Symbolic-geometric planning

Abstract

Planejadores clássicos, com ações descritas com precondições e efeitos, criam uma forma de operar em modelos puramente simbólicos para encontrar planos que alcançam os objetivos de um agente. Planos encontrados por planejadores clássicos geralmente ignoram detalhes geométricos necessários para resolver problemas de movimento, tais como pegar um objeto ou evitar passagens estreitas. Esses detalhes incluem as dimensões do robô e de objetos. Em contrapartida, planejadores de movimento consideram apenas detalhes físicos, não objetivos ou partes simbólicas do estado. Ambos planejadores simbólicos e de movimento são necessários para resolver certos problemas, mas relações entre dados simbólicos e geométricos devem ser compartilhadas para evitar replanejamento de grandes porções do espaço de busca. Para lidar com este problema, nós precisamos de um planejador simbólico-geométrico que compartilhe dados e restrinja valores possíveis conforme o planejamento avança, para minimizar uso de memória e tempo de planejamento. Diferentes algoritmos de planejamento para esse tipo de planejamento híbrido foram desenvolvidos com o objetivo de combinar planejamento simbólico e geométrico usando planejadores prontos ou novas implementações. A maior parte dos planejadores híbridos compartilha informações entre as partes usando um conjunto fixo de símbolos, os quais limitam a quantidade de informação que pode ser compartilhada. Gerando esses símbolos durante o planejamento para a parte simbólica e os relacionando com objetos externos complexos (containers, structs, instâncias) na parte geométrica é possível simplificar a descrição simbólica enquanto exploram-se estruturas complexas e funções já disponíveis por bibliotecas externas, como as usadas por simuladores. Esse trabalho traz como contribuições a definição de anexo semântico, um mecanismo para compartilhar informação entre as partes simbólica e externa/geométrica de um planejador de redes hierárquicas de tarefas (HTN), e uma tabela de símbolo para objeto para manter detalhes externos fora da parte simbólica, enquanto capaz de computar com tais objetos externos através de funções e anexos semânticos.