التخطيط الآلي
التخطيط الآلي هو فرع من فروع الذكاء الاصطناعي يهتم بحساب تسلسلات الإجراءات التي تحول الحالة الأولية للعالم إلى حالة هدف مرغوبة، بناءً على وصف رسمي للإجراءات المتاحة.
Definition
التخطيط الآلي هو حساب خطة - مجموعة مرتبة (أو مرتبة جزئيًا) من الإجراءات - تحقق هدفًا بشكل مؤكد من حالة أولية، بناءً على نموذج يوضح كيف يغير كل إجراء حالة العالم.
Scope
يغطي هذا المجال تمثيل مشكلات التخطيط (الحالات، الإجراءات ذات الشروط المسبقة والتأثيرات، الأهداف) والخوارزميات التي تحلها: التخطيط الكلاسيكي في المجالات الحتمية والقابلة للملاحظة بالكامل، وطرق الرسم البياني للتخطيط والبحث الاستدلالي، وتخطيط شبكة المهام الهرمية، والتوسع ليشمل الوقت والموارد والجدولة. ويتناول الأطر الرسمية القياسية مثل STRIPS و PDDL وتعقيد التخطيط. ويرتبط التخطيط في ظل عدم اليقين الاحتمالي بالاستدلال في ظل عدم اليقين، وينتمي تعلم نماذج الإجراءات أو السياسات من البيانات إلى المجال الفرعي للتعلم الآلي.
Sub-topics
Core questions
- كيف يتم تمثيل الإجراءات والحالات والأهداف بشكل مضغوط بما يكفي لوصف المجالات الكبيرة؟
- كيف يتم البحث في مشكلة التخطيط بكفاءة على الرغم من وجود مساحة حالة كبيرة بشكل أسي؟
- كيف يتم اشتقاق الاستدلالات المقبولة والمفيدة تلقائيًا من وصف المجال؟
- كيف يمكن هيكلة الخطط بشكل هرمي، وكيف يتم دمج قيود الوقت والموارد؟
Key concepts
- الحالات، الإجراءات، الأهداف
- الشروط المسبقة والتأثيرات
- STRIPS و PDDL
- البحث الأمامي والخلفي في مساحة الحالة
- رسوم بيانية التخطيط
- الاستدلالات المستقلة عن المجال
- شبكات المهام الهرمية
- التخطيط الزمني والجدولة
Key theories
- تمثيل إجراء STRIPS
- يصف إطار STRIPS الإجراءات من خلال الشروط المسبقة وتأثيرات الإضافة/الحذف على مجموعة من الافتراضات، مما يوفر تمثيلاً مضغوطًا ومجزأً يجعل التخطيط بحثًا عبر الحالات الرمزية بدلاً من تعداد حالات العالم الصريحة.
- البحث الاستدلالي المستقل عن المجال للتخطيط
- تعتبر المخططات الحديثة التخطيط بحثًا استدلاليًا وتشتق الاستدلالات تلقائيًا من وصف المشكلة، على سبيل المثال عن طريق تجاهل تأثيرات الحذف أو استغلال البنية السببية، مما يتيح أداءً عامًا قويًا.
- التخطيط كتسلسل هرمي لفئات المشكلات
- يمتد التخطيط عبر طيف من التخطيط الحتمي الكلاسيكي إلى المتغيرات الهرمية والزمنية والمقيدة بالموارد، ولكل منها تمثيلات وتعقيدات مميزة، منظمة في النظرية القياسية للتخطيط الآلي.
Clinical relevance
يُطبق التخطيط الآلي في الروبوتات والأنظمة المستقلة، وعمليات المركبات الفضائية والبعثات، واللوجستيات وسلاسل التوريد، والتصنيع، وتوليد الألعاب والسرد؛ وقد تحكم المخططون المستمدون من هذه التقنيات مركبات فضائية مستقلة حقيقية ونسقوا سير العمل المعقدة.
History
بدأ التخطيط الآلي باستخدام STRIPS لروبوت Shakey في SRI حوالي عام 1971، حيث صاغ التخطيط كإثبات نظرية على أوصاف الإجراءات. وقد تطور المجال من خلال التخطيط الجزئي الترتيب، واختراق Graphplan (1995)، وصعود مخططات البحث الاستدلالي السريعة المستقلة عن المجال ومعيار PDDL من أواخر التسعينيات فصاعدًا، والتي تم تتبعها من خلال مسابقات التخطيط الدولية.
Key figures
- Richard E. Fikes
- Nils J. Nilsson
- Malik Ghallab
- Dana Nau
- Paolo Traverso
- Malte Helmert
Related topics
Seminal works
- fikes1971
- ghallab2004
- helmert2006
Frequently asked questions
- كيف يختلف التخطيط الآلي عن البحث العام؟
- التخطيط الآلي هو شكل من أشكال البحث، ولكنه يعمل من وصف إعلاني ومجزأ للإجراءات (الشروط المسبقة والتأثيرات) بدلاً من دالة خلفية مبهمة. يتيح هذا الهيكل للمخططين اشتقاق الاستدلالات تلقائيًا والاستدلال حول الإجراءات ذات الصلة، وهو ما لا يمكن للبحث العام القيام به.
- ما هو PDDL؟
- PDDL، لغة تعريف مجال التخطيط، هي لغة قياسية لوصف مجالات ومشكلات التخطيط - الكائنات، المسندات، الإجراءات، الحالة الأولية، والهدف. تتيح مقارنة المخططين المستقلين عن المجال على معيار مشترك، كما هو الحال في مسابقات التخطيط الدولية.