想像上のロールアウトは運動学的であり、動的ではない：長期ホライズン世界モデル失敗の診断

要旨

長期地平線における世界モデルの失敗は、従来、誤差の蓄積として一般化されてきたが、この枠組みではどの種類の誤差が蓄積するのかが区別されていない。本研究では、運動学的対動的という再枠組みを提案する。すなわち、世界モデルは動的にではなく運動学的に想像する傾向がある。これを、閉形式運動学的ヌルからロールアウトがどの程度逸脱するかを計測するステップごとの診断指標である想像上の運動学的一貫性誤差（iKCE）として具体化し、物理条件が領域境界を越えた際にiKCEが応答するかを検証する摂動プロトコルと組み合わせる。本診断指標を、DMC walker-walkで学習された公開済みDreamerV3チェックポイントに適用したところ、想像上のiKCEは対応する実物理ロールアウトよりも約2桁大きい値を示した。歩容崩壊境界をまたぐ摩擦スイープにおいて、学習済み方針の報酬が同じ範囲で崩壊する一方、モデルのiKCEは統計的に平坦なまま推移し、運動学的であって動的ではないという兆候が得られた。本診断指標は、身体の歩容周期よりも長い地平線において、運動学的想像と動的想像を区別する。

English

Long-horizon failure in world models is conventionally attributed to compounding error, a generic framing that does not distinguish what kind of error compounds. We propose a kinematic-vs-dynamic reframing: world models tend to imagine kinematically rather than dynamically. We operationalize this as the imagined Kinematic-Consistency Error, a per-step diagnostic that measures how far a rollout departs from a closed-form kinematic null, paired with a perturbation protocol that tests whether iKCE responds when physical conditions cross a regime boundary. We instantiate the diagnostic on a released DreamerV3 checkpoint trained on DMC walker-walk, where imagined iKCE runs roughly two orders of magnitude above that of matched real-physics rollouts. Across a friction sweep that crosses the gait-collapse boundary, the model's iKCE stays statistically flat even as the trained policy's reward collapses through the same range, providing the kinematic-not-dynamic signature. The diagnostic distinguishes kinematic from dynamic imagination at horizons longer than the embodiment's gait period.