Pel: AIエージェントのオーケストレーションのためのプログラミング言語(Pel, A Programming Language for Orchestrating AI Agents)

田中専務

拓海先生、最近話題の論文を部下が勧めてきまして、Pelという言葉を聞いたのですが、正直よく分かりません。要するに何が新しいのか端的に教えていただけますか。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!PelはAI、特にLarge Language Models (LLMs)(大規模言語モデル)に対して、安全で表現力ある命令を書かせるための専用言語なんですよ。大丈夫、一緒に整理しましょう。

田中専務

ふむ。で、私が気になるのは現場導入です。うちの現場では勝手に外部へ通信したり、ファイルを上書きされたら大変です。Pelはそこをどう守るんですか。

AIメンター拓海

素晴らしい問いです。要点を三つで整理すると、第一にPelは文法レベルで不要な命令を制限できるため、ネットワークやファイル操作をソースから排除できるんですよ。第二にシンプルな構文でLLMが生成しやすく、誤生成が減るんです。第三に並列化や条件分岐を安全に扱う仕組みがあるため、複数エージェントの制御に向いています。

田中専務

これって要するに、LLMに安全な『約束事(ルール)付きの命令言語』を書かせるということ?それなら現場の安心感が増しそうです。

AIメンター拓海

まさにその通りです!PelはLispのような均一な構文を採り、必要な機能だけを残す形で言語を制限できますから、会社のルールを言語の設計に反映できるんです。大丈夫、一緒にルール化すれば運用はずっと簡単になりますよ。

田中専務

コスト面も教えてください。外注でAIを使うとAPI費が嵩むと聞きますが、Pelを導入したら安くなるんですか。

AIメンター拓海

良い視点ですね。Pel自体は言語設計であって即座にコスト削減を約束するものではありません。しかし、命令の粒度を細かく制御できるため、無駄なAPI呼び出しを減らし、並列実行を最適化することで実運用ではコスト効率が改善できる可能性があります。

田中専務

実際にうちで試す場合、エンジニアがいないと無理でしょうか。教育とか運用は大変じゃないですか。

AIメンター拓海

安心してください。PelはLLMが自然に生成しやすい単純な構文を意図しているため、現場でのテンプレート化や社内ルール化がしやすい設計です。またREPeLという対話的な開発環境が想定されており、エラー診断をLLMが手伝ってくれるため学習コストは抑えられますよ。大丈夫、一緒にステップを設計できます。

田中専務

では最後に、私の理解を一度確認させてください。PelはLLMに安全かつ決められたルールで命令を書かせる専用言語で、運用面ではコスト抑制と安全確保に寄与するということで宜しいですか。私の言葉で言うと、社内のAIに『やって良いこと』と『やってはいけないこと』を手続き的に固めるための道具という認識でよろしいでしょうか。

AIメンター拓海

素晴らしいまとめです!まさにその通りですよ。Pelは社内ルールを言語設計に落とし込める道具であり、安全性、表現力、LLMとの親和性を両立した設計がポイントです。大丈夫、実務に落とし込めば必ず役立ちますよ。

田中専務

分かりました。ありがとうございます。ではこの理解で部内説明を進めてみます。

1.概要と位置づけ

結論から先に述べる。PelはLarge Language Models (LLMs)(大規模言語モデル)を単なる文章生成ツールとして使うのではなく、複雑な行動や制御を安全かつ明示的に記述させるために設計された中間言語である。これにより、従来の関数呼び出し(Function/Tool calling)や生のコード生成に伴う安全性と制御性の問題を緩和し、企業の実務シナリオで実際に運用できる実装の道を開くことが最大の変化点である。

背景を説明すると、ここ数年でLLMsは自然言語による高度な指示理解と生成能力を得たが、その出力をそのまま実行環境に反映すると、予期せぬ外部通信やファイル操作といったリスクが生じる。Pelはそうしたリスクに対して言語設計のレベルで制約を課すアプローチを採る。簡潔な構文と均一な表現により、モデルからの安定した生成が得られやすい点が特徴である。

PelはLispやElixir、Haskellの良さを取り入れた設計思想を持ち、homoiconic(ホモアイコニック:データとコードの表現が一致する)な構文を採用している。これによりLLMが自身でコード構造を把握しやすく、条件分岐や並列実行、パイプによる直列合成といった制御構造を明示的に扱えるようになった。結果として複数エージェントの協調や階層的な指示の生成が現実的になる。

ビジネスの観点では、Pelは『言語によるガバナンス』を可能にする点に価値がある。言い換えれば、経営が求める安全ルールを言語仕様として組み込み、LLMの出力がその枠内に収まるようにできるため、運用上の信頼性が高まる。これは従来のブラックボックス的な運用からの重要な転換点である。

短くまとめると、PelはLLMの能力を業務的に利用する際の安全性・制御性・表現力のバランスを取り、実務導入のための橋渡しを行う中間言語である。企業での運用を念頭に置いた言語設計が、この研究の位置づけを決定づけている。

2.先行研究との差別化ポイント

先行研究の多くは二つの方向に分かれる。一つはFunction/Tool calling(関数・ツール呼び出し)による限定的な拡張であり、もう一つはLLMに任せて生のコードを生成させてホスト側で実行する方式である。前者は安全だが表現力に限界があり、後者は柔軟だが安全性とコスト管理が難しい。Pelはこの二者択一を避け、中間の設計空間を提案する点で差別化する。

具体的にはPelは文法レベルで生成を制約できるため、安全性を言語の仕様として保証できる点が独自性である。また従来のツール呼び出しでは細かい状態管理や複雑な条件分岐の記述が難しかったが、Pelは条件式や変数束縛、非厳格なループ表現などを備え、表現力を確保している。これは現場での業務ロジック記述に直結する。

さらにPelはLLMとの親和性を重視して設計されている。均一な括弧ベースの構文やパイプによる直線的合成は、LLMがトークンを順に生成する過程と相性が良い。つまりLLM自身が学習文脈内で効率的にPel文を生成できるように作られており、in-context learning(文脈学習)での使用を視野に入れている点が差分である。

先行研究が抱えるスケーラビリティやコスト、セキュリティの課題に対し、Pelは『言語で制御する』アプローチで応答する。これにより、単なる安全ラッパーや追い出し用のチェック機構にとどまらず、実行単位や並列化の最適化まで言語設計で支援する点が先行研究との差である。

要するに、Pelは安全性と表現力、LLM生成の安定性という三点を同時に追求することで、実務的な差別化を実現している。これは単なる実装の差ではなく、設計哲学の転換を意味する。

3.中核となる技術的要素

Pelの中心にはいくつかの技術的柱がある。第一に言語の単純で正則な文法である。均一なS式風の表現により、LLMは誤りなく構造を学習しやすく、ソースレベルで不要機能を削除できる。これは結果的に複雑なサンドボックスを不要にする可能性を生む。

第二に自然言語条件式とLLM評価の統合である。Pelはifや条件評価に自然言語を直接含めることを許容し、その評価を必要に応じてLLMに委ねる設計を持つ。ビジネスでありがちな曖昧な判定を人間の規則に近い形で扱えるため、現場ルールの表現に適している。

第三にREPeLと呼ぶ対話的開発環境が提案されている。REPeLはRead-Eval-Print-Loop(REPL)を拡張し、Common Lispスタイルの再起動(restart)やLLMを用いたヘルパーエージェントによる自動診断を提供する想定である。これによりエラーの原因特定と修正が効率化され、実務での導入ハードルが下がる。

第四にランタイムの自動並列化機能である。Pelは抽象構文木(AST)を解析して依存関係のない部分を検出し、自動的に並列化する仕組みを備える。これによりエージェント群の同時実行が効率化され、応答遅延やコストの面で実用的メリットが期待できる。

最後に、安全性設計として『ソースレベルでの機能無効化』が挙げられる。ネットワークやファイルI/Oなど危険な機能を文法から外すことで、ホスト側での複雑な実行時監視に依存せず安全性を担保する点が実務寄りの設計である。

4.有効性の検証方法と成果

論文ではPelの有効性を示すために、LLMによる生成の安定性、実行時の安全性、並列化による性能改善を検証している。具体的には複数のシナリオでPelコードをLLMに生成させ、その生成品質と実行結果の整合性を評価した。結果としてPelは従来方式に比べて誤生成の頻度を下げ、意図せぬ副作用を減少させる傾向が示された。

またREPeL環境下での開発効率についても検証が行われた。LLMによるヘルパー機能があることでエラー修正ループが短縮され、非専門家でもテンプレートを使って運用可能な点が示唆されている。これは企業での導入時の学習コスト低減に直結する。

性能面ではASTベースの自動並列化が有効であることが示された。独立したタスクを並列に実行することでレイテンシを短縮し、トークンベースのAPI費用も一定の条件下で削減できる可能性が示された。もちろんこれはワークロード次第であり一律の効果は保証されない。

ただし検証は主にプロトタイプ環境におけるものであり、商用大規模運用での全面的な実証はまだこれからである。セキュリティ面や運用ポリシーの網羅性、異常系の取り扱いなどについては追加検証が必要だと論文自体も認めている。

総じて、Pelは実験段階で期待される利点を示しており、ビジネス現場での利用可能性を高める方向性を提供している。運用前提での追加評価が次のステップとなる。

5.研究を巡る議論と課題

議論の中心は『言語による制御はどこまで安全を保証できるか』に集約される。Pelはソースレベルで無効化できる機能を定めるが、LLMの生成に起因する誤解釈や曖昧さを完全に排除することは容易ではない。自然言語条件の評価をLLMに委ねる設計は利便性を高める一方で、評価の一貫性や監査可能性に疑問を残す。

また運用面では社内ポリシーと言語仕様の同期が必要になる。言語を変更すれば運用ルールが変わるため、ガバナンス体制と開発体制を連動させる仕組みが欠かせない。技術的にはAST解析や並列化の正当性証明、異常系のロールバック戦略といった実装的課題が残る。

さらにコストと効果のバランスも議論される。Pelの導入は初期設定やテンプレート作成に工数がかかる反面、運用段階での無駄なAPI呼び出し削減や運用効率化をもたらす可能性がある。ROI(投資対効果)を明確にするためには具体的な業務ケースでの評価が必要だ。

倫理・法務面でも検討が必要である。LLMが出力した判断に基づいて自動化が進む場合、責任の所在や説明可能性(explainability)の確保が重要となる。Pel自体は技術的な道具であり、その運用ルール設定と監査ログの整備が不可欠である。

結論として、Pelは有望なアプローチではあるが実運用に向けた課題が残る。企業は技術的恩恵を享受するために、ガバナンス、監査、検証の仕組みを同時に整備する必要がある。

6.今後の調査・学習の方向性

今後はまず実証事例(POC: Proof of Concept)を業務単位で積み上げることが優先される。具体的には経営判断が関わるワークフローを選定し、Pelでテンプレート化して安全性・コスト・効果の三点を定量化することが現実的なステップである。これにより経営判断の材料が揃う。

次にREPeLの実装とユーザビリティ向上である。非専門家が扱える対話型のデバッグ補助や自動修正提案が成熟すれば、現場導入のハードルは一気に下がる。教育と運用ドキュメントの整備もここに含まれる。

技術的にはAST解析の堅牢化、並列化アルゴリズムの最適化、そして自然言語条件評価の一貫性評価が研究の焦点となる。これらを取り組むことでPelの実行効率と信頼性が高まり、商用利用の幅が広がる。学術的な課題と実務的な課題を並行して解くことが求められる。

最後にガバナンスの自動化だ。言語仕様と会社のルールを対応づけ、変更管理や監査ログの自動生成を組み込むことで、経営層が安心して導入を判断できる環境が整う。Pelはその基盤技術となり得るが、制度面の整備が不可欠である。

検索に便利なキーワードは次の通りである: “Pel”, “orchestrating AI agents”, “LLM-friendly programming language”, “REPeL”, “homoiconic language for LLMs”。これらを使えば論文や派生研究を追跡できる。

会議で使えるフレーズ集

「PelはLLMの出力を言語レベルで制約することで、実運用の安全性を高めるアプローチです。」

「まずは業務の一本をPelでテンプレート化して、効果とコストを測るPOCから始めましょう。」

「REPeLの対話型デバッグがあれば非専門家の学習コストは下がります。運用ルールの整備と並行して導入を検討できます。」

参考文献: B. Mohammadi, “Pel, A Programming Language for Orchestrating AI Agents,” arXiv preprint arXiv:2505.13453v1, 2025.

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