Blackbox Ferramenta de Planejamento em IA Jairson Vitorino, 06 de maio de 2005

Roteiro Blackbox –SATPLAN versus Graphplan –Blackbox –Blackbox : Funcionamento –Prática Referências

Blackbox Satplan + Graphplan

Satplan versus Graphplan De acordo com [Kautz e Selman], comparações entre o SATPLAN e o Graphplan mostram que nenhum deles é estritamente superior. SATPLAN é mais rápido no domínio de logística complexa, os dois algoritmos têm desempenho igual no problema do mundo dos blocos. Graphplan é mais rápido em outros domínios.

Arquitetura Blackbox PDDL Camada STRIPS Construtor do Grafo Tradutor Fórmula Lógica WalkSATSATzRelSATCompact Plano PDDL

Satplan versus Graphplan Os dois algoritmos possuem uma importante semelhança Ambos trabalham em duas fases: Primeiro criam um estrutura proposicional (no Graphplan um grafo de planejamento, no SATPLAN uma fórmula bem formada CNF) Em seguida fazem uma busca sobre essa estrutura, instanciando as variáveis da formulação do problema de planejamento

Blackbox Converte problemas especificados usando a camada básica de PDDL correspondendo a STRIPS para problemas de satisfatibilidade. O front-end usa graphplan. Flexibilidade no uso de vários algoritmos (WalkSAT, SATz e o algoritmo original de Graphplan) Linguagem STRIPS-style em PDDL (Planning Domain Definition Language)

Blackbox Com o Blackbox é possível usar o algoritmo walksat (Selman, Kautz, and Cohen 1994) por 60 segundos, e se isso falhar, o algoritmo satz (Li and Anbulagan 1997) for 1000 segundo.

Blackbox: Funcionamento Um problema de planejamento especificado em STRIPS é convertido em grafo de planejamento O grafo de planejamento é convertido em uma CNF bem formada A CNF bem formada é resolvida por um das SAT engines disponíveis.

Blackbox: Funcionamento A sentença bem formada CNF gerada pelo grafo de planejamento pode ser bem menor do que a gerada diretamente a partir de sentenças em STRIPS Introduz o uso do "randomized complete search methods" (adicionando um fator aleatório na busca heurística e reiniciando o algoritmo após um determinado número de backtrackings)

Prática Copie para o mesmo diretório os seguintes arquivos: – – – –

Prática O Blackbox trabalha com um arquivo de operações e um arquivo de fatos. –Abra o arquivo domain.pddl (Este é o arquivo de definição de domínio e operações)

Domain.pddl Tipado: (:types PACKAGE TRUCK LOCATION AIRPLANE CITY AIRPORT) Predicados e Variáveis: –(:predicates (at ?obj ?loc)... Ações com parâmetros, pré-condições e efeitos: (:action LOAD-TRUCK :parameters(?obj – PACKAGE...

Domain.pddl Ações: –LOAD-TRUCK ; LOAD-AIRPLANE ; UNLOAD-TRUCK ; UNLOAD-AIRPLANE ; DRIVE-TRUCK ; FLY- AIRPLANE ; Exemplo completo: (:action FLY-AIRPLANE :parameters (?airplane - AIRPLANE ?loc-from - AIRPORT ?loc-to - AIRPORT) :precondition (at ?airplane ?loc-from) :effect (and (not (at ?airplane ?loc-from)) (at ?airplane ?loc-to)))

O arquivo de fatos O Blackbox trabalha com um arquivo de operações e um arquivo de fatos. –Abra o arquivo prob004-log-a.pddl (Este é o arquivo de fatos)

Prob004-log-a.pddl Define a situação inicial –8 objetos do tipo PACKAGE –2 aviões –3 cidades –3 caminhões –3 locais –3 aeroportos/locais  (either LOCATION AIRPORT)

Prob004-log-a.pddl Define a situação inicial: – (:init (in-city pgh-po pgh)... Define o objetivo (:goal (and (at package1 bos-po) (at package2 bos-airport)...

Algumas opções do Blackbox  -t especifica um número fixo de unidades de tempo  -step incrementa grafo de planejamento para tamanho  -noskip não pula o graphplan solver  -noopt pára assim que uma solução é encontrada

Opções avançadas do Blackbox –BLACKBOX -solver { -then }* sequência de resolvedores, onde: – { -maxit N } { -maxsec F } {solver specific options}, onde – == graphplan || satz || walksat || relsat || compact –maxsec F == executa o resolvedor por F segundos – maxit N = = executa o resolvedor N iterações

Executando o planejador O Blackbox trabalha com um arquivo de operações e um arquivo de fatos. –Digite na linha de comando: – blackbox -o domain.pddl -f prob004-log-a.pddl –A opção -o indica o arquivo de operações e a opção -f o arquivo de fatos. –Lembre-se! Todos os arquivos que você copiou devem estar em um mesmo diretório.

Executando o Blackbox Examinando o arquivo de saída: –blackbox -o domain.pddl -f prob004-log-a.pddl > out.txt

Referências [Kautz e Selman], Unifying STRIPS and SAT with BLACKBOX. Disponível para download em: AIMA capítulos 11 e 12 (livro texto da disciplina) Site do Blackbox