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ロボット計画arXiv:2603.18271

SG-CoT: シーングラフ表現を用いた曖昧性対応ロボット計画フレームワーク

SG-CoT: An Ambiguity-Aware Robotic Planning Framework using Scene Graph Representations

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環境をシーングラフで表現し、LLMがそれを反復的に照会して曖昧性を検出・解消する2段階のロボット計画手法を提案。単一・複数エージェント環境で従来手法より高い成功率と質問精度を達成。

詳しい要約

1. どんなもの?

- ロボット計画のためのLLMの曖昧性対応フレームワーク - 二段階のScene Graph-Chain-of-Thought (SG-CoT)を提案 - 環境のscene graphを構築し、LLMが反復的にクエリして曖昧性を検出・明確化 - 曖昧性の原因を特定し、ユーザーや他のロボットに質問を生成

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のLLMベースのロボットプランナは曖昧な状況で信頼性が低い - SG-CoTは質問精度で最低10%改善 - 単一エージェント環境で成功率最低4%向上 - マルチエージェント環境で成功率最低15%向上 - より一般化可能なロボット計画を実現

3. 技術・手法の肝は?

- 入力観測から物体、属性、関係を捉える構造化scene graphを構築 - LLMにretrieval functionsを装備し、指示に関連するscene graphの部分をクエリ - これによりLLMの推論を観測に基づかせ、曖昧な状況下での信頼性を向上 - LLMが曖昧性の源を特定し、関連する明確化質問を生成

4. どうやって有効だと検証した?

- 広範な実験を実施 - 質問精度で最低10%の改善を確認 - 単一エージェント環境で成功率最低4%向上 - マルチエージェント環境で成功率最低15%向上 - これらの結果から有効性を検証

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は明記されていない - 同分野の定番として、LLMベースのロボット計画、Chain-of-Thought、Scene Graph、曖昧性解消に関する研究が挙げられる

※ 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: Akshat Rana, Peeyush Agarwal, K. P. S. Rana, Amarjit Malhotra

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Ambiguity poses a major challenge to large language models (LLMs) used as robotic planners. In this letter, we present Scene Graph-Chain-of-Thought (SG-CoT), a two-stage framework where LLMs iteratively query a scene graph representation of the environment to detect and clarify ambiguities. First, a structured scene graph representation of the environment is constructed from input observations, capturing objects, their attributes, and relationships with other objects. Second, the LLM is equipped with retrieval functions to query portions of the scene graph that are relevant to the provided instruction. This grounds the reasoning process of the LLM in the observation, increasing the reliability of robotic planners under ambiguous situations. SG-CoT also allows the LLM to identify the source of ambiguity and pose a relevant disambiguation question to the user or another robot. Extensive experimentation demonstrates that SG-CoT consistently outperforms prior methods, with a minimum of 10% improvement in question accuracy and a minimum success rate increase of 4% in single-agent and 15% in multi-agent environments, validating its effectiveness for more generalizable robot planning.

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