PDDL规划领域定义语言详解

"PDDL是Planning Domain Definition Language的缩写，是一种用于表示人工智能中的规划问题的语言，主要用于领域定义和问题定义。此文档由AIPS Planning Competition Committee制作，并基于UCPOP语言手册，由多所大学的研究人员共同编写。PDDL主要用于描述离散的、基于动作的规划问题，它分为两个主要部分：domain（领域）和problem（问题）。" PDDL语言语法详解： 1. **Domain定义**： - **Action**：在PDDL的领域定义中，actions（动作）是最基本的构建块，它们描述了系统能够执行的操作。每个action通常包括预条件（preconditions）和效果（effects）。预条件是执行action之前必须满足的逻辑条件，而效果则定义了action执行后世界状态的变化。 2. **Types and Constants**： - **类型系统**：PDDL支持类型系统，允许定义基本类型（如`number`、`object`）和继承类型的层次结构。常量（constants）是这些类型的实例，它们在整个域中保持不变。 3. **Predicates**： - **谓词**：谓词用来描述状态，可以是原子的（例如，`on(A, B)`表示A在B上面）或复合的（通过逻辑运算符如`and`、`not`、`or`、`implies`构建）。 4. **Function**： - **函数**：PDDL也支持函数，它们与谓词类似，但返回一个值。函数可以用于表示数量或者对象的属性，它们的状态在规划过程中可能会变化。 5. **Problem定义**： - **初始状态**：问题定义包括一个初始状态，这是规划开始时世界的状态，由一系列事实（predicates或函数的值）描述。 - **Goal Description**：目标描述是规划问题的目标，通常是一个谓词或一组谓词，表示要达到的状态。 - **Objects**：问题定义还包含参与动作的对象列表。 6. **Durative Actions**： - **持续性动作**：PDDL+扩展了PDDL，引入了持续时间的动作（durative actions），这些动作不仅有开始和结束时间，而且可能在期间内有连续的效果。 7. **Temporal Planning**： - **时间规划**：PDDL+支持时间规划，允许指定动作的持续时间和时间约束，增加了规划的复杂性和灵活性。 8. ** Fluents**： - **流变**：PDDL+中的流变（fluents）是随着时间改变的变量，它们可以是状态的一部分，并且可以被动作影响。 9. **Derivables**： - **可推导事实**：某些PDDL扩展允许定义可推导的事实，这些事实可以从已知的事实和流变中推导出来，减少了规划状态空间的大小。 10. **Planning Graphs**： - **规划图**：PDDL的规划问题可以转换为规划图，这是一种帮助分析和解决规划问题的工具。 PDDL的语法和结构设计使得它可以表示各种复杂的规划问题，广泛应用于AI规划系统中，如用于机器人任务规划、物流调度等问题。理解并熟练运用PDDL，对于开发和应用智能规划算法至关重要。