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自動運転/計画arXiv:2604.01681

大規模モデルの推論とリアルタイム制御を橋渡しするエージェント型高速・低速計画

Bridging Large-Model Reasoning and Real-Time Control via Agentic Fast-Slow Planning

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大規模言語モデルの推論と実時間制御を階層的に統合する枠組みを提案し、CARLA実験でMPC単独やA*誘導MPCと比べて外乱下での横偏差を最大45%削減、完了時間を12%以上短縮した。

詳しい要約

1. どんなもの?

大規模基盤モデルによる推論と実時間制御を両立させる階層型フレームワーク「Agentic Fast-Slow Planning」を提案する研究。 - 知覚・推論・計画・制御を自然な時間スケールで分離 - 2つのブリッジで構成 - Perception2Decision: 車載VLM検出器でシーンをego-centric topologyに圧縮し、cloud上のLLM意思決定器で記号的なdriving directiveに変換 - Decision2Trajectory: directiveを実行可能なpathへ変換 - 最終的にMPCが実時間でtrajectoryを追従

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

既存手法の課題を2点指摘し、それらを回避する点が新しい。 - LLMが直接trajectoryを生成する手法: brittleで検証困難、latency-prone - MPC目的関数をオンライン調整する手法: slow deliberationとfast controlが混ざりinterfaceが曖昧 - 提案法は階層的に分離し、bandwidthとdelayを削減しつつinterpretabilityを保持 - 実験ではpure MPCやA*-guided MPC baseline比でlateral deviationを最大45%、completion timeを12%以上改善

3. 技術・手法の肝は?

階層的なfast-slow planningの設計が肝。 - Perception2Decision - on-vehicle VLM detectorでsceneをego-centric topologyに圧縮 - cloud上のLLM decision makerでsymbolic driving directiveへ変換 - Decision2Trajectory - Semantic-Guided A*: 言語由来のsoft costをclassical searchに埋め込み、feasible trajectoryへ誘導 - Agentic Refinement Module: feedbackとmemoryを用いてplanner hyperparametersを適応 - MPCがtrajectoryをreal-time追従、困難ケースではcloud-guided referenceを任意で利用

4. どうやって有効だと検証した?

CARLAでの実験により有効性を検証。 - 摂動下でのrobustnessを評価 - pure MPCおよびA*-guided MPC baselineと比較 - lateral deviationを最大45%削減 - completion timeを12%以上短縮 - codeはGitHubで公開

5. 議論はある?

要旨からは不明。 - 限界や失敗ケース、計算コスト、cloud依存性、VLM/LLMの誤りへの対処については記述がない - 議論の詳細は本文を参照する必要がある

6. 次に読むべき論文は?

要旨で参照・比較されている研究や関連手法を挙げる。 - pure MPC - A*-guided MPC baseline - LLMによる直接trajectory生成手法 - MPC目的関数のオンライン調整手法 - Vision-Language Model (VLM) detector - Semantic-Guided A* - Agentic Refinement Module

※ 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: Jiayi Chen, Shuai Wang, Guangxu Zhu, Chengzhong Xu

分類: cs.RO, cs.AI

原文アブストラクト

Large foundation models enable powerful reasoning for autonomous systems, but mapping semantic intent to reliable real-time control remains challenging. Existing approaches either (i) let Large Language Models (LLMs) generate trajectories directly - brittle, hard to verify, and latency-prone - or (ii) adjust Model Predictive Control (MPC) objectives online - mixing slow deliberation with fast control and blurring interfaces. We propose Agentic Fast-Slow Planning, a hierarchical framework that decouples perception, reasoning, planning, and control across natural timescales. The framework contains two bridges. Perception2Decision compresses scenes into ego-centric topologies using an on-vehicle Vision-Language Model (VLM) detector, then maps them to symbolic driving directives in the cloud with an LLM decision maker - reducing bandwidth and delay while preserving interpretability. Decision2Trajectory converts directives into executable paths: Semantic-Guided A* embeds language-derived soft costs into classical search to bias solutions toward feasible trajectories, while an Agentic Refinement Module adapts planner hyperparameters using feedback and memory. Finally, MPC tracks the trajectories in real time, with optional cloud-guided references for difficult cases. Experiments in CARLA show that Agentic Fast-Slow Planning improves robustness under perturbations, reducing lateral deviation by up to 45% and completion time by over 12% compared to pure MPC and an A*-guided MPC baseline. Code is available at https://github.com/cjychenjiayi/icra2026_AFSP.

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