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RALLY: Role-Adaptive LLM-Driven Yoked Navigation for Agentic UAV Swarms

Created by
  • Haebom

저자

Ziyao Wang, Rongpeng Li, Sizhao Li, Yuming Xiang, Haiping Wang, Zhifeng Zhao, Honggang Zhang

개요

본 논문은 다수의 무인 항공기(UAV) 군집의 지능형 제어 문제를 해결하기 위해, 역할 적응형 대형 언어 모델(LLM) 기반 결합 항법 알고리즘인 RALLY를 제안합니다. 기존 다중 에이전트 강화 학습(MARL) 방식의 한계인 수치적 의사소통의 의미론적 차이와 획일적인 역할 구조의 경직성을 극복하고, LLM 기반 제어 프레임워크의 정적 사전 지식에 대한 과도한 의존으로 인한 탐색 부족 문제를 해결하고자 합니다. RALLY는 구조화된 자연어를 사용한 LLM 기반 의미론적 의사결정 프레임워크, 역할 전환과 개인화된 의사결정을 위한 동적 역할 이질성 메커니즘, 그리고 LLM 오프라인 사전 지식과 MARL 온라인 정책을 통합하는 역할 가치 혼합 네트워크(RMIX) 기반 역할 할당 전략을 통해 효율적인 의미론적 의사소통, 협업 추론, 그리고 반(半) 오프라인 역할 선택 전략 학습을 가능하게 합니다. Multi-Agent Particle Environment (MPE) 환경과 Software-In-The-Loop (SITL) 플랫폼에서의 실험 결과, RALLY는 기존 방식보다 작업 적용 범위, 수렴 속도, 일반화 성능이 우수함을 보여줍니다.

시사점, 한계점

시사점:
LLM을 활용하여 다수 UAV 군집의 효율적인 의미론적 의사소통 및 협업 추론을 가능하게 함.
동적 역할 이질성 메커니즘을 통해 역할 전환 및 개인화된 의사결정을 지원하여 상황 적응력 향상.
RMIX 기반 역할 할당 전략을 통해 LLM의 오프라인 사전 지식과 MARL의 온라인 정책을 효과적으로 통합.
MPE 및 SITL 실험을 통해 RALLY의 우수한 성능(작업 적용 범위, 수렴 속도, 일반화 성능) 검증.
다수 UAV 시스템의 협업 항법 기술 발전에 기여.
한계점:
제안된 알고리즘의 실제 UAV 시스템 적용에 대한 검증 부족.
RMIX 네트워크의 설계 및 학습 과정에 대한 상세한 설명 부족.
다양한 환경 및 임무 조건에 대한 RALLY의 로버스트니스(Robustness)에 대한 추가적인 연구 필요.
LLM의 계산 비용 및 지연 시간 문제에 대한 고려 부족.
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