Een plannergrafiek is een gegevensstructuur die wordt gebruikt in kunstmatige intelligentie (AI) voor planningsproblemen . Het geeft visueel de toestand van de wereld in de loop van de tijd weer als een grafiek en helpt een oplossing te vinden door potentiële acties en de gevolgen ervan te onderzoeken.
Belangrijkste componenten:
* Lagen: De grafiek is georganiseerd in lagen, waarbij elke laag een afzonderlijk tijdstip vertegenwoordigt.
* Knooppunten: Elke laag bevat knooppunten die proposities vertegenwoordigen (feiten over de wereld) en acties dat uitgevoerd kan worden.
* Randen: Randen verbinden knooppunten over lagen heen om afhankelijkheden weer te geven .
* Persistentieranden: Verbind proposities die waar blijven van de ene laag naar de andere.
* Voorwaarde randen: Verbind acties aan proposities die waar moeten zijn voordat de actie kan worden uitgevoerd.
* Effectranden: Verbind acties met proposities die waar worden nadat de actie is uitgevoerd.
Constructie:
De plannergrafiek wordt iteratief opgebouwd, beginnend met de initiële status en het toevoegen van lagen voor elke tijdstap. Elke laag is opgebouwd door:
1. Voorstellen toevoegen: Alle proposities die waar zijn in de vorige laag blijven behouden. Er worden nieuwe voorstellen toegevoegd die voortkomen uit acties in de vorige laag.
2. Acties toevoegen: Alle acties waarvan in de huidige laag aan de randvoorwaarden wordt voldaan, worden toegevoegd.
Gebruik:
De plannergrafiek wordt gebruikt om een plan te vinden door:
* Doelherkenning: Zoeken naar een laag waar alle doelstellingen waar zijn.
* Achterwaarts plannen: Het volgen van een pad van de doellaag naar de initiële staat, het selecteren van acties en hun randvoorwaarden.
* Heuristiek: Het schatten van de kosten voor het bereiken van het doel op basis van de structuur van de grafiek.
Voordelen:
* Visuele weergave: Biedt een intuïtief inzicht in het planningsproces.
* Efficiënt zoeken: Maakt een snelle verkenning van mogelijke plannen mogelijk.
* Heuristische begeleiding: Biedt inzichten om de zoektocht naar het optimale plan te begeleiden.
Nadelen:
* Complexiteit: Kan exponentieel in omvang groeien voor complexe problemen.
* Beperkte expressiviteit: Kan niet alle soorten planningsproblemen vertegenwoordigen.
Voorbeeld:
Stel je een eenvoudig planningsprobleem voor waarbij je een blok van locatie A naar locatie B moet verplaatsen. De plannergrafiek toont de beginstatus (blok op A), mogelijke acties (verplaats blok) en de doelstatus (blok op B). De grafiek toont ook de randvoorwaarden (het blok moet zich op A bevinden om het te verplaatsen) en de effecten (door het blok te verplaatsen, komt het op B).
Samenvattend:
De plannergrafiek is een waardevol hulpmiddel bij het oplossen van planningsproblemen. De visuele weergave en efficiënte zoekmogelijkheden maken het tot een veelgebruikte techniek bij AI-planning. Bij het kiezen van een geschikt planningsalgoritme moet echter rekening worden gehouden met de complexiteit en beperkingen ervan.