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逆強化学習arXiv:2511.14565

Masked IRL: LLMによるデモンストレーションと言語からの報酬曖昧性解消

Masked IRL: LLM-Guided Reward Disambiguation from Demonstrations and Language

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言語指示から状態の重要度マスクを推定し、LLMで曖昧な指示を明確化することで、少ないデータで報酬関数を学習する手法を提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 示範と自然言語から報酬関数を学習する手法「Masked IRL」の提案 - 示範は「どう行動するか」、言語は「何が重要か」という相補情報を持つ点に着目 - LLM を用いて言語指示から state-relevance mask を推論し、無関係な状態成分への不変性を強制 - 指示が曖昧な場合は LLM 推論で示範の文脈に沿って明確化 - simulation と実ロボットで評価された framework

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存の language-conditioned reward learning は指示を単純な conditioning signal として扱い、曖昧性解消の可能性を活かしきれていない - 実指示自体が曖昧なことが多く、naive な conditioning は信頼できないという課題があった - Masked IRL は言語を state-relevance mask の推論に使い、無関係状態への不変性を課す点が新しい - 先行の language-conditioned IRL 手法に対し最大 15% の性能向上 - 最大 4.7 倍少ないデータで達成し、sample-efficiency・generalization・曖昧言語への robustness を改善

3. 技術・手法の肝は?

- 示範と自然言語の相補性を利用する Masked Inverse Reinforcement Learning を提案 - LLM により言語指示から state-relevance mask を推論 - その mask を用いて無関係な状態成分に対する不変性を強制し、spurious correlation への過適合を抑制 - 指示が曖昧な場合、LLM reasoning で示範の文脈に照らして指示を明確化 - 示範は how to act、言語は what is important を担う設計

4. どうやって有効だと検証した?

- simulation および実ロボットで評価 - 先行の language-conditioned IRL 手法と比較 - 最大 15% の性能向上を確認 - 最大 4.7 倍少ないデータでの達成を確認 - sample-efficiency、generalization、曖昧言語への robustness の改善を示した

5. 議論はある?

- 示範のみでは spurious correlation に過適合し汎化しにくい点を議論 - 言語指示自体の曖昧性が naive な conditioning を不安定にする点を議論 - LLM による指示の明確化と mask 推論でこれに対処 - 具体的な限界や失敗ケースの詳細は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- 比較対象である language-conditioned IRL 手法(具体的名称は要旨からは不明) - 報酬学習の定番である Inverse Reinforcement Learning (IRL) - LLM を用いた reward learning / reward shaping 関連研究 - 言語条件付きロボット学習(language-conditioned robot learning)の関連研究

※ 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: Minyoung Hwang, Alexandra Forsey-Smerek, Nathaniel Dennler, Andreea Bobu

分類: cs.RO, cs.AI

原文アブストラクト

Robots can adapt to user preferences by learning reward functions from demonstrations, but with limited data, reward models often overfit to spurious correlations and fail to generalize. This happens because demonstrations show robots how to do a task but not what matters for that task, causing the model to focus on irrelevant state details. Natural language can more directly specify what the robot should focus on, and, in principle, disambiguate between many reward functions consistent with the demonstrations. However, existing language-conditioned reward learning methods typically treat instructions as simple conditioning signals, without fully exploiting their potential to resolve ambiguity. Moreover, real instructions are often ambiguous themselves, so naive conditioning is unreliable. Our key insight is that these two input types carry complementary information: demonstrations show how to act, while language specifies what is important. We propose Masked Inverse Reinforcement Learning (Masked IRL), a framework that uses large language models (LLMs) to combine the strengths of both input types. Masked IRL infers state-relevance masks from language instructions and enforces invariance to irrelevant state components. When instructions are ambiguous, it uses LLM reasoning to clarify them in the context of the demonstrations. In simulation and on a real robot, Masked IRL outperforms prior language-conditioned IRL methods by up to 15% while using up to 4.7 times less data, demonstrating improved sample-efficiency, generalization, and robustness to ambiguous language. Project page: https://MIT-CLEAR-Lab.github.io/Masked-IRL and Code: https://github.com/MIT-CLEAR-Lab/Masked-IRL

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