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行動予測arXiv:2610.40632

SymAnt: 適応可能な記号的事前知識で長期的行動予測を接地する

SymAnt: Grounding Long-Horizon Action Anticipation with Adaptable Symbolic Priors

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短い動画からシーングラフと知識グラフを統合した記号的文脈を構築し、それを事前知識として未来の行動系列を反復的に予測するニューロシンボリック手法を提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- ロボットや知的システムが短い観測から将来の行動系列を長期にわたり予測するための手法 - SymAnt と名付けられた neuro-symbolic アプローチ - ニューラルネットワークの表現力と、scene graph・knowledge graph の構造的推論を統合 - 短い動画を入力とし、将来の行動系列を逐次的に生成・改善する - 5つのデータセット(Breakfast, 50 Salads, EPIC-KITCHENS, EGTEA Gaze+, Assembly101)で評価

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 純粋な neural モデルは一般に大量の観測を必要とし、解釈や調整が難しい - symbolic prior は構造化された代替手段を提供する - SymAnt は neural の表現力と scene graph・knowledge graph の構造的推論を統合 - 短い観測窓から long-horizon action を parameter-efficient に予測 - ユーザーが知識を直接編集して再学習なしに予測を調整できる点が特徴

3. 技術・手法の肝は?

- 短い動画から scene graph と knowledge graph の両者に対する joint-search を行い symbolic context を構築 - symbolic context は空間関係、物体属性、affordances、関連行動を統合的に推論 - この symbolic context を prior として反復的 refinement プロセスを駆動 - 将来の行動系列を段階的に生成・改善 - 予測を symbolic context に grounding することで parameter-efficient な長期予測を実現

4. どうやって有効だと検証した?

- Breakfast, 50 Salads, EPIC-KITCHENS, EGTEA Gaze+, Assembly101 の5つの多様なデータセットで実験 - 特に短い観測コンテキストしか利用できない場合に SymAnt の有効性を実証 - 詳細な評価指標や比較手法は要旨からは不明

5. 議論はある?

- 純粋な neural モデルと symbolic prior の比較や解釈性・調整可能性の議論に言及 - 知識編集による予測調整が可能である点を主張 - 限界や失敗ケース、計算コストなどの詳細な議論は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照・比較されている具体的な先行研究は明示されていない - 関連手法として neuro-symbolic 推論、scene graph、knowledge graph、action anticipation、long-horizon prediction の定番研究を挙げる - 評価データセットである Breakfast, 50 Salads, EPIC-KITCHENS, EGTEA Gaze+, Assembly101 を用いた action anticipation 研究も参照候補

※ 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: Fnu Aryan, Yaqi Xie, Joseph Campbell, Woojun Kim, Kwonjoon Lee, Hossein Nourkhiz Mahjoub, Ehsan Moradi-Pari, Katia Sycara, Simon Stepputtis

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

As robots and intelligent systems increasingly interact with humans, they must anticipate long sequences of future actions from only brief observations. While purely neural models typically require extensive observations to predict future actions and remain difficult to interpret and adjust, symbolic priors offer a structured alternative. To this end, we introduce SymAnt, a novel neuro-symbolic approach that unifies the expressiveness of neural networks with the structured reasoning of scene and knowledge graphs. Given a short video, SymAnt performs a joint-search over both graphs to construct a symbolic context, enabling unified reasoning over spatial relationships, object attributes, affordances, and associated actions. This symbolic context serves as a prior for an iterative refinement process that progressively generates and improves the sequence of future actions. By grounding predictions in symbolic context, SymAnt anticipates long-horizon actions from short observation windows in a parameter-efficient manner, while enabling users to directly edit the underlying knowledge to adjust predictions without further training. Through our experiments, we demonstrate the effectiveness of SymAnt, particularly when only short observation contexts are available, across five diverse datasets: Breakfast, 50 Salads, EPIC-KITCHENS, EGTEA Gaze+, and Assembly101.

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PR本紙発行元 EmplifAI