Blackbox

Ferramenta de Planejamento em IA

Jairson Vitorino, 06 de maio de 2005

jv@cin.ufpe.br

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 BlackboxPDDL

Camada STRIPS

Construtor

do Grafo

Tradutor Fórmula Lógica

WalkSAT SATz RelSAT Compact

Plano PDDL

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:

– www.cin.ufpe.br/~jv/blackbox.exe– www.cin.ufpe.br/~jv/cygwin1.dll– www.cin.ufpe.br/~jv/domain.pddl – www.cin.ufpe.br/~jv/prob004-log-a.pddl

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 <integer> especifica um número fixo de unidades de tempo

-step <n> incrementa grafo de planejamento para tamanho <n>

-noskip não pula o graphplan solver -noopt pára assim que uma solução é encontrada

Opções avançadas do Blackbox

– BLACKBOX -solver <SPEC> { -then <SPEC> }* sequência de resolvedores, onde:

– <SPEC> { -maxit N } { -maxsec F } <COMMAND> {solver specific options}, onde

– <COMMAND> == 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: http://citeseer.ist.psu.edu/kautz99unifying.htmlAIMA capítulos 11 e 12 (livro texto da disciplina)

Site do Blackboxhttp://www.cs.washington.edu/homes/kautz/satplan/blackbox/