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設計自動化arXiv:2512.08476

自動運転システムの設計空間探索のためのマルチエージェントLLMフレームワーク

A Multi-Agent LLM Framework for Design Space Exploration in Autonomous Driving Systems

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複数のLLMエージェントが3Dシミュレーションと連携し、自動運転システムの設計空間を自動探索するフレームワークを提案。ロボタクシー事例で遺伝的アルゴリズムより優れた解を発見。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 自律走行システムの設計空間探索(DSE)を自動化する、マルチエージェント LLM ベースのフレームワーク - 多様な環境条件(交通・天候・道路レイアウト)下でのハードウェア/ソフトウェア構成空間の探索を対象 - マルチモーダル推論と 3D simulation・profiling ツールを統合 - 実行出力の解釈を自動化し、システム設計の探索を誘導 - robotaxi(SAE Level 4 自律走行アプリ)のケーススタディで評価

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の DSE はマルチモーダルな実行出力や複雑な性能トレードオフの扱いが苦手で、正しさの評価に人手を要することが多い - 提案手法は LLM エージェントにより視覚・テキスト両方の実行出力を解釈し、人手介入なしでボトルネック特定を可能にする - genetic algorithm ベースラインと比較し、同一探索予算でより多くの Pareto-optimal かつ cost-efficient な解を、短い navigation time で発見 - LLM ベース手法の DSE への適用効率も実験的に示した

3. 技術・手法の肝は?

- 役割特化した複数の LLM エージェントで構成 - ユーザ入力解釈 - design point 生成 - 実行オーケストレーション - 視覚・テキスト両実行出力の分析 - マルチモーダル推論を 3D simulation と profiling ツールに統合 - 実行出力の解釈を自動化し、人手なしでボトルネックを特定しながら設計探索を誘導 - プロトタイプを実装し robotaxi ケーススタディに適用

4. どうやって有効だと検証した?

- robotaxi(SAE Level 4 自律走行アプリ)のケーススタディでプロトタイプを評価 - genetic algorithm ベースラインとの比較を同一探索予算で実施 - より多くの Pareto-optimal かつ cost-efficient な解、短い navigation time を達成 - LLM ベースアプローチ採用の効率性も実験結果で示した - 具体的な指標・データセットの詳細は要旨からは不明

5. 議論はある?

- 著者は本フレームワークが自律走行システムの設計自動化への道を開くと主張 - 従来 DSE の人手依存やマルチモーダル出力の扱いの難しさを LLM エージェントで緩和する点を議論 - 探索予算を揃えた比較で優位性を示す一方、限界や失敗ケース、スケーラビリティ等の詳細は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- 比較対象として genetic algorithm ベースの DSE(baseline) - 関連手法として multi-agent LLM フレームワーク、LLM を用いた設計空間探索 - 応用先として SAE Level 4 autonomous driving / robotaxi の設計研究 - ツール面で 3D simulation と profiling を用いた DSE 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: Po-An Shih, Shao-Hua Wang, Yung-Che Li, Chia-Heng Tu, Chih-Han Chang

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Designing autonomous driving systems requires efficient exploration of large hardware/software configuration spaces under diverse environmental conditions, e.g., with varying traffic, weather, and road layouts. Traditional design space exploration (DSE) approaches struggle with multi-modal execution outputs and complex performance trade-offs, and often require human involvement to assess correctness based on execution outputs. This paper presents a multi-agent, large language model (LLM)-based DSE framework, which integrates multi-modal reasoning with 3D simulation and profiling tools to automate the interpretation of execution outputs and guide the exploration of system designs. Specialized LLM agents are leveraged to handle user input interpretation, design point generation, execution orchestration, and analysis of both visual and textual execution outputs, which enables identification of potential bottlenecks without human intervention. A prototype implementation is developed and evaluated on a robotaxi case study (an SAE Level 4 autonomous driving application). Compared with a genetic algorithm baseline, the proposed framework identifies more Pareto-optimal, cost-efficient solutions with reduced navigation time under the same exploration budget. Experimental results also demonstrate the efficiency of the adoption of the LLM-based approach for DSE. We believe that this framework paves the way to the design automation of autonomous driving systems.

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