Hierarchiczne planowanie akcji robota usługowego w środowisku dynamicznym

System sterowania robota usługowego pracującego w środowisku dynamicznym powinien szybko reagować na zmiany dostosowując uprzednio wygenerowany plan. Jednocześnie względy ekonomiczne oraz ogólne postrzeganie przydatności robota wymaga, aby zmodyfikowany plan był jak najbliższy rozwiązaniu optymalnemu. W artykule zaproponowano koncepcję architektury systemu sterującego robota usługowego jako hierarchicznej kompozycji modułów planujących, których działanie pozwala na szybkie dostosowanie się do zmiennego otoczenia przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej optymalności planu. Proponowana koncepcja zakłada niezależne działanie modułów, co pozwala na zwiększenie reaktywności systemu. Ponadto, moduły bazują na jednej wspólnie obliczonej heurystyce, dlatego mimo, że pracują niezależnie i lokalnie, to lokalne fragmenty planu zachowują globalną optymalność. Oprócz formalnego opisu modułów planujących przedstawiono nowy algorytm LRT Switchback, który jest algorytmem czasu rzeczywistego jednocześnie uwzględniając hierarchiczną kompozycję modułów planujących oraz specyfikę planowania w środowisku dynamicznym.

---

A design of a control system for a service robot working in a dynamic environment is a non-trivial task. Such system is expected to react quickly preserving good optimality. The paper presents an analysis of service robot control system as a set of separated hierarchically composed planning modules. A proposed architecture allows to achieve a good trade off between an optimality and reactivity. A formal model of an action planning module is proposed together with a novel planning algorithm, namely LRT Switchback. The LRT Switchback is a hierarchical learning real-time algorithm designed to work in a dynamic environment, in which action costs and heuristics vary in time.