Planejamento Hierárquico e Planejamento em Jogos

1. Planejamento Hierárquicoe Planejamento em Jogos Sergio Queiroz srmq@cin.ufpe.br

2. 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

3. 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 60 x 10 x 103 x 2 = 1,728 x 1010 possíveis planos do que fazer na viagem...

4. 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...

5. 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

6. 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)

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

8. Planejamento Hierárquico • Conceitos • Implementação de uma HLA • Refinamento que possui apenas ações primitivas • Plano de alto nível (High-LevelPlan) • 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

9. 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...

10. 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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