Graf plánovača je dátová štruktúra používaná v umelej inteligencii (AI) na problémy s plánovaním . Vizuálne zobrazuje stav sveta v priebehu času ako graf, ktorý pomáha nájsť riešenie skúmaním potenciálnych akcií a ich následkov.
Kľúčové komponenty:
* Vrstvy: Graf je usporiadaný do vrstiev, kde každá vrstva predstavuje samostatný bod v čase.
* Uzly: Každá vrstva obsahuje uzly predstavujúce propozície (fakty o svete) a akcie ktoré je možné vykonať.
* Okraje: Hrany spájajú uzly medzi vrstvami a zobrazujú závislosti .
* Okraje perzistencie: Spojte tvrdenia, ktoré zostávajú pravdivé z jednej vrstvy do druhej.
* Predbežné okraje: Pripojte akcie k návrhom, ktoré musia byť pravdivé, aby bolo možné akciu vykonať.
* Okraje efektu: Pripojte akcie k návrhom, ktoré sa stanú pravdivými po vykonaní akcie.
Konštrukcia:
Graf plánovača sa vytvára iteratívne, počnúc počiatočným stavom a pridávaním vrstiev pre každý časový krok. Každá vrstva je tvorená:
1. Pridanie návrhov: Všetky tvrdenia pravdivé v predchádzajúcej vrstve zostanú zachované. Pridávajú sa nové návrhy vyplývajúce z akcií v predchádzajúcej vrstve.
2. Pridanie akcií: Pridajú sa všetky akcie, ktorých predpoklady sú splnené v aktuálnej vrstve.
Použitie:
Graf plánovača sa používa na nájdenie plánu podľa:
* Rozpoznanie cieľa: Hľadanie vrstvy, v ktorej sú pravdivé všetky ciele.
* Spätné plánovanie: Sledovanie cesty od cieľovej vrstvy k počiatočnému stavu, výber akcií a ich predpokladov.
* Heuristika: Odhad nákladov na dosiahnutie cieľa na základe štruktúry grafu.
Výhody:
* Vizuálne znázornenie: Poskytuje intuitívne pochopenie procesu plánovania.
* Efektívne vyhľadávanie: Umožňuje rýchle preskúmanie možných plánov.
* Heuristické poradenstvo: Poskytuje prehľady pre usmernenie vyhľadávania smerom k optimálnemu plánu.
Nevýhody:
* Zložitosť: Veľkosť môže rásť exponenciálne pre zložité problémy.
* Obmedzená expresivita: Nemôže reprezentovať všetky typy problémov plánovania.
Príklad:
Predstavte si jednoduchý problém s plánovaním, kde potrebujete presunúť blok z miesta A do miesta B. Graf plánovača by ukázal počiatočný stav (blok v bode A), možné akcie (blok presunu) a cieľový stav (blok v bode B). Graf by tiež ukázal predpoklady (blok musí byť v A, aby sa mohol presunúť) a efekty (posunutím bloku bude v B).
Na záver:
Plánovací graf je cenným nástrojom na riešenie plánovacích problémov. Jeho vizuálna reprezentácia a efektívne možnosti vyhľadávania z neho robia široko používanú techniku v plánovaní AI. Pri výbere vhodného plánovacieho algoritmu je však potrebné zvážiť jeho zložitosť a obmedzenia.