Autonomous robots are required to reason about the behaviour of dynamic agents in their environment. To this end, many approaches assume that causal models describing the interactions of agents are given a priori. However, in many application domains such models do not exist or cannot be engineered. Hence, the learning (or discovery) of high-level causal structures from low-level, temporal observations is a key problem in AI and robotics. However, the application of causal discovery methods to scenarios involving autonomous agents remains in the early stages of research. While a number of methods exist for performing causal discovery on time series data, these usually rely upon assumptions such as sufficiency and stationarity which cannot be guaranteed in interagent behavioural interactions in the real world. In this paper we are applying contemporary observation-based temporal causal discovery techniques to real world and synthetic driving scenarios from multiple datasets. Our evaluation demonstrates and highlights the limitations of state of the art approaches by comparing and contrasting the performance between real and synthetically generated data. Finally, based on our analysis, we discuss open issues related to causal discovery on autonomous robotics scenarios and propose future research directions for overcoming current limitations in the field.


翻译:自主机器人必须了解其环境中动态物剂的行为。为此,许多方法假定先验地给出了描述物剂相互作用的因果模型。然而,在许多应用领域,这些模型并不存在或无法设计。因此,从低层次、时间观测中学习(或发现)高层次因果结构是AI和机器人的一个关键问题。然而,对涉及自发物剂的假想应用因果发现方法仍处于研究的早期阶段。虽然存在一些在时间序列数据上进行因果发现的方法,但这些方法通常依赖于在现实世界中代理行为相互作用中无法保证的充足性和静止性等假设。在本文件中,我们正在对现实世界应用基于观测的因果发现技术,从多个数据集中合成驱动情景。我们的评估通过比较和对比真实和合成物生成的数据的性能,表明并突出艺术方法状态的局限性。最后,根据我们的分析,我们讨论了与自主机器人假设的因果发现有关的公开问题,并提出未来研究方向,以克服当前实地的局限性。

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