator: ロボット計画のための動的環境の抽象モデル学習

ExoPredicator: Learning Abstract Models of Dynamic Worlds for Robot Planning

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ロボットの行動だけでなく外部プロセスも同時に進行する動的環境において、記号状態表現と因果プロセスを同時に学習し、長期計画を可能にするフレームワークを提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 長時間horizonのembodied planning向けに、agentの行動だけでなくexogenous processes(例:water heating、dominoes cascading)が並行して世界を変える状況を扱うabstract world modelのframework。 - 記号的なstate表現と、endogenous actionsおよびexogenous mechanisms双方のcausal processesを同時に学習する。 - 各causal processはstochasticなcause-effect関係の時間経過をモデル化する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のplanningはagentの行動による変化を主に扱うが、本frameworkはexogenous mechanismsを明示的にcausal processとして学習する点が特徴。 - 限られたデータからvariational Bayesian inferenceとLLM proposalsを組み合わせてworld modelを学習する。 - 学習したmodelにより、より多くの物体や複雑なgoalを持つheld-outタスクへgeneralizeする高速planningを実現し、複数baselineを上回ると報告。

3. 技術・手法の肝は?

- 記号的なstate表現とcausal processes(endogenous actionsおよびexogenous mechanisms)をjointlyに学習するabstract world modelを提案。 - 各causal processはstochasticなcause-effect関係の時間経過を表現。 - 限られたデータからの学習にvariational Bayesian inferenceとLLM proposalsを組み合わせる。

4. どうやって有効だと検証した?

- 5つのsimulated tabletop robotics environmentsで評価。 - 学習したmodelが高速planningを可能にし、より多くの物体・より複雑なgoalを持つheld-outタスクへgeneralizeすることを確認。 - 複数のbaselineと比較して優位であると報告。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明(限られたデータでの学習、generalization、baseline比較以外の限界や議論は記述されていない)。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照・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variational Bayesian inference、LLM proposals、abstract world model、causal process modeling、long-horizon embodied planningの定番研究を挙げる。

※ 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: Yichao Liang, Dat Nguyen, Cambridge Yang, Tianyang Li, Joshua B. Tenenbaum, Carl Edward Rasmussen, Adrian Weller, Zenna Tavares, Tom Silver, Kevin Ellis

分類: cs.AI, cs.CV, cs.LG, cs.RO

原文アブストラクト

Long-horizon embodied planning is challenging because the world does not only change through an agent's actions: exogenous processes (e.g., water heating, dominoes cascading) unfold concurrently with the agent's actions. We propose a framework for abstract world models that jointly learns (i) symbolic state representations and (ii) causal processes for both endogenous actions and exogenous mechanisms. Each causal process models the time course of a stochastic cause-effect relation. We learn these world models from limited data via variational Bayesian inference combined with LLM proposals. Across five simulated tabletop robotics environments, the learned models enable fast planning that generalizes to held-out tasks with more objects and more complex goals, outperforming a range of baselines.

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