[논문 리뷰] HDDL -- A Language to Describe Hierarchical Planning Problems

Daniel Höller, Gregor Behnke외 5명|arXiv (Cornell University)|2019. 11. 13.

AI-based Problem Solving and Planning참고 문헌 28인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 계층적 계획 문제를 기술하기 위한 표준화된, PDDL와 호환되는 언어인 HDDL을 제안한다. 이는 작업 네트워크, 메소드 전제 조건, 순서 제약 조건을 지원하는 기본 HTN 계획에 중점을 두며, PDDL2.1에 최소한의 확장 기능을 추가하여 다양한 계획기 간의 상호운용성을 가능하게 한다. 이는 시스템 비교 및 실세계 응용을 촉진한다.

ABSTRACT

The research in hierarchical planning has made considerable progress in the last few years. Many recent systems do not rely on hand-tailored advice anymore to find solutions, but are supposed to be domain-independent systems that come with sophisticated solving techniques. In principle, this development would make the comparison between systems easier (because the domains are not tailored to a single system anymore) and -- much more important -- also the integration into other systems, because the modeling process is less tedious (due to the lack of advice) and there is no (or less) commitment to a certain planning system the model is created for. However, these advantages are destroyed by the lack of a common input language and feature set supported by the different systems. In this paper, we propose an extension to PDDL, the description language used in non-hierarchical planning, to the needs of hierarchical planning systems. We restrict our language to a basic feature set shared by many recent systems, give an extension of PDDL's EBNF syntax definition, and discuss our extensions with respect to several planner-specific input languages from related work.

연구 동기 및 목표

• 계층적 계획 시스템 간 공통 입력 언어의 부재로 인해 시스템 비교 및 통합이 어렵다는 문제를 해결한다.
• 시스템에 종속적인 조언이나 맞춤형 표현에 의존하는 것을 줄임으로써 도메인 독립적 모델링을 가능하게 한다.
• PDDL2.1와 호환되는 최소한의 확장 가능 기능 세트를 제공하여 광범위한 도입과 향후 확장을 지원한다.
• 다양한 계층적 계획 시스템 간 공통 입력 형식을 설정함으로써 벤치마킹 및 평가를 촉진한다.
• 사용자가 문제를 한 번만 모델링하고도 다양한 계획기에서 테스트할 수 있도록 하여 실용적 구현을 지원한다.

제안 방법

• PDDL2.1의 EBNF 문법을 확장하여 계층적 작업 네트워크(HTNs)를 위한 새로운 언어 구문을 도입한다. 예를 들어, 작업 분해 및 메소드 정의를 포함한다.
• 핵심 HTN 전용 요소를 도입한다: 원시 및 복합 작업을 포함한 작업 네트워크, 메소드 전제 조건, 순서 제약 조건.
• HTN 계획 지원를 알리는 새로운 요구 사항 플래그 `:htn` 과 메소드 전제 조건 처리를 위한 `:htn-method-prec` 를 정의한다.
• 초기 작업 네트워크를 문제 정의의 일등 시민 구성요소로 통합하여 문제의 구조를 영리하게 구성할 수 있도록 한다.
• 기존 유형, 상수 및 기본 논리 문법을 재사용함으로써 PDDL2.1와의 후행 호환성을 확보하고, 최소한의 새로운 구문만 추가한다.
• HDDL의 전체 EBNF 문법을 제공하며, 작업 네트워크, 메소드, 전제 조건, 영향에 대한 형식적 정의를 명시하고, SHOP(2), ANML, HPDDL과 같은 관련 언어와의 차이점을 논의한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다양한 계층적 계획 시스템이 서로 다른 형식론을 사용하고 있는 상황에서, 이를 통합할 수 있는 공통의 표준 입력 언어를 어떻게 설계할 수 있는가?
• RQ2 현대 HTN 계획기에서 널리 지원되며 핵심 계층적 계획 문제를 표현하는 데 충분한 최소한의 기능 세트는 무엇인가?
• RQ3 HDDL이 PDDL2.1와의 후행 호환성을 유지하면서도 계층적 계획을 위한 표현력을 어떻게 확보할 수 있는가?
• RQ4 각 시스템에 맞게 모델을 다시 인코딩하지 않고도 계획기 간의 상호운용성을 어떻게 달성할 수 있는가?
• RQ5 향후 시간 추론이나 목표 분해와 같은 기능 확장을 위한 언어의 문법 및 의미론 설계에서 어떤 선택이 확장 가능성을 보장하는가?

주요 결과

• HDDL은 계층적 계획을 위한 표준화된, PDDL2.1와 호환되는 언어로, 작업 네트워크, 메소드 전제 조건, 순서 제약 조건을 지원하는 기본 HTN 계획을 제공한다.
• 문제 모델링을 시스템 전용 문법에서 분리함으로써 계획기 간 직접 비교가 가능해지며, 번역 또는 재인코딩이 줄어든다.
• 형식적인 EBNF 문법이 포함되어 있어 기계 판독 가능성이 보장되고, 계획 시스템의 파서 통합을 용이하게 한다.
• 설계 원칙은 단순성과 확장 가능성을 우선시하여, 향후 시간, 숫자, 목표 분해 등의 기능 확장이 가능하다.
• 이미 올리무 대학, MITRE 등 주요 HTN 계획기들과 호환되어 즉각적인 실용적 활용이 가능하다.
• 저자는 HDDL이 협업, 벤치마킹, 실세계 응용에서의 계층적 계획 기술의 광범위한 도입을 촉진할 것으로 기대한다.