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HRIarXiv:2602.23312

小型言語モデルによるリーダー・フォロワー役割分類のゼロショット・ワンショット適応評価

Evaluating Zero-Shot and One-Shot Adaptation of Small Language Models in Leader-Follower Interaction

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リーダー・フォロワー対話における役割分類のため、小型言語モデル(Qwen2.5-0.5B)をゼロショットとワンショットでファインチューニング・プロンプトエンジニアリングし、精度と遅延を比較評価した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- Leader-follower interaction における役割分類を対象とした研究。 - 資源制約のある mobile/assistive robots 上での実時間役割割当が課題。 - LLM は通信能力が高いがサイズと遅延が問題。 - SLM の有効性を体系的に評価した benchmark を提示。 - 公開データベースから派生し synthetic samples で拡張した新規データセットを導入。 - prompt engineering と fine-tuning を zero-shot/one-shot で比較。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- LLM は natural communication で有望だが、サイズと遅延が on-device 展開を制限。 - SLM は代替候補だが、HRI の役割分類での有効性は未体系評価。 - 本研究は SLM を leader-follower 通信で benchmark 化。 - 公開データベース由来+synthetic samples の新規データセットを構築。 - zero-shot/one-shot と prompt engineering/fine-tuning を比較。 - 未学習 baseline も含め、SLM の適用可能性を初めて体系的に示す。

3. 技術・手法の肝は?

- 公開データベースから派生し synthetic samples で拡張した新規データセットを作成。 - 適応戦略として prompt engineering と fine-tuning を検討。 - zero-shot と one-shot の interaction mode で評価。 - 未学習 baseline と比較。 - モデルは Qwen2.5-0.5B を使用。 - 分類性能と latency を指標に評価。

4. どうやって有効だと検証した?

- Qwen2.5-0.5B を用いた実験。 - zero-shot fine-tuning が 86.66% accuracy を達成。 - latency は 22.2 ms per sample と低遅延。 - baseline および prompt-engineered approaches を有意に上回る。 - one-shot モードでは性能劣化を確認。 - 文脈長増加がモデルの architectural capacity に挑戦することを示唆。

5. 議論はある?

- fine-tuned SLM は直接的な役割割当に有効。 - 一方で one-shot モードでは性能劣化。 - 文脈長増加がモデルの architectural capacity を圧迫。 - dialogue complexity と classification reliability の trade-off が存在。 - edge 上での実用性には制約がある。 - 要旨からは不明な点も多い。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究は明示されていない。 - 関連手法として prompt engineering、fine-tuning、zero-shot、one-shot が挙げられる。 - 同分野の定番として LLM を用いた HRI 研究、SLM の on-device 展開研究が考えられる。 - 具体的な論文名は要旨からは不明。

※ 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: Rafael R. Baptista, André de Lima Salgado, Ricardo V. Godoy, Marcelo Becker, Thiago Boaventura, Gustavo J. G. Lahr

分類: cs.HC, cs.AI, cs.LG, cs.RO, cs.SY, eess.SY

原文アブストラクト

Leader-follower interaction is an important paradigm in human-robot interaction (HRI). Yet, assigning roles in real time remains challenging for resource-constrained mobile and assistive robots. While large language models (LLMs) have shown promise for natural communication, their size and latency limit on-device deployment. Small language models (SLMs) offer a potential alternative, but their effectiveness for role classification in HRI has not been systematically evaluated. In this paper, we present a benchmark of SLMs for leader-follower communication, introducing a novel dataset derived from a published database and augmented with synthetic samples to capture interaction-specific dynamics. We investigate two adaptation strategies: prompt engineering and fine-tuning, studied under zero-shot and one-shot interaction modes, compared with an untrained baseline. Experiments with Qwen2.5-0.5B reveal that zero-shot fine-tuning achieves robust classification performance (86.66% accuracy) while maintaining low latency (22.2 ms per sample), significantly outperforming baseline and prompt-engineered approaches. However, results also indicate a performance degradation in one-shot modes, where increased context length challenges the model's architectural capacity. These findings demonstrate that fine-tuned SLMs provide an effective solution for direct role assignment, while highlighting critical trade-offs between dialogue complexity and classification reliability on the edge.

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