Líná kompilace v klasickém plánování

Abstract

Předmětem této diplomové práce je problematika líné kompilace v klasickém plánování. V teoretické části práce jsou nejprve shrnuty základní informace o klasickém plánování, definovány důležité pojmy klasické reprezentace plánovacích problémů a představeny základní algoritmy pro jejich řešení, zejména prohledávání plánovacího stavového prostoru a techniky využívající plánovací graf. Poslední sekce se věnuje převodu plánování na problém výrokové splnitelnosti (SAT). Na základě zjištění z teoretické části byla navržena metoda pro línou kompilaci plánovacích problémů do SAT, při které na rozdíl od klasické kompilace dochází k postupnému vytváření a úpravám formule výrokové logiky. V rámci praktické části práce byl implementován plánovač využívající dvě varianty kompilace -- navrženou metodu pro línou kompilaci a kompilaci klasickou. Plánovač byl testován na úlohách ze soutěže IPC (International Planning Competition). Experimenty se zaměřovaly na vyhodnocení úspěšnosti plánovače s línou kompilací a porovnání výsledků s plánovačem využívajícím klasický způsob kompilace. Celkem bylo využito 79 problémů různé obtížnosti ze čtyř domén, 63 z nich dokázal plánovač s línou kompilací vyřešit rychleji než plánovač s klasickou kompilací. Provedené experimenty poukázaly na výhody a možné nevýhody líné kompilace. Výsledky experimentů naznačují, že využití líné kompilace má potenciál ke zlepšení výkonu plánovače.

The subject of this diploma thesis is focused on a lazy compilation in classical planning. The theoretical part summarizes the basics of classical planning. Key concepts of the classical representation of planning problems are defined and basic planning algorithms are presented, in particular, the search in the planning state space and techniques using the planning graph. The compilation of the planning problem into the propositional satisfiability problem (SAT) is discussed at the end of this section. Based on the obtained knowledge, a new method for lazy compilation of planning problems into SAT has been proposed. Different from the classical compilation, in this method the propositional formula is gradually created and modified. As part of the practical part of the work, a planner was implemented using two compilation variants - the proposed method for lazy compilation and classical compilation. The planner was tested on planning problems from the International Planning Competition (IPC). The experiments focused on evaluating the success of the planner based on lazy compilation and comparing the results with the planner using the classical compilation method. A total of 79 problems of varying difficulty from four domains were used, of which the lazy planner was able to solve 63 faster than the classical planner. The performed experiments pointed out the advantages and possible disadvantages of lazy compilation. The results of the experiments indicate that the use of lazy compilation has the potential to improve the performance of the planner.