Compilation-based Approaches for Automated Planning

Abstract

One of the possible approaches to automated planning is compilation to sat- isfiability or constraint satisfaction. Compilation enables to take advantage of the advancement of SAT or CSP solvers. In this thesis, we implement three of the encodings recently proposed for compilation of planning problems: the model TCPP, the R2 ∃-Step encoding and the Reinforced Encoding. All these approaches search for parallel plans; however, since they use different definitions of parallel step and different variables and constraints, we decided to compare their per- formance on standard benchmarks from international planning competitions. As the R2 ∃-Step encoding was not suitable for our implementation, we present a mod- ified version of this encoding with a reduced number of variables and constraints. We also demonstrate how different definitions of parallel step in the Reinforced Encoding affect the performance. Furthermore, we suggest redundant constraints extending these encodings. Although they did not prove to be beneficial in gen- eral, they could slightly improve the performance on some benchmarks, especially in the R2 ∃-Step encoding.

Jedním z možných přístupů k automatickému plánování je kompilace na problém splnitelnosti (SAT) nebo na splňování omezujících podmínek (CSP). Kompilace nám umožňuje využít vývoje SAT nebo CSP řešičů. V rámci této diplomové práce implementujeme tři z nedávno navržených kódování určených ke kompilaci plánovacích problémů: TCPP, R2 ∃-Step encoding a Reinforced En- coding. Všechny tyto přístupy hledají paralelní plány. Protože se ale liší v definici paralelního kroku a používají jiné proměnné a podmínky, rozhodli jsme se porov- nat jejich výkonnost na plánovacích problémech používaných na mezinárodních plánovacích soutěžích. R2 ∃-Step encoding jsme modifikovali, protože původní verze tohoto kódování nebyla pro naši implementaci vhodná. Naše verze to- hoto kódování používá méně proměnných i podmínek. V této diplomové práci také ukazujeme, jak závisí výkonnost Reinforced Encoding na definici paralelního kroku. Dále uvádíme redundantní podmínky, které mohou být použity k rozšíření těchto kódování. Ačkoliv obecně tyto podmínky nebyly užitečné, dokázaly mírně zlepšit výkonnost na některých plánovacích doménách, především v R2 ∃-Step en- coding.