Prädikatenlogik in der Praxis. Richard Cubek (Teil der Master Thesis, 2011)
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- Richard Sachs
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1 Richard Cubek (Teil der Master Thesis, 2011
2 Übersicht Symbolische Repräsentationen in der KI Planning Domain Definition Language (PDDL Anwendungsbeispiel aus der Servicerobotik
3 Symbolische Repräsentationen in der KI...it is hard to imagine a truly intelligent agent that does not conceive of the world in terms of objects and their properties and relations to other objects. Kaelbling et al., Learning in Worlds with Objects, AAAI 2001
4 Symbolische Repräsentationen in der KI Objekte Eigenschaften von Objekten Beziehungen zwischen Objekten
5 Symbolische Repräsentationen in der KI Objekte Eigenschaften von Objekten Beziehungen zwischen Objekten Prädikatenlogik
6 Robot Shakey Stanford Research Institute (SRI International, 60er / 70er
7 STRIPS (Fikes and Nilsson, 1971 Stanford Research Institute Problem Solver Basiert auf Prädikatenlogik Zielt auf die Bedürfnisse der Robotik ( Shakey
8 Die drei Hauptbestandteile eines STRIPS Problems Startzustand Zielzustand Mögliche Aktionen Parameter Vorbedingungen Effekte
9 Die drei Hauptbestandteile eines STRIPS Problems Startzustand Wissensbasis Zielzustand Anfrage Mögliche Aktionen Regeln Parameter Vorbedingungen Effekte Analogie zu Theorembeweisern
10 ADL (Pednault, 1989 als Erweiterung zu STRIPS Action Description Language Bedingte Effekte Quantoren für Variablen
11 PDDL (McDermott, 1998 Planning Domain Definition Language Basiert auf STRIPS und ADL Entstanden im Rahmen der International Planning Competition (IPC (AIPS, ICAPS
12 PDDL Grundsätze Closed World Assumption: Was nicht angegeben ist, ist falsch Man muss nicht definieren, dass Rabe Abraxas kein Pinguin ist Die beschriebene Welt ist veränderlich, hat also einen Zustand Nicht monotone Logiken (? Situationskalkül (?
13 Beschreibung und Lösung eines PDDL Problems Domain File Deklarierung von Typen, Konstanten und Prädikaten Mögliche Aktionen (mit Parametern, Vorbedingungen und Effekten Problem File Startzustand Zielzustand PDDL-kompatibler Planer (z.b. LAMA, Metric-FF
14 Struktur einer PDDL Domain (define (domain... (:requirements... (:constants... (:predicates... (:action :parameters (... :precondition (... :effect (...
15 Struktur eines PDDL Problems (define (problem... (:domain... (:objects... (:init... (:goal...
16 Klassisches Beispiel: Die Blocks World D C A B A B C D
17 Blocks World Domain: Name und Requirements (define (domain blocks world (:requirements :strips :adl...
18 Blocks World Domain: Konstanten (:constants BLOCK_A BLOCK_B BLOCK_C BLOCK_D POS_1 POS_2 POS_3 POS_4
19 Blocks World Domain: Prädikate (:predicates (ON?X?Y (FREE?X (BLOCK?X
20 Blocks World Domain: Action PUT (:action PUT :parameters (?X?Y?Z :precondition (AND :effect (AND (BLOCK?X (ON?X?Y (FREE?X (FREE?Z (NOT (=?X?Y (NOT (=?X?Z (NOT (=?Y?Z (ON?X?Z (FREE?Y (NOT (ON?X?Y (NOT (FREE?Z
21 Blocks World Problem: Name and Domain (define (problem stack A B C (:domain blocks world...
22 Blocks World Problem: Startzustand (:init (BLOCK BLOCK_A (BLOCK BLOCK_B (BLOCK BLOCK_C (BLOCK BLOCK_D (ON BLOCK_D POS_1 (ON BLOCK_C POS_2 (ON BLOCK_B POS_4 (ON BLOCK_A BLOCK_B (FREE BLOCK_D (FREE BLOCK_C (FREE BLOCK_A (FREE POS_3
23 Blocks World Problem: Zielzustand (:goal (AND (ON BLOCK_A BLOCK_B (ON BLOCK_B BLOCK_C (ON BLOCK_C POS_1
24 Blocks World Problem: Planerstellung mit Metric-FF shell> metric ff o domain.pddl f problem.pddl... ff: found legal plan as follows step 0: PUT BLOCK_D POS_1 POS_3 1: PUT BLOCK_C POS_2 POS_1 2: PUT BLOCK_A BLOCK_B POS_2 3: PUT BLOCK_B POS_4 BLOCK_C 4: PUT BLOCK_A POS_2 BLOCK_B time spent: seconds searching, evaluating 43 states, seconds total time
25 Blocks World Domain: Existenzquantor statt FREE (:action PUT :parameters (?X?Y?Z :precondition (AND :effect (AND (BLOCK?X (ON?X?Y (NOT (=?X?Y (NOT (=?X?Z (NOT (=?Y?Z (NOT (EXISTS (?V (ON?V?X (NOT (EXISTS (?V (ON?V?Z (ON?X?Z (NOT (ON?X?Y
26 Funktionen: Definition und Initialisierung Domain: (:functions (CAPACITY?X (LOAD?X Problem: (:init... (= (CAPACITY CONTAINER A 3 (= (LOAD CONTAINER A 0
27 Funktionen: Bedingungen und Effekte (:action PUT IN CONTAINER :parameters (?X?Y :precondition... (CONTAINER?Y (> (CAPACITY?Y (LOAD?Y... :effect... (INCREASE (LOAD?Y 1...
28 Plan Metrik: Definition und Initialisierung Domain: Problem: (:init... (= (TOTAL COST 0... (:functions... (TOTAL COST (:metric MINIMIZE (TOTAL COST
29 Plan Metrik: Effekte (:action ROBOT PUT... :effect... (INCREASE (TOTAL COST 1... (:action ROBOT MOVE... :effect... (INCREASE (TOTAL COST 5...
30 Robot Learning from Demonstration Trajectory Encoding (Low-Level Kinesthetic Teaching Beschreibung von Motor-Primitiven Arbeit von Markus Schneider (IROS 2010 Symbolic Encoding (High-Level Low-Level Skills müssen bereits vorhanden sein Beschreibung abstrakter, roboterunabhängiger Skills
31 Roboter Welt Aktionen: MOVE, PICK, PLACE Objekteigenschaften: Farbe, Form Relationen: AT, ON, IN
32 Was ist ein Konzept? Eine bestimmte Relation zwischen Objekten bestimmter Eigenschaften Objekte sind dabei immer Quell- und Zielobjekte Der rote Becher steht auf dem kleinen Tisch. Rote Bauklötze stehen auf grünen Bauklötzen. Produkte der Gruppen-ID 1234 befinden sich im Container mit der Objekt-ID 1234.
33 Allgemeine Form von Konzepten Beispiel
34 Vorhergehendes Beispiel in PDDL (FORALL (?X MOVABLE_OBJECT (IMPLY (AND (TYPE?X TOY(COLOR?X RED (EXISTS (?Y MOVABLE_OBJECT (AND (TYPE?Y TOY(COLOR?Y GREEN(ON?X?Y
35 Demonstration: Ermittlung von Key Frames / Events
36 Demonstration: Stapeln nach Farbe (Form spielt keine Rolle
37 ?
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