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Les robots apprennent à demander de l'aide quand ils sont paumés

Un nouveau cadre permet aux robots de demander des conseils humains quand les instructions sont floues.

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Les robots deviennent de plus en plus avancés, mais ils ont toujours des défis en matière de prise de décision. Un gros problème, c'est qu'ils peuvent parfois agir avec confiance sur de fausses informations. Ça peut entraîner des erreurs, surtout dans des situations complexes où les instructions des humains ne sont pas claires.

Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont élaboré une stratégie qui aide les robots à reconnaître quand ils ont besoin d'aide. Cette méthode combine la compréhension du langage avec une approche qui permet aux robots de demander de l'aide au lieu de faire de mauvaises décisions.

Quel est le défi ?

Les robots reçoivent souvent des instructions en langage naturel, qui peuvent être vagues ou ambiguës. Par exemple, si tu dis à un robot de "mettre le bol dans le micro-ondes", il peut ne pas savoir de quel bol tu parles, surtout s'il y en a plusieurs sur le plan de travail. S'il devine mal, ça peut endommager le micro-ondes ou même provoquer un feu.

De plus, les robots ne sont pas toujours sûrs de la confiance qu'ils devraient avoir dans leurs décisions. Parfois, ils peuvent agir sur des informations qui semblent raisonnables mais qui sont en fait fausses. Cela peut arriver quand ils "hallucinent" ou créent des réponses qui semblent plausibles mais qui sont incorrectes.

La solution

La solution des chercheurs est un cadre qui aide les robots à comprendre leurs propres limites. En utilisant des techniques de probabilité et de statistiques, les robots peuvent déterminer quand ils devraient demander de l'aide aux humains. Quand le robot fait face à des instructions peu claires, il génère un ensemble d'actions possibles et identifie celles dont il se sent confiant. Si aucune option ne se démarque, le robot sait qu'il doit demander de l'aide.

Comment ça fonctionne ?

  1. Compréhension basée sur le langage : Le robot reçoit des instructions en langage naturel. Il utilise un modèle de langage pour interpréter ces instructions et générer des étapes possibles.

  2. Évaluation de la confiance : Pour chaque action possible, le robot attribue un score de confiance, qui reflète à quel point il est sûr que cette action est correcte.

  3. Demande d'aide : Si les scores de confiance du robot sont trop proches (indiquant une incertitude), il déclenche une demande d'entrée humaine. Cela peut impliquer de demander à une personne "Quel bol devrais-je utiliser ?" au lieu de faire une supposition.

Expérimentation avec des robots réels et simulés

La nouvelle méthode a été testée en utilisant à la fois des robots réels dans des environnements physiques et des robots simulés dans des environnements contrôlés. Les chercheurs ont mis en place diverses tâches impliquant différents types d'ambiguïtés, comme :

  • Ambiguïtés spatiales : Instructions qui pourraient s'appliquer à plusieurs objets ou emplacements.
  • Ambiguïtés numériques : Directions qui n'étaient pas spécifiques sur les quantités.
  • Ambiguïtés de préférence : Situations où le robot devait comprendre les goûts et les aversions des humains.

Les expériences ont montré que les robots utilisant ce nouveau cadre étaient capables de terminer leurs tâches plus efficacement. Ils faisaient moins d'erreurs et avaient besoin de moins d'intervention humaine par rapport aux robots qui s'appuyaient sur des méthodes plus anciennes.

Comment le cadre fonctionne en pratique

Quand un robot reçoit une instruction, il suit ces étapes :

  1. Générer des options : Le robot produit une liste d'actions possibles en fonction de l'entrée linguistique qu'il reçoit.

  2. Évaluation de la confiance : Il calcule des scores de confiance pour chaque action possible.

  3. Création d'un ensemble de prédictions : Si le score de confiance le plus élevé ne se démarque pas vraiment des autres, le robot crée un ensemble de prédictions qui inclut toutes les options qu'il considère plausibles.

  4. Assistance humaine : Le robot présente ensuite cet ensemble de prédictions à un opérateur humain pour choisir la bonne action.

Avantages de l'approche

Cette méthode offre plusieurs avantages :

  • Réduction des erreurs : En demandant de l'aide quand ils ne sont pas sûrs, les robots peuvent éviter de faire des erreurs coûteuses.

  • Efficacité : Le cadre permet aux robots de fonctionner plus de façon autonome tout en obtenant l'intervention humaine nécessaire face à l'incertitude.

  • Flexibilité : L'approche s'adapte à différents types d'ambiguïtés et de tâches, ce qui la rend applicable à un large éventail de scénarios.

Résultats des tests

Dans les résultats, les robots qui utilisaient le nouveau cadre ont constamment obtenu des taux d'achèvement de tâches plus élevés. Ils avaient moins de variabilité dans leurs performances, ce qui signifie qu'ils étaient globalement plus fiables.

Dans un scénario impliquant le réarrangement d'objets sur une table, les robots ont pu gérer des tâches basées sur différents niveaux d'ambiguïté de manière efficace. Ils ont montré un meilleur équilibre entre l'exécution précise des tâches et le besoin d'aide.

Applications dans le monde réel

Cette recherche a des implications pratiques pour plusieurs domaines. Les robots capables de demander efficacement de l'aide seront précieux dans :

  • Automatisation domestique : Des assistants robotiques dans les maisons peuvent aider avec les corvées tout en s'assurant qu'ils ne commettent pas d'erreurs basées sur des instructions humaines peu claires.

  • Santé : Des robots dans des paramètres médicaux peuvent aider le personnel en gérant des fournitures ou en collectant des informations tout en évitant les erreurs.

  • Fabrication : Des robots sur les chaînes de montage peuvent améliorer l'efficacité en vérifiant auprès des humains chaque fois qu'ils rencontrent des instructions incertaines.

Conclusion

La capacité des robots à reconnaître leurs limitations et à demander de l'aide quand c'est nécessaire est un pas en avant significatif dans la robotique. En combinant la compréhension du langage avec la gestion de l'incertitude, ce nouveau cadre améliore la fiabilité des robots dans les tâches quotidiennes. À mesure que les robots s'intègrent de plus en plus dans nos vies, cette capacité garantira qu'ils fonctionnent de manière sûre et efficace, en les rendant vraiment utiles.

Avec d'autres recherches et développements, on peut s'attendre à ce que les robots deviennent encore plus habiles à gérer des situations ambiguës, menant finalement à une plus grande autonomie et efficacité dans diverses applications.

Source originale

Titre: Robots That Ask For Help: Uncertainty Alignment for Large Language Model Planners

Résumé: Large language models (LLMs) exhibit a wide range of promising capabilities -- from step-by-step planning to commonsense reasoning -- that may provide utility for robots, but remain prone to confidently hallucinated predictions. In this work, we present KnowNo, which is a framework for measuring and aligning the uncertainty of LLM-based planners such that they know when they don't know and ask for help when needed. KnowNo builds on the theory of conformal prediction to provide statistical guarantees on task completion while minimizing human help in complex multi-step planning settings. Experiments across a variety of simulated and real robot setups that involve tasks with different modes of ambiguity (e.g., from spatial to numeric uncertainties, from human preferences to Winograd schemas) show that KnowNo performs favorably over modern baselines (which may involve ensembles or extensive prompt tuning) in terms of improving efficiency and autonomy, while providing formal assurances. KnowNo can be used with LLMs out of the box without model-finetuning, and suggests a promising lightweight approach to modeling uncertainty that can complement and scale with the growing capabilities of foundation models. Website: https://robot-help.github.io

Auteurs: Allen Z. Ren, Anushri Dixit, Alexandra Bodrova, Sumeet Singh, Stephen Tu, Noah Brown, Peng Xu, Leila Takayama, Fei Xia, Jake Varley, Zhenjia Xu, Dorsa Sadigh, Andy Zeng, Anirudha Majumdar

Dernière mise à jour: 2023-09-04 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2307.01928

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.01928

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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