37.【フィジカルAI設計】🏗️ 壊れない作り方｜PID×FSM×LLMの三層構造

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🏗️ 壊れないフィジカルAIの作り方

PID × FSM × LLM の三層構造

前回の記事では、
LLMを制御ループに直結すると必ず壊れる理由を説明しました。

では次に出てくる疑問は、これです。

「LLMはどこに置けば“使える”のか？」
「どう配置すれば壊れないのか？」

答えはシンプルですが、
設計として明示されていないと必ず破られます。

それが
PID × FSM × LLM の三層構造です。

🧠 最初に結論

フィジカルAIで壊れないためには、

を、明確に分離しなければなりません。

1つの要素に全部やらせた瞬間、壊れます。

🧱 三層構造の全体像

[ LLM ]        ← 判断・再設計（非リアルタイム）
   ↑
[ FSM ]        ← モード管理・安全遷移
   ↑
[ PID ]        ← 実時間制御・安定性

重要なのは、
上の層ほど遅くてよいが、下の層ほど厳しい
ということです。

🟢 内側：PID（実時間と安定性を担う）

PIDの役割

PID制御は地味ですが、
現実世界と直接つながる唯一の層です。

ここに求められるのは
賢さではなく、確実さです。

👉 この層にAIを入れてはいけません。

🟡 中間：FSM（状態と安全を担う）

FSMの役割

多くのフィジカルAIは、
暗黙的にFSMを持っています。

これをコードとして明示しないと、
LLMや人間の判断が状態を踏み抜きます。

FSMは、

最後の防波堤です。

🔵 外側：LLM（判断・再設計だけを担う）

LLMの正しい役割

ここで重要なのは、

LLMは「考える」ために使う

という割り切りです。

だからこそ、外側に置けるのです。

🚫 やってはいけない配置

❌ LLMをPIDループに入れる

❌ LLMに安全判断を任せる

❌ FSMを省略する

✅ 設計原則（覚えるのはこれだけ）

LLMは考えろ。動くな。

この一文で、
フィジカルAIの9割の事故は防げます。

🧭 この構造の意味

この三層構造が示しているのは、

という事実です。

LLMは強力ですが、
万能ではありません。

正しい場所に置いたときだけ、
初めて「使える知性」になります。

🔜 次回予告

次の記事では、
この三層構造が 本当に効いているのか を、

を並べた動くデモで確認します。

理論ではなく、
挙動の差をそのまま見せます。