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自然言語で計画を生成・実行するGenPlanX

(GenPlanX. Generation of Plans and Execution)

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田中専務

拓海先生、最近部下から “AIで現場の作業を自動化しよう” と言われたのですが、具体的に何ができるのかイメージが湧きません。GenPlanXという論文があると聞いたのですが、ざっくり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!GenPlanXは、ユーザーの自然言語での指示を受け取り、やるべき仕事の「計画」を自動で作り、その計画を実行しながら成功を監視し、失敗したらやり直す仕組みですよ。大丈夫、一緒に要点を3つにまとめますね。

田中専務

要点3つですか。利益につながるかどうか、現場で使えるかどうかが気になります。専門用語も怖いので、平たくお願いします。

AIメンター拓海

いい質問です。要点1は”自然言語理解でタスクを受け付ける”こと、要点2は”古典的な計画(classical planning)で最適な手順を作る”こと、要点3は”生成した手順を現場で実行して、実行状況を見て必要なら再計画する”ことです。経営目線では投資対効果が見えやすいですよ。

田中専務

これって要するに、”人の言い方をそのまま機械に渡して、機械が仕事の手順を考えてやってくれる”ということですか?

AIメンター拓海

その通りです。ただし少し補足です。ユーザーの要求はそのまま機械が使う形式に翻訳され、内部で定義された”ドメイン”(業務のルールや出来ること)に沿って計画が作られます。たとえるなら、職人に仕事の指示を出す通訳と、実際に作業手順を作る現場監督が一緒になったイメージですよ。

田中専務

翻訳って、つまり人が設定したルール(ドメイン)に合わせるわけですね。うちの現場は特殊なので、あらかじめルールを作る手間が気になりますが。

AIメンター拓海

重要な視点です。GenPlanXはドメイン記述(PDDLという決まった形式)に新しいアクションを追加していくことで現場に合わせられます。最初は手間ですが、投資としてルール化すれば複数案件で再利用できます。短期のコストと長期の効率改善を天秤にかける判断になりますよ。

田中専務

実行フェーズで失敗したらどうするのですか。現場では必ず想定外が起きます。

AIメンター拓海

そこがこの仕組みの肝です。GenPlanXは計画を実行しながら状況を監視し、失敗や変化があれば再計画します。会社で言えば現場監督が進捗を見て方針変更をかける動きと同じで、完全自動とはいえないが自律的に対応できるようになりますよ。

田中専務

なるほど。うちの現場で役立ちそうなら投資に値するかもしれません。最後に整理させてください。要は「言葉を入れると、企業用のルールを使って計画を作り、実行し、問題があれば直す」──これで合っていますか。

AIメンター拓海

素晴らしい整理です、その通りです。導入ではまず小さな業務からPDDLのドメイン化を始め、効果が見える業務に広げるのが実務的です。大丈夫、一緒にやれば必ずできますよ。

田中専務

分かりました。ではまず現場のよくある手順一つから試してみます。今日はありがとうございました、拓海先生。

AIメンター拓海

素晴らしい決断ですね、田中専務。小さく始めて成果を積み上げましょう。必要なら計画の設計と現場での試行を一緒に支援できますよ、頑張りましょう。

1.概要と位置づけ

結論を先に述べる。GenPlanXは、ユーザーが自然言語で与えた業務要求を、言葉から計画問題に変換し、古典的な計画手法で最適手順を生成し、その手順を実行・監視・再計画する一連の流れを統合したシステムである。本研究が最も大きく変えた点は、言語理解(Large Language Models, LLMs)と従来の計画(classical planning)を実務レベルで結びつけ、実行と監視まで含めて検証した点にある。

背景を整理すると、古典的な計画(Classical Planning)は複雑な手順を最適化して作るのが得意だが、指示を自然言語で受け取ることが苦手である。一方でLLMsは人の言葉を解釈する力に長けるが、具体的な行動手順を厳密な形式で出すのは得意でない。GenPlanXはこの両者の長所を組み合わせ、現場の指示から実行までをつなげる橋渡しを試みている。

企業の経営判断に即して言うと、本研究はデジタル化の第二段階、つまり人の暗黙知や口頭指示を形式化して現場稼働に落とし込むフェーズに資する。初期投資はドメイン定義などで発生するが、一度ルール化すれば複数業務に横展開できるため長期的な生産性改善が期待できる。要するに、短期コストと長期効率のトレードオフを正しく評価する価値がある。

技術的には、GenPlanXはPDDL(Planning Domain Definition Language、計画ドメイン定義言語)など既存の形式を活用しており、既存の計画エンジンと連携できる点で実装負荷が低い。研究の位置づけは応用先行であり、理論的な新発見というよりはシステム統合と実運用に向けた実証研究である。

このセクションで押さえるべき点は三つである。第一に自然言語→計画問題の自動生成、第二に古典的計画エンジンによる最適化、第三に実行監視と再計画のループである。経営者はこれらを単体ではなく「連鎖として」評価すべきである。

2.先行研究との差別化ポイント

先行研究は大きく二つの道を歩んでいる。一つは計画生成のアルゴリズム改良に注力する古典派であり、もう一つは自然言語理解を通じて人と機械の対話を深めるLLM派である。GenPlanXはこれらを結合し、単に計画を作るだけでなく、言語で受けた要求を直接計画問題の形式に落とし込み、実行・監視までつなげた点で差別化している。

差別化の要点は二点ある。第一に、ユーザーの自然言語要求をパラメータや初期状態、目標(goals)として自動的に抽出し、PDDL形式の問題定義を作る工程を実装した点である。通常は専門家が手で作る工程を自動化することで、非専門家からの利用が現実的になる。

第二に、生成した計画を実際のオフィス環境で実行し、実行中のモニタリングと必要に応じた再計画を行うワークフローを整備した点である。多くの研究は生成まで、あるいはシミュレーションまでで完結するが、本研究は実環境での試行を含めている。

これにより、単なるプロトタイプの提示ではなく、導入可能性の評価に踏み込んでいる。企業にとって重要なのは理論的性能ではなく、運用時の堅牢性と保守性であり、GenPlanXはその評価に資する成果を示している。

読み替えれば本システムは、自然言語インターフェースがあることで利用ハードルを下げ、ドメイン定義を通じて業務特性を組み込み、実行監視で運用リスクを低減する三段構えで差別化していると理解できる。

3.中核となる技術的要素

中核要素は大きく三つある。第一にLarge Language Models(LLMs、巨大言語モデル)を用いた自然言語の解析と構造化である。LLMsは指示文から変数やオブジェクト、初期状態、目標といった構造化データを抽出し、これを計画問題の入力に変換する。

第二にPDDL(Planning Domain Definition Language、計画ドメイン定義言語)を使ったドメイン表現と古典的な計画エンジンである。PDDLは業務の出来ることやその前提条件を厳密に書ける言語で、計画エンジンはこれを解いて最適な行動列を生成する。企業の業務ルールをPDDLに落とし込む作業が導入の要となる。

第三に実行と監視のアーキテクチャである。生成された計画を順次実行し、各ステップの成功・失敗や環境の変化を検知して、必要があればLLMと計画エンジンを組み合わせて再計画を行う。ここでのポイントは、人手介入を最低限に抑えつつ安全に運用するための監視ルールの設計である。

またシステムは拡張性を考えて設計されており、新しいツールやアクションをPDDLドメインに追加することで他用途へ展開できる。将来的には観測データから自動でアクションモデルを学習する方向や、ゴール生成(goal reasoning)を組み込む方向が検討されている。

経営判断に直結する技術的示唆は明快である。LLMで初期の要件定義を高速化し、PDDLで業務ルールを厳密化し、実行監視で運用リスクを管理するという分業が有効である。

4.有効性の検証方法と成果

著者らはオフィス関連のタスクを中心に、GenPlanXがユーザーの自然言語要求をどの程度正確にPDDL問題に変換できるか、生成された計画が実行可能であるか、実行中に再計画が適切に働くかを評価している。具体例として、スライド作成や資料整理といった業務タスクで実証を行った。

評価は典型的なワークフローにおける成功率、再計画回数、人的介入の頻度などを指標としている。結果として、LLMが初期の問題定義を比較的高精度で生成でき、古典的計画で合理的な手順が得られ、実際の実行で必要な再計画イベントに対して柔軟に対応できることが示された。

ただし検証は限定的なドメインで行われており、ドメイン外の複雑な現場では性能が落ちる可能性が示唆されている。著者らもアクションセットの拡張やゴール推論の強化を今後の課題として挙げている。

経営的には、実証結果はPoC(概念実証)段階での導入検討に適している。まずは業務のうち標準化が進んでおり、例外処理が少ないタスクから試すことで費用対効果を早期に確認できる。

最後に実験成果から得られる実用上の教訓は、ドメインの設計とモニタリングルールの品質が成果を左右する点である。技術だけでなく業務設計力が鍵になる。

5.研究を巡る議論と課題

本研究は興味深い実用的成果を示した一方で、いくつかの議論点と制約が残る。一つはドメイン定義の手作業依存である。現状では新しい業務を扱うために専門家によるPDDL記述が必要であり、この工程のコストが導入障壁となる。

二つ目はLLMの出力の曖昧さである。言語モデルは強力だが、業務に対して厳密な条件や前提を確実に抽出する保証はない。誤った初期状態やゴールが生成されれば、生成される計画の妥当性は損なわれる。

三つ目は安全性と説明可能性である。生成・再計画された手順が現場でどのように安全に解釈されるか、また意思決定の理由を人が追えるかは重要な課題である。特に規制や安全基準が厳しい業界では説明可能性の確保が不可欠である。

さらにスケーラビリティの問題もある。多数のエージェントや多数の並行タスクを管理する場面では、計算コストや調整の難しさが増す。これらはシステム設計と運用方針で対処する必要がある。

総じて、技術的可能性は示されたが、実用化には業務フローの再設計、監視基準の策定、そして段階的な導入計画が不可欠である。経営判断はここに集中すべきである。

6.今後の調査・学習の方向性

著者らが示す今後の方向性は二つである。第一にアクションセットの拡張である。手作業でアクションを追加する現在の方法を、観測データから自動で学ぶ研究と組み合わせることで導入コストを下げることが期待される。これにより多様な業務に適応しやすくなる。

第二にゴール推論(goal reasoning)の導入である。現状はユーザーが明示した目標に基づく再計画が中心だが、環境の変化や機会を自律的に検出して新たな目標を生成できれば、より柔軟で生産的なシステムになる。ここは経営的に見ると自律改善の余地を広げる重要領域である。

加えて運用面では、実務チームとITチームの連携、監視ルールの標準化、そして段階的なPoC実施が重要である。学習データの管理とフィードバックループを整備することが、継続的改善の鍵となる。

研究キーワードとしては、GenPlanX、natural language planning、LLM-integrated planning、PDDL、plan execution、plan monitoring、goal reasoningなどが検索に役立つ用語である。これらを手がかりにさらに文献を追うとよい。

最後に経営者への助言としては、小さく始めて成果を測り、得られた運用知見をもとにドメインを広げる戦略が現実的であり、ROIを見ながら段階的に投資することを勧める。

検索に使える英語キーワード

GenPlanX, natural language planning, LLM-integrated planning, PDDL, classical planning, plan execution, plan monitoring, goal reasoning

会議で使えるフレーズ集

「まずは言葉で要件を集めて、小さな業務でPoCを回しましょう。」

「今回の狙いは自然言語→計画→実行のループを確立して運用負荷を下げることです。」

「ドメイン定義は初期投資ですが、横展開で回収できます。優先順位を決めて進めましょう。」

「安全性と説明可能性の基準を満たす監視ルールを設計してからスケールさせましょう。」

D. Borrajo et al., “GenPlanX. Generation of Plans and Execution,” arXiv preprint arXiv:2506.10897v1, 2025.

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