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説明可能AIarXiv:2601.03070

HEXAR:ロボットのための階層的説明可能性アーキテクチャ

HEXAR: a Hierarchical Explainability Architecture for Robots

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ロボットのモジュールごとに特化した説明器を階層的に組み合わせ、質問に応じて最適な説明を生成するフレームワークを提案し、家庭支援タスクで有効性を示した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- ロボットシステムの説明可能性を高めるための階層型アーキテクチャ「HEXAR」を提案。 - プラグイン方式で、各モジュールに特化した説明器(LLM-based reasoning, causal models, feature importanceなど)を組み合わせる。 - 説明器セレクタがクエリに応じて最適な説明器を選択する。 - TIAGoロボットの家庭内アシストタスクで実装・評価。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存の説明可能性アプローチは個別モジュールに焦点を当てるか、モノリシックでモジュール性を活かせない。 - HEXARは階層的でプラグイン可能なアプローチにより、高レベル行動の観点からのクエリにも対応。 - エンドツーエンドおよび集約ベースラインと比較して、根本原因特定、不正確情報の排除、実行時間で有意に優れる。

3. 技術・手法の肝は?

- 各ロボットモジュールに特化した説明器を用意し、多様な説明技術(LLM-based reasoning, causal models, feature importanceなど)を活用。 - 説明器セレクタが与えられたクエリに対して最も適切な説明器を選択するオーケストレーションを行う。 - 階層的アーキテクチャにより、モジュール性を活かした説明生成を実現。

4. どうやって有効だと検証した?

- TIAGoロボットが家庭環境でアシストタスクを行うシナリオで実装・評価。 - 180のシナリオ・クエリのバリエーションで、エンドツーエンドおよび集約ベースラインと比較。 - 根本原因特定、不正確情報の排除、実行時間の指標でHEXARが有意に優れることを確認。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究:エンドツーエンドアプローチ、集約ベースライン。 - 関連手法:LLM-based reasoning, causal models, feature importance。 - 同分野の定番:Explainable AI (XAI) for robotics, hierarchical explanation frameworks。

※ 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: Tamlin Love, Ferran Gebellí, Pradip Pramanick, Antonio Andriella, Guillem Alenyà, Anais Garrell, Raquel Ros, Silvia Rossi

分類: cs.RO

原文アブストラクト

As robotic systems become increasingly complex, the need for explainable decision-making becomes critical. Existing explainability approaches in robotics typically either focus on individual modules, which can be difficult to query from the perspective of high-level behaviour, or employ monolithic approaches, which do not exploit the modularity of robotic architectures. We present HEXAR (Hierarchical EXplainability Architecture for Robots), a novel framework that provides a plug-in, hierarchical approach to generate explanations about robotic systems. HEXAR consists of specialised component explainers using diverse explanation techniques (e.g., LLM-based reasoning, causal models, feature importance, etc) tailored to specific robot modules, orchestrated by an explainer selector that chooses the most appropriate one for a given query. We implement and evaluate HEXAR on a TIAGo robot performing assistive tasks in a home environment, comparing it against end-to-end and aggregated baseline approaches across 180 scenario-query variations. We observe that HEXAR significantly outperforms baselines in root cause identification, incorrect information exclusion, and runtime, offering a promising direction for transparent autonomous systems.

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