Planificación n de Tareas

Transcripción

1 Manufactura Integrado por Computador - CIM II FIUBA M. Ing. Ochoa María Alejandra

2 Se describe como un: Conjunto de procesos que se realizan para obtener un plan de actuación n para resolver un problema. Campo de aplicación ROBÓTICA

3 Un problema de búsqueda b en un ESPACIO DE ESTADOS Conjunto de estados: representados en lógica de predicados Funciones de transición: son los operadores (irreversibles, semirreversibles, reversibles en uno o más pasos) Estado Inicial: debe pertenecer al conjunto de estados válidos y es el estado de partida Estado Final: debe pertenecer al conjunto de estados válidos y es la meta definido por

4 Información referente al: DOMINIO PROBLEMA Conjunto de estados Conjunto de operadores Estado inicial Estado final

5 Ejemplo: El mundo de los bloques A C B C B A Estado Inicial encima (A, B) ^ en-mesa (C) ^ en-mesa (B) ^ brazo-libre ^ libre (A) ^ libre (C) Estado final encima (C, B) ^ en-mesa (A) ^ en-mesa (B) ^ brazo-libre ^ libre (A) ^ libre (C)

6 Ejemplo: El mundo de los bloques Conjunto de estados - encima (A, B), el bloque A está encima del bloque B - en-mesa (C), el bloque C está sobre la mesa - libre (A), el bloque A está libre, no tiene nada encima - sujeto (C), el brazo del robot tiene sujeto el bloque C - brazo-libre, el brazo del robot está libre. Operadores - QUITAR (A, B), levantar el bloque A de encima del bloque B - PONER (C, B), dejar el bloque C encima del bloque B - LEVANTAR (C), levantar el bloque C de encima de la mesa - DEJAR (A), dejar el bloque A encima de la mesa.

7 Tomar decisiones Ejecutar la regla elegida FUNCIONES Detectar una solución Detectar un camino muerto Detectar bucles Reparar una solución casi correcta

8 Función: TOMAR DECISIONES basándose en la diferencia que existen entre el estado inicial y el final. en base a reglas de control Ejemplo: Ir Bs. As. a Salta Reglas de control Ir-Avi Avión Ir-Coche Ir-A-Pie Selección Selecciona Rechaza Rechaza Rechazo Rechaza Preferencia Prefiere

9 Función: EJECUTAR LA REGLA ELEGIDA Post- condiciones después de comprobar que las precondiciones se cumplen en el Se debe registrar el cambio que provoca Estado interno de la máquina Especificar todo lo que cambia y lo que no cambia. (Método de Green) Especificar sólo lo que cambia. (STRIPS)

10 Función: DETECTAR UNA SOLUCIÓN Forma de lograrlo Ser capaz de determina una forma de detectar cuándo se ha llegado a una solución Equiparación de las submetas con el estado en el que se encuentre el planificador. Forma de lograrlo

11 Función: DETECTAR UN CAMINO MUERTO Caminos por los que no se llega a una solución. Heurísticas de detección de caminos muertos Metas contradictorias Subproblemas mas difíciles brazo-libre ^ sujeto (A) Ir de Bs. As. a Mar del Plata, dividiendo en los subproblemas: Bs. As. Salta; Salta Chubut; Chubut Mar del Plata.

12 Función: DETECTAR BUCLES para evitar que el planificador se meta en un bucle de ejecución el planificador contenga acciones que impliquen bucles BUCLE DE META: para alcanzar m1m es necesario verificar que m1m sea cierto ingresando en un bucle BUCLE DE ESTADO: PONER (A,B) luego QUITAR (A,B)

13 Función: REPARAR UNA SOLUCION CASI CORRECTA Reparar la parte el plan en lugar de rechazarlo en tu totalidad. (opcional pero deseable) Bs.As. aeropuerto Salta FALLA Estrategia de compromiso: no especificar el orden de los operadores.

14 T E C N I C A S STRIPS ABSTRIPS NOAH

15 Técnica: STRIPS Arma una pila con las metas a alcanzar y los OPERADORES que pueden conseguirlas. Se logra la meta cuando la pila esta vacía. a. Precondiciones: condiciones para ejecutar el operador Añadidos: predicados que se añaden al estado cuando se ejecuta el operador Borrados: predicados que se borran del estado cuando se ejecuta el operador Post-condiciones

16 Técnica: STRIPS Ejemplo: El mundo de los bloques OPERADOR Precondición Añadidos Borrados QUITAR (X, Y) encima (X, Y) ^ libre (X) ^ brazo-libre sujeto (X) ^ libre (Y) brazo-libre ^ encima (X, Y) ^ libre (X) PONER (X, Y) libre (Y) ^ sujeto (X) encima (X, Y) ^ brazo-libre libre (Y) ^ sujeto (X) LEVANTAR (X) en-mesa (X) ^ libre (X) ^ brazo-libre sujeto (X) en-mesa (X) ^ libre X) ^ brazo-libre DEJAR (X) sujeto (X) en-mesa (X) ^ brazo-libre sujeto (X)

17 Técnica: STRIPS A C B C B A Estado Inicial encima (A, B) en-mesa (C) en-mesa (B) brazo-libre libre (A) libre (C) R Estado Final encima (C, B) en-mesa (A) en-mesa (B) brazo-libre libre (A) libre (C) Conjunción de metas M = encima (C, B) ^ en-mesa (A) ^ R encima (C, B) en-mesa (A) M en-mesa (A) encima (C, B) M STRIPS sigue estrategia de búsqueda en profundidad

18 Técnica: STRIPS M = encima (C, B) ^ en-mesa (A) ^ R encima (C, B) en-mesa (A) R en-mesa (A) encima (C, B) R PONER (C, B) en-mesa (A) R libre (B) sujeto (C) libre (B) ^ sujeto (C) PONER (C, B) en-mesa (A) R sujeto (C) libre (B) libre (B) ^ sujeto (C) PONER (C, B) en-mesa (A) R Se sigue armando el árbol hasta que la pila quede vacía

19 Técnica: STRIPS PROBLEMAS Resuelve el problema, pero con gran cantidad de posibilidades (nodos), que pasaría con 20 bloques en lugar de 3? Llega a la solución sin información a priori o de control sin heuristica Los caminos equivocados conducen a: bucles de estado bucle de meta falta de operadores que pueda hacer cierta una meta

20 Técnica: STRIPS DESVENTAJAS Es NO-OPTIMA OPTIMA Obtiene planes compuestos de operadores y sus operadores inversos. (Problema de Sussman) Es INCOMPLETA Pese a que existe solución n a un determinado problema no lo encuentra. (Problema del cohete chino)

21 Técnica: STRIPS Ejemplo: Anomalia de Sussman A C B A B C Metas: encima (A,B) ^ encima (B, C) ^ en-mesa (C) ^ libre (A) ^ brazo-libre

22 Técnica: STRIPS Ejemplo: Anomalia de Sussman encima (A,B) ^ encima (B, C) ^ en-mesa (C) ^ libre (A) ^ brazo-libre PONER (A, B) PONER (B, C) sujeto (A) ^ libre (B) ^ encima (B, C) sujeto (B) ^ libre (C) ^ encima (A, B) X PONER (B, C) sujeto (B) ^ libre (C) ^ sujeto (A) X No pueden ser ciertas

23 Técnica: STRIPS Ejemplo: Cohete chino Hay un río en el que, en su orilla izquierda, hay varios objetos para ser trasportados por un cohete a la otra orilla. El cohete solo puede dispararse una vez. Puede llevar varios objetos al mismo tiempo. Este problema STRIPS no lo puede resolver porque no puede trabajar con dos o mas metas al mismo tiempo

24 Técnica: ABSTRIPS Es una versión jerárquica de STRIPS. Establece un plan abstracto general que luego desglosa en estado intermedios. El plan general establece estados intermedios entre el estado inicial y el estado final. Los subplanes se detallaran hasta lo que la descripción del dominio lo permita.

25 Técnica: ABSTRIPS Ejemplo: mover un robot entre dos habitaciones IR-ROBOT ROBOT (R, H1, H2) precondiciones: {robot (R) ^ {10} habitación (H1) ^ {10} habitación (H2) ^ {5} en (R, H1) ^ {8} conectadas (H1, H2) ^ {5} libre (R) ^ {2} puerta-cerrada (H1, H2) ^ {2} tienellave (R) añadidos: en (R, H2) ^ puerta-abierta (H1, H2) borrados: en (R, H1) ^ puerta-cerrada (H1,H2) Valores críticos {10}, {8}, etc. para establecer planes a diferentes niveles de abstraccion.

26 Técnica: NOAH Planificación jerárquica rquica no lineal con estrategia de compromiso mínimo (no se debe tomar ninguna decisión hasta que no se vea forzado a ello). Establece primero un plan abstracto, luego lo va detallando de acuerdo a varios criterios (críticos) Ejemplo: Pintar una escalera de mano y un techo S pintar (techo, blanco) pintar (escalera, rojo) U

27 Técnica: NOAH CRITERIO: para pintar se debe obtener una escalera y la pintura OBTENER (blanco) S OBTENER (escalera) U S PINTAR (techo, blanco) OBTENER (rojo) U S OBTENER (escalera) U PINTAR (escalera, rojo)

28 Técnica: NOAH CRITERIO: obtener una escalera y la pintura son anteriores a pintar, por lo tanto se debe reordenar S OBTENER (blanco) OBTENER (escalera) U PINTAR (techo, blanco) S U S OBTENER (rojo) OBTENER (escalera) U PINTAR (escalera, rojo)

29 Técnica: NOAH CRITERIO: si se pinta primero la escalera de rojo y luego se pinta el techo de blanco, la escalera quedaría manchada, por lo tanto S OBTENER (blanco) OBTENER (escalera) U PINTAR (techo, blanco) S S OBTENER (rojo) OBTENER (escalera) U PINTAR (escalera, rojo)

30 Técnica: NOAH CRITERIO: se esta ejecutando obtener escalera dos veces S OBTENER (blanco) OBTENER (escalera) U PINTAR (techo, blanco) S OBTENER (rojo) U PINTAR (escalera, rojo)

31 Técnica: NOAH Jerárquica rquica: realiza un plan abstracto y luego lo detalla No lineal: no establece orden respecto a las metas, se puede trabajar en cualquier meta en cualquier momento Estrategia de compromiso mínimom nimo: no toma una decisión hasta que no se ve obligado a ello. Ventajas de Compromiso mínimo m vs. Compromiso casual o Llevada a un extremo no necesita retroceso o Genera ordenes parciales de ejecución n de operadores No toma una decisión n hasta que los críticos le dicen que debe tomarla Cada uno de estos se denomina orden total de ejecución n en un planificados con estrategia de compromiso casual.

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