Planejamento Hierrquico e Planejamento em Jogos Sergio Queiroz

Planejamento Hierárquico e Planejamento em Jogos Sergio Queiroz srmq@cin. ufpe. br

Planejamento: Até agora. . . • Um plano consiste em uma sequência de ações atômicas • Adequado para tarefas complexas? – Exemplo: planejamento de duas semanas de férias em Porto de Galinhas

Férias em Porto de Galinhas • Planejamento em nível atômico – Ações são ativações de músculos do corpo – Há cerca de 103 músculos no corpo (conta-se às vezes 639, mas há músculos com subunidades) – Há ativação pode ser feita por volta de 10 vezes por segundo – Estando acordados 16 horas por dia durante 15 dias teremos: • 15 x 16 x 60 x 103 x 2 = 1, 728 x 1010 possíveis planos do que fazer na viagem. . .

Férias em Porto de Galinhas • Não parece que o cérebro planeja assim. . . • Aparentemente planejamos em níveis de abstração mais altos – No primeiro dia, pela manhã, vou até as piscinas naturais. . . • Veja que ir até as piscinas naturais pode ser decomposta em uma sequência de ações – Vestir a roupa de banho, passar protetor solar. . .

Férias em Porto de Galinhas • Ações podem permanecer em nível abstrato até a sua execução – Não preciso decidir de imediato de vou andando ou se vou pegar uma jangada, quando chegar na praia eu decido. . . • Ideia subjacente fundamental: – DECOMPOSIÇÃO HIERÁRQUICA

Decomposição Hierárquica • Decomposição hierárquica é uma idéia que permeia quase todas as tentativas de gerenciar a complexidade. Por exemplo, software complexo é criado a partir de uma hierarquia de sub-rotinas ou classes de objetos; exércitos operam como uma hierarquia de unidades; governos e corporações têm hierarquias de departamentos, subsidiárias e filiais. O principal benefício da estrutura hierárquica é que, em cada nível da hierarquia, uma tarefa computacional, missão militar, ou função administrativa é reduzida a um pequeno número de atividades do próximo nível abaixo, de modo que o custo computacional de encontrar a maneira correta de organizar essas atividades para o problema atual é pequena. Métodos não hierárquicos, por outro lado, reduzem a tarefa a um grande número de ações individuais; para problemas de grande escala, isso é completamente impraticável. (AIMA, 3ª. Ed, Seção 11. 2)

Planejamento Hierárquico • Área de origem: Hierarchical Task Networks (HTN) • Conceitos – Ações primitivas: como no planejamento clássico – Ação de alto nível (HLA – high level action) • Possui um ou mais “refinamentos” – Refinamento • Sequência de ações, cada uma das quais pode ser uma ação primitiva ou uma HLA.

Planejamento Hierárquico • Conceitos – Implementação de uma HLA • Refinamento que possui apenas ações primitivas – Plano de alto nível (High-Level Plan) • Uma sequência ações (com pelo menos uma HLA) – Implementação de um plano de alto nível • Concatenação das implementações de cada ação que o compõe em sequência – Um plano de alto nível alcança o objetivo a partir de um determinado estado se pelo menos uma de suas implementações alcança o objetivo a partir deste estado

Biblioteca de Planos • Uma ideia fundamental é o ganho de eficiência pelo reuso de planos previamente construídos – A partir de experiências passadas. . . – É necessário ter poder de generalização • Passar protetor solar antes de ir à praia, independente de qual seja o nome da praia. . .

Planejamento em Jogos Slides selecionados de “Game Applications of HTN Planning with State Variables, Dana Nau, Dept. of Computer Science, and Institute for Systems Research University of Maryland

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