Planejamento e Execu

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Planejamento e Execução

• Jacques Robin (DI-UFPE)
• Fernanda Marques
• Simone Correia

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Conteúdo

• Planejamento Condicional
• Execução e geração de um plano condicional.
• Extensão da linguagem
• Replanejamento
• Monitoramento ação x execução
• Planejamento situado
• Extensões e Discussões
• Planejamento condicional x replanejamento
• Coerção e abstração.

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Introdução

• POP e POP-TIRC-HAD-DUNC
• Funcionam quando
• Ambiente acessível, estático, determinístico
• Conhecimento completo e correto
• Só perceber, depois só planejar, depois agir
  cegamente
• Em ambientes mais desafiadores
• Abordagens
• 1. Planejamento condicional
• 2. Monitoriamento da execução
• 3. Planejamento situado
• Perceber, depois juntamente planejar, perceber e
  agir

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1. Planejamento condicional

• Plano condicional
• representa conjunto de planos,
• um para cada possível situação de execução
• Ações de Efetuação x Ações de Percepção
• objetivo ação de efetuação alterar ambiente
• objetivo ação de percepção alterar conhecimento
  do ambiente (ex, checar o preço de algum objeto).
• Ação de percepção pode
• ter efeitos colaterais no ambiente
• desencadear sub-plano com ações de efetuação

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2. Monitoramento da execução

• Começar execução com plano completo e correto
  dados conhecimento e suposições inicialmente
  disponíveis
• Usar percepções durante a execução para adquirir
  conhecimento complementar e verificar suposições
• Replanejar fim do plano para se adequar as
  situações não antecipadas.
• Ex., o agente descobre não ter suficiente para
  comprar todos os itens.

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Conserto de um pneu vazio operadores, objetivo,
condições iniciais

• Operadores
• - Op(Action Remove(x), Precond On(x),
• Effect Off(x)ClearHub(x)notOn(x))
• - Op(Action PutOn(x), Precond
  Off(x)ClearHub(x),
• Effect On(x)notClearHub(x)not
  Off(x))
• - Op(Action Inflate(x), Precond Intact(x)
  Flat(x),
• Effect Inflated(x)notFlat(x))
• Objetivo On(x)Inflated(x)
• Condições iniciais Inflated(Spare)Intact(Spa
  re)Off(Spare)On(Tire1) Flat(Tire1)

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Concerto de um pneu vazio planos

• POP Remove(Tire1). PutOn(Spare)
• Conhecimento incompleto Intact(Tire1)
• Planejador condicional (CPOP)
• If(Intact(Tire1), Inflate(Tire1),
• Remove(Tire1), PutOn(Spare))
• Mais eficiente do que POP

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Execução de um plano condicional

• Condição é verificada na BC e deve ser conhecida
  naquele ponto do plano
• Conhecimento BC inicial deduções a partir das
  seqüências de percepções e ações
• Para plano condicional ser executável inserção
  de ações de percepção testando as condições
• Ex,
• Ação de percepção CheckTire (x)
• Novo Operador
• Op(Action CheckTire(x), Precond Tire(x),
• Effect KnowsWhether(Intact(x)))

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Construir um plano condicional

• Contexto condições necessárias para executar os
  passos condicionais
• Inflate(Tire1), contexto Intact(Tire1)
• Propagação de contexto
• Passos condicionais e links condicionais
• Contexto x Precondição
• precondição associada a uma ação
• contexto associado a uma possível instanciação
  do plano condicional

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Geração do Plano
On(Tire1) Flat(Tire1) Inflated(Spare)
On(x) Inflated(x)
Start
Finish
( true )
On(Tire1)
On(Tire1) Flat(Tire1) Inflated(Spare)
Finish
Start
Inflated(Tire1)
(true)
Flat(Tire1)
Intact(Tire1)
Inflate(Tire1)
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On(Tire1) Flat(Tire1) Inflated(Spare)
On(Tire1)
Finish
Start
Inflated(Tire1)
Intact(Tire1)
Flat(Tire1) Intact(Tire1)
Inflate(Tire1)
Check(Tire1)
On(x) Inflated(x)
Finish
Intact(Tire1)
Intact(Tire1)
Not Intact(Tire1)
On(Tire1)
On(Tire1) Flat(Tire1) Inflated(Spare)
Start
Finish
Intact(Tire1)
Flat(Tire1) Intact(Tire1)
Iflate(Tire1)
Check(Tire1)
Intact(Tire1)
Intact(Tire1)
On(Spare) Inflated(Spare)
Finish
NotIntact(Tire1)
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Plano completo alguma ameaça?
On(Tire1) Flat(Tire1) Inflated(Spare)
On(Tire1) Inflated(Tire1)
Start
Finish
(Intact(Tire1))
Flat(Tire1) Intact(Tire1)
Inflate(Tire1)
On(Spare)
(Intact(Tire1))
Intact(Tire1)
Finish
Check(Tire1)
Inflated(Spare)
(NotIntact(Tire1))
NotIntact(Tire1)
Remove(Tire1)
(NotIntact(Tire1))
(NotIntact(Tire1))
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Estendendo a linguagem de planejamento

• Percepção não binária, ex. Color(x,c)
• Planos parametrizados com variável de execução.
• ex., SenseColor(table), KnowsWhat(Color(table,
  c)),
• GetPaint(c), Paint(Chair,c).
• Variáveis de execução
• Não se unificam entre si, nem com constantes,
  apenas com variáveis de planejamento
• Loops
• ex, While (Knows(UnevenColor(chair)),
• Paint(chair, c),
  CheckColor(chair))
• Planejamento condicional e programação automática

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E se as coisas não saírem como planejadas?

• Monitoramento da Ação
• Verificação, com percepção, das pre-condições do
  próximo passo
• Monitoramento da Execução
• Verificação, com percepção, das pré-condições do
  segmento de plano restante.
• Condições de lidar com pré-condições
• não planejadas
• já satisfeitas
• Ex., robô dirigindo carro

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Detecção das falhas do plano

• 2 tipos de causas de falhas
• Não determinismo ou inacessibilidade enumerável
• ex., abrir lata de tinta (normal, vazia, derrame)
  
• pode usar C-POP-D
• Não determinismo ou inacessibilidade não
  enumerável
• ex., dirigir, planejamento econômico
• requer replanejamento

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Replanejamento

• Escolher a melhor continuação
• Verificar as precondições
• Executar

Q
P
A
R
Fim
Início
Agora
17
Replanejamento

• Escolher a melhor continuação
• Verificar as precondições
• Executar

Q
P
A
R
P
A
Fim
Início
Agora
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Replanejamento

• Escolher a melhor continuação
• Verificar as precondições
• Executar

Q
P
A
R
P
A
Q
Fim
Início
Agora
Q R P ( Plano inicial ) Q R P (
Plano Final )
19
Ex Pintar cadeira da mesma cor da mesa
Pega( Tinta)
n/ Tem ( tinta )
20
Ex Pintar cadeira da mesma cor da mesa
21
Ex Pintar cadeira da mesma cor da mesa
22
Ex Pintar cadeira da mesma cor da mesa

• Comportamento de loop
• emergente da interação (re)planejador-ambiente
• sem conceito de loop da linguagem de planejamento
• pode servir de base para aprendizagem

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Ex Pintar cadeira da mesma cor da mesa
n/ Tem ( tinta )

• Replaneja
• P fim --gt P pinta,verifica,fim
• P pinta,verifica,fim
• --gt P pega(tinta),pinta, verifica,fim

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Agente de Planejamento Situado

• Gera um plano inicial
• Logo começa a executá-lo mesmo incompleto
• Continua planejando durante a execução,
  intercalando
• execução de passos (de percepção e efetuação)
• refinamento e ajuste do plano diante de defeitos
  e mudanças não antecipadas no ambiente.

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Ex Mundo dos blocos
C D
B E
C F
D G
B E
G
A
A
F
Estado Inicial
Objetivo

• Op(Ação Mover(x, y),
• Precond Limpo(x)Limpo(y)EmCima(x, z)
• Efeito EmCima(x,y)Limpo(z)EmCima(x,
  z)Limpo(y)

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Plano Inicial
B E
C F
D G
A
Estado Inicial
EmCima (C,F) Limpo (C) Limpo (D)
Mover (C,D)
NaMesa (A) EmCima (B,E) EmCima (C,F) EmCima
(D,G) Limpo (A) Limpo (C) Limpo (D) Limpo (B)
EmCima (C,D) EmCima (D,B)
Início
Fim
EmCima (D,G) Limpo (D) Limpo (B)
Mover (D,B)
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Eis que de repente...
D
A próxima ação seria Mover (D, B), mas as
pré-condições Limpo (B) EmCima (D,G) não
são mais válidas
B E
C F
G
A
EmCima (C,F) Limpo (C) Limpo (D)
Mover (C,D)
NaMesa (A) EmCima (B,E) EmCima (C,F) EmCima
(D,B) Limpo (A) Limpo (C) Limpo (D) Limpo (G)
EmCima (C,D) EmCima (D,B)
Início
Fim
EmCima (D,y) Limpo (D) Limpo (B)
Mover (D,B)
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• Extendendo um link causal

D
B E
C F
G
A
EmCima (C,F) Limpo (C) Limpo (D)
Mover (C,D)
NaMesa (A) EmCima (B,E) EmCima (C,F) EmCima
(D,B) Limpo (A) Limpo (C) Limpo (D) Limpo (G)
EmCima (C,D) EmCima (D,B)
Início
Fim
EmCima (D,Y) Limpo (D) Limpo (B)
Mover (D,B)
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• Eleminando passos redundantes

D
B E
C F
G
A
EmCima (C,F) Limpo (C) Limpo (D)
Mover (C,D)
NaMesa (A) EmCima (B,E) EmCima (C,F) EmCima
(D,B) Limpo (A) Limpo (C) Limpo (D) Limpo (G)
EmCima (C,D) EmCima (D,B)
Início
Fim
30

• Um Agente Aloprado...

D
B E
F
G
C
A
NaMesa (A) EmCima (B,E) EmCima (C,A) EmCima
(D,B) Limpo (F) Limpo (C) Limpo (D) Limpo (G)
EmCima (C,D) EmCima (D,B)
Início
Fim
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• Adicinando um novo passo...

D
B E
F
G
C
A
EmCima (C,A) Limpo (C) Limpo (D)
Mover (C,D)
NaMesa (A) EmCima (B,E) EmCima (C,A) EmCima
(D,B) Limpo (F) Limpo (C) Limpo (D) Limpo (G)
EmCima (C,D) EmCima (D,B)
Início
Fim
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C

• Finalmente
• plano revisado final completo e correto
• agente situado procura ovo objetivo

D
B E
F
G
A
NaMesa (A) EmCima (B,E) EmCima (C,D) EmCima
(D,B) Limpo (A) Limpo (C) Limpo (D) Limpo (G)
EmCima (C,D) EmCima (D,B)
Início
Fim
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Planejamento condicional x replanejamento
( passos)

• Planejamento Condicional condições e
• Replanejamento planos frágeis nem sempre podem
  ser completados
• Um sistema híbrido
• Conclusão deve-se considerar probabilidades e
  custos dos resultados.

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Outros métodos para contornar a incerteza
coerção e agregação

• Coerção
• forçar o mundo a um estado conhecido.
• ex., Objetivo Color(Chair,c)Color(Table,c)
• Solução pintar a cadeira e a mesa com mesma
  tinta
• Objetivo de manutenção
• proibir coerção de algumas propriedades de alguns
  objetos
• ex., Color(Chair,c)Color(Table,c)Maintain(Color(
  Table,x))
• Agregação
• agrupar objetos de comportamento individual não
  determinístico
• em classes de comportamento global determinístico

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Abstração, arquitetura híbridas e multi-agentes
Ambiente Determinístico Agente Planejador Simbólic
o Declarativo
Grau de Abstração
Ambiente Não-Determinístico Agente
Reativo Simbólico Procedimental ou Sub-Simbólico