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タスクプランニングarXiv:2609.29043

LLMチェイニングによる汎用サービスロボットのタスクプランニングの設計と評価

Design and Evaluation of LLM Chaining-Based Task Planning for General Purpose Service Robots

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LLMを命令分類と行動生成の2段階に分けるチェイニング構成で、プロンプト長を約45%削減しつつタスクプランニングの一貫性を向上させ、実機HSRで評価した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- General Purpose Service Robot (GPSR) タスク向けの LLM chaining アーキテクチャを提案 - RoboCup@Home ベンチマークの自然言語命令を対象 - 命令分類と行動生成を2段階に分離 - 実ロボット Toyota Human Support Robot (HSR) で実行検証

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の Single Prompt (SP) は context bloat と Lost in the Middle で計画が不安定 - 提案手法は推論あたりのプロンプト長を約45%削減 - 計画の一貫性が向上 - 全モデルで SP より計画性能が改善、特にローカルモデルで最大+37ポイント

3. 技術・手法の肝は?

- LLM chaining により命令分類と行動生成を専門化した2段階に分離 - 各段階でプロンプトを短縮し、文脈肥大化を抑制 - ローカルオープンソースとクラウド先端モデルの両方に適用可能

4. どうやって有効だと検証した?

- ランダム生成した100件の GPSR コマンドで評価 - 3つの言語モデル(ローカル/クラウド)で比較 - SP に対する計画改善を確認 - HSR 実機で実行実験、10タスク中6タスクが成功

5. 議論はある?

- 計画成功だけではタスク完了を保証しない - 実行層の失敗が主要な残存ボトルネック - 計画と実行のギャップが課題として示唆

6. 次に読むべき論文は?

- RoboCup@Home の GPSR タスク関連研究 - Lost in the Middle 現象の論文 - Toyota Human Support Robot (HSR) を用いたタスク計画研究 - LLM chaining やプロンプト分離に関する研究

※ 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: Lucas Da Mota Bruno, Jiahao Sim, Yoshinobu Hagiwara

分類: cs.RO, cs.AI, cs.CL

原文アブストラクト

General Purpose Service Robot (GPSR) tasks, as defined in the RoboCup@Home benchmark, require robots to interpret diverse natural language commands and generate multi-step action sequences in real home environments. Conventional Single Prompt (SP) approaches suffer from context bloat and the "Lost in the Middle" phenomenon, leading to unreliable task planning. We propose an LLM chaining architecture that separates instruction classification and action generation into two specialized stages, reducing per-inference prompt length by approximately 45% while improving planning consistency. We evaluate our method using 100 randomly generated GPSR commands across three language models spanning local open-source and frontier cloud deployment contexts. Results show consistent planning improvements over SP across all models, with gains of up to +37 percentage points on local models. Further, real-robot execution experiments on the Toyota Human Support Robot (HSR) reveal that planning success alone does not guarantee task completion, with 6 of 10 tasks completing successfully and execution-layer failures identified as the primary remaining bottleneck.

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PR本紙発行元 EmplifAI