En planeringsgraf är en datastruktur som används i artificiell intelligens (AI) för planeringsproblem . Den representerar visuellt världens tillstånd över tid som en graf, vilket hjälper till att hitta en lösning genom att utforska potentiella handlingar och deras konsekvenser.
Nyckelkomponenter:
* Lager: Grafen är organiserad i lager, där varje lager representerar en diskret tidpunkt.
* Noder: Varje lager innehåller noder som representerar propositioner (fakta om världen) och åtgärder som kan utföras.
* Kanter: Kanter ansluter noder över lager för att visa beroenden .
* Peristenskanter: Anslut propositioner som förblir sanna från ett lager till nästa.
* Förutsättningskanter: Koppla handlingar till satser som måste vara sanna innan åtgärden kan utföras.
* Effektkanter: Koppla handlingar till satser som blir sanna efter att åtgärden har utförts.
Konstruktion:
Planer-grafen byggs iterativt, med början i det initiala tillståndet och lägger till lager för varje tidssteg. Varje lager är konstruerat av:
1. Lägga till förslag: Alla propositioner som är sanna i föregående lager kvarstår. Nya förslag som härrör från åtgärder i föregående lager läggs till.
2. Lägga till åtgärder: Alla åtgärder vars förutsättningar är uppfyllda i det aktuella lagret läggs till.
Användning:
Planer-grafen används för att hitta en plan genom att:
* Måligenkänning: Söker efter ett lager där alla målförslag är sanna.
* Bakåtplanering: Spåra en väg från målskiktet till initialtillståndet, välja åtgärder och deras förutsättningar.
* Heuristik: Uppskattning av kostnaden för att nå målet baserat på grafens struktur.
Fördelar:
* Visuell representation: Ger en intuitiv förståelse för planeringsprocessen.
* Effektiv sökning: Möjliggör snabb utforskning av möjliga planer.
* Heuristisk vägledning: Ger insikter för att styra sökningen mot den optimala planen.
Nackdelar:
* Komplexitet: Kan växa exponentiellt i storlek för komplexa problem.
* Begränsad uttrycksförmåga: Kan inte representera alla typer av planeringsproblem.
Exempel:
Föreställ dig ett enkelt planeringsproblem där du behöver flytta ett block från plats A till plats B. Planeringsgrafen skulle visa initialtillståndet (block vid A), möjliga åtgärder (flytta block) och måltillståndet (block vid B). Grafen skulle också visa förutsättningarna (blocket måste vara vid A för att flytta det) och effekterna (om du flyttar blocket blir det vid B).
Sammanfattningsvis:
Planer-grafen är ett värdefullt verktyg för att lösa planeringsproblem. Dess visuella representation och effektiva sökmöjligheter gör det till en allmänt använd teknik i AI-planering. Emellertid bör dess komplexitet och begränsningar beaktas när du väljer en lämplig planeringsalgoritm.