Proactive human-robot collaboration requires autonomous systems to infer not only immediate actions but also the underlying hierarchical intentions governing human behavior. Current deep learning approaches predominantly focus on flat action classification, failing to capture the structural dependencies connecting kinematic motion to high-level goals. A Neuro-Symbolic Graph Transformer (NSGT) is proposed within this multimodal framework, a Human Reasoning Graph (HR-G) is integrated into the self-attention mechanism via learnable topological biases. Furthermore, the architecture is augmented with a differentiable First-Order Logic (FOL) loss, acting as a structural regularizer by which ontological consistency is enforced across four levels: atomic actions, composite activities, Low-Level Intentions, and High-Level Intentions. Evaluation is performed on the synthesized NTU-Hierarchy dataset, a four-level ontological extension of NTU RGB+D 120, wherein existing sequences were mapped into 119,383 complex hierarchical episodes (85 actions, 16 activities, 8 LLIs, 4 HLIs). To prevent circular supervision, strict isolation between label generation and FOL constraints was maintained. In the base configuration, 91.65% top-1 action accuracy is achieved by the NSGT. When the FOL loss is incorporated into the baseline, logic consistency is improved by 3.26 percentage points to 96.67%. Through the HR-G biases, a tunable trade-off between accuracy and structural coherence is established. In the primary consistency-maximizing configuration ($λ$ = 0.5), a logic consistency of 94.59% is reached and ontological contradictions are reduced by 33%, while a robust 89.90% top-1 action accuracy is retained. Finally, interpretable reasoning evidence is provided by the learned HR-G weights, wherein transition edges are strongly exploited ($β$ trans $\approx$ +2.6) without explicit supervision.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《多域人机交互研究》95页
专知会员服务
39+阅读 · 2025年6月2日
[ICML2022] NeuroFluid: 流体仿真的人工智能新范式
专知会员服务
28+阅读 · 2022年6月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
多图带你读懂 Transformers 的工作原理
AI研习社
10+阅读 · 2019年3月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【泡泡图灵智库】密集相关的自监督视觉描述学习(RAL)
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2018年10月6日
群体智能:新一代人工智能的重要方向
走向智能论坛
12+阅读 · 2017年8月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
50+阅读 · 2009年12月31日
VIP会员
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
6+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
6+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
6+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
10+阅读 · 10月10日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
50+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员