不確実性低減による道路利用者間のスペース共有競合の解決:能動的推論に基づく計算モデル

arXiv cs.AI / 2026/4/23

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要点

  • 本論文は、2者間の相互作用として道路利用者がスペース共有の競合を解決する方法をシミュレーションするための、能動的推論(active inference)に基づく理論的に裏付けられた計算モデルを提案している。
  • 相互作用中の不確実性低減の仕組みとして、(i) 行動の結合による暗黙のコミュニケーション、(ii) 規範的な期待(停止標識や優先ルールなど)への依存、(iii) 明示的なコミュニケーションの3つを示している。
  • 簡略化した交差点のシナリオでは、相手が想定どおりに振る舞う場合に、規範的および明示的な合図が競合解決の成功確率を高め得ることを示している。
  • 一方で、相手が規範的期待を意図的または非意図的に破る、あるいは誤解を招く情報を明示的に伝える状況では、合図への依存が衝突につながり得ると述べている。
  • 著者らは、この能動的推論の枠組みが交通以外の領域でも、相互作用の振る舞いをモデル化するために応用できると主張している。

概要: 道路利用者が空間の共有に関する衝突(コンフリクト)をどのように解決するかを理解することは、交通安全と自動運転車両の安全な導入の両方にとって重要です。既存のモデルは、こうした相互作用の特定の側面(例:明示的コミュニケーション)を捉えてきましたが、理論的に裏付けられた計算枠組みは欠けていました。本論文では、これまでに開発した能動推論(active inference)に基づくドライバー行動モデルを拡張し、2つの主体の相互的な行動をシミュレートします。提案モデルは、相互作用における不確実性低減のための3つの補完的なメカニズムを捉えます: (i) 行動の直接的な結合による暗黙のコミュニケーション、(ii) 道路標識の停止(stop signs)、優先順位ルールなどの規範的期待への依拠、(iii) 明示的コミュニケーション。単純化した交差点シナリオにおいて、規範的および明示的なコミュニケーションの手がかりが、衝突の解決が成功する可能性を高め得ることを示します。ただしこれは、主体が期待通りに行動することに依存します。別の主体が(意図的であっても意図的でなくても)規範的期待に反したり、誤解を招く情報を伝達したりする状況では、これらの手がかりへの依拠が衝突を引き起こす可能性があります。これらの結果は、能動推論が道路利用者の相互作用をモデル化するための新しい枠組みを提供し得ること、またそれが他分野にも適用可能であることを示しています。