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VLAarXiv:2603.16673

ロボットはいつ考えるべきか?強化学習による資源認識型推論で身体性ロボットの意思決定を実現

When Should a Robot Think? Resource-Aware Reasoning via Reinforcement Learning for Embodied Robotic Decision-Making

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身体性ロボットがLLM推論をいつ・どの役割で・どれだけ使うかを強化学習で適応的に決める階層的枠組みRARRLを提案し、タスク成功率向上と遅延削減を実現した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 本論文は、embodied robotic system における LLM-based agent の高レベル推論・計画・意思決定を対象とする。 - 課題は、LLM 推論の計算遅延と資源オーバーヘッドが action execution を妨げ、信頼性を下げること。 - 問いは「いつ推論すべきか、いつ行動すべきか」。 - 提案は RARRL (Resource-Aware Reasoning via Reinforcement Learning)。 - 階層的フレームワークで、低レベル制御ではなく decision-making layer の orchestration policy を学習する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の fixed または heuristic な reasoning strategy と比較。 - RARRL は task success rate を一貫して改善。 - 同時に execution latency を削減し、robustness を向上。 - 適応的 reasoning control が reliable かつ efficient な embodied robotic agent に不可欠と示す。 - 具体的な先行研究名は要旨からは不明。

3. 技術・手法の肝は?

- RARRL は resource-aware orchestration のための階層的フレームワーク。 - 低レベル control policy ではなく、agent の decision-making layer で動く高レベル orchestration policy を学習。 - 現在の observations、execution history、remaining resources に基づき、以下を適応的に決定。 - 推論を呼び出すか否か。 - どの reasoning role を採用するか。 - どれだけの computational budget を割り当てるか。

4. どうやって有効だと検証した?

- 広範な実験を実施。 - ALFRED benchmark から得た empirical latency profiles を用いた評価を含む。 - fixed または heuristic な reasoning strategy と比較。 - 結果として task success rate の一貫した改善、execution latency の削減、robustness の向上を確認。

5. 議論はある?

- 過剰な推論は action を遅延させ、不十分な推論は誤決定や task failure を招く。 - 適応的 reasoning control が reliable で efficient な embodied robotic agent の構築に必須と主張。 - 具体的な限界や今後の課題は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究は ALFRED benchmark のみ。 - 関連手法として、fixed reasoning strategy、heuristic reasoning strategy が挙げられる。 - 同分野の定番として、embodied agent 向け LLM-based planning、hierarchical reinforcement learning、resource-aware decision-making に関する研究が次に読むべき候補。 - 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: Jun Liu, Pu Zhao, Zhenglun Kong, Xuan Shen, Peiyan Dong, Fan Yang, Lin Cui, Hao Tang, Geng Yuan, Wei Niu, Wenbin Zhang, Xue Lin, Gaowen Liu, Yanzhi Wang, Dong Huang

分類: cs.RO, cs.AI, cs.LG

原文アブストラクト

Embodied robotic systems increasingly rely on large language model (LLM)-based agents to support high-level reasoning, planning, and decision-making during interactions with the environment. However, invoking LLM reasoning introduces substantial computational latency and resource overhead, which can interrupt action execution and reduce system reliability. Excessive reasoning may delay actions, while insufficient reasoning often leads to incorrect decisions and task failures. This raises a fundamental question for embodied agents: when should the agent reason, and when should it act? In this work, we propose RARRL (Resource-Aware Reasoning via Reinforcement Learning), a hierarchical framework for resource-aware orchestration of embodied agents. Rather than learning low-level control policies, RARRL learns a high-level orchestration policy that operates at the agent's decision-making layer. This policy enables the agent to adaptively determine whether to invoke reasoning, which reasoning role to employ, and how much computational budget to allocate based on current observations, execution history, and remaining resources. Extensive experiments, including evaluations with empirical latency profiles derived from the ALFRED benchmark, show that RARRL consistently improves task success rates while reducing execution latency and enhancing robustness compared with fixed or heuristic reasoning strategies. These results demonstrate that adaptive reasoning control is essential for building reliable and efficient embodied robotic agents.

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