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VLAarXiv:2608.27797v1

CEDAR: 言語誘導型身体的行動のための検証可能なインターフェースとしてのオートマトン

CEDAR: Automata as Verifiable Interfaces for Language-Guided Embodied Action

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自然言語の指示を正規言語として表現し、決定性有限オートマトンに変換することで、制約を検証可能な実行可能なオブジェクトとして扱うフレームワークを提案。Minecraftで時間的・空間的制約を維持し、LLMクエリを削減できることを示した。

詳しい要約

1. どんなもの?

CEDARは、自然言語による指示を環境イベントトレース上の正規言語として捉え、スキルと仕様を決定性有限オートマトン(DFA)で表現するフレームワーク。LLMエージェントの自由形式プログラムでは検証や合成が困難だった制約を、実行可能な有限状態オブジェクトとして扱い、制約を満たすコントローラを構築する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

従来のコード生成LLMエージェントは、指示を自由形式プログラムで実装するため、検証可能なオブジェクトがなく、新しい制約との合成や失敗トレースからの修復が困難。CEDARは、指示を正規言語として形式化し、DFAとして表現することで、検証・合成・修復を可能にした点が新しい。

3. 技術・手法の肝は?

CEDARは、反例誘導型フレームワークを採用。LLMによる意味判断と実行トレースを用いて修正を行い、スキルと仕様をDFAとして学習する。学習したスキルと仕様を交差(intersection)させることで、制約を構造的に強制するコントローラを生成する。

4. どうやって有効だと検証した?

Minecraft環境において、プログラム生成ベースラインと同じシミュレータ/API観測を用いて評価。時間的・空間的制約(夜に寝る、バイオームに留まるなど)をベースラインが維持できない状況で、CEDARが制約を維持できることを示した。また、学習したスキルの再利用により累積LLMクエリ数を削減できることを実証。

5. 議論はある?

要旨からは、正規言語が自然言語指示と身体化エージェントポリシー間の実用的な検証層を提供する可能性が示唆されるが、複雑な指示や長期的なタスクへの拡張性、DFA表現の限界などについての議論は不明。

6. 次に読むべき論文は?

要旨で参照されている研究は明示されていないが、関連手法として、LLMを用いたコード生成エージェント(例えば、ReActやSayCanなど)や、形式手法を用いた検証、有限オートマトンによる仕様学習(L*アルゴリズムなど)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: Lekai Chen, Alvaro Velasquez, Ashutosh Trivedi

分類: cs.AI, cs.CL, cs.FL

原文アブストラクト

Natural-language tasking of embodied agents is rarely just goal specification: users also impose constraints that must persist while the world changes. Code-generating LLM agents can produce plausible behaviors for such instructions, but their free-form programs provide no stable object to verify, compose with new constraints, or repair from a failing trace. We present CEDAR, a counterexample-guided framework that grounds instructions as regular languages over environment event traces. CEDAR uses a language model for semantic judgments and execution traces for correction, then represents both skills and specifications as deterministic finite automata. This turns constraints into executable finite-state objects: a learned skill can be intersected with a learned sleep at night or stay in this biome specification, yielding a controller that enforces the learned constraint by construction rather than by repeated prompting. In Minecraft, with the same simulator/API observations available to a program-generating baseline, CEDAR maintains temporal and spatial constraints that the baseline fails to preserve and amortizes reuse of learned skills, reducing cumulative LLM queries. These results suggest that regular languages offer a practical verification layer between natural-language instructions and embodied-agent policies.

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