Graf načrtovalca je podatkovna struktura, ki se uporablja v umetni inteligenci (AI) za težave pri načrtovanju . Vizualno predstavlja stanje sveta skozi čas kot graf, ki pomaga najti rešitev z raziskovanjem možnih dejanj in njihovih posledic.
Ključne komponente:
* Sloji: Graf je organiziran v plasti, kjer vsaka plast predstavlja diskretno točko v času.
* Vozlišča: Vsaka plast vsebuje vozlišča, ki predstavljajo predloge (dejstva o svetu) in dejanja ki se lahko izvede.
* Robovi: Robovi povezujejo vozlišča po slojih, da prikažejo odvisnosti .
* Vztrajnost robov: Povežite predloge, ki ostanejo resnični, od ene plasti do druge.
* Predpogojni robovi: Povežite dejanja s predlogi, ki morajo biti resnični, preden se dejanje lahko izvede.
* Učinki robov: Povežite dejanja s predlogi, ki postanejo resnični, ko je dejanje izvedeno.
Gradnja:
Graf planerja je zgrajen iterativno, začenši z začetnim stanjem in dodajanjem plasti za vsak časovni korak. Vsako plast sestavljajo:
1. Dodajanje predlogov: Vsi predlogi, ki so resnični v prejšnji plasti, se ohranijo. Dodani so novi predlogi, ki izhajajo iz dejanj v prejšnji plasti.
2. Dodajanje dejanj: Dodana so vsa dejanja, katerih predpogoji so izpolnjeni v trenutnem sloju.
Uporaba:
Graf planerja se uporablja za iskanje načrta:
* Prepoznavanje ciljev: Iskanje sloja, kjer so vsi predlogi ciljev resnični.
* Načrtovanje za nazaj: Sledenje poti od ciljne plasti do začetnega stanja, izbiranje dejanj in njihovih predpogojev.
* Hevristika: Ocenjevanje stroškov doseganja cilja na podlagi strukture grafa.
Prednosti:
* Vizualna predstavitev: Zagotavlja intuitivno razumevanje procesa načrtovanja.
* Učinkovito iskanje: Omogoča hitro raziskovanje možnih načrtov.
* Hevristična navodila: Zagotavlja vpoglede za usmerjanje iskanja k optimalnemu načrtu.
Slabosti:
* Zapletenost: Za zapletene probleme lahko eksponentno raste.
* Omejena izraznost: Ne more predstavljati vseh vrst problemov načrtovanja.
Primer:
Predstavljajte si preprost problem načrtovanja, pri katerem morate premakniti blok z lokacije A na lokacijo B. Graf načrtovalca bi prikazal začetno stanje (blok na A), možna dejanja (premakniti blok) in ciljno stanje (blok na B). Graf bi pokazal tudi predpogoje (blok mora biti na A, da ga premaknete) in učinke (če premaknete blok, je na B).
Za zaključek:
Graf načrtovalca je dragoceno orodje za reševanje problemov načrtovanja. Zaradi njegove vizualne predstavitve in učinkovitih zmožnosti iskanja je široko uporabljena tehnika pri načrtovanju umetne inteligence. Vendar je treba pri izbiri ustreznega načrtovalskega algoritma upoštevati njegovo kompleksnost in omejitve.