Domaines, problèmes et solutions HTN

Un domaine de planification HTN est une extension du domaine de la planification classique définissant les méthodes de décompositions des tâches en plus des opérateurs de la planification.

Définition 2.11. Un domaine HTN est un tuple D=(R,O,M,γ)où R est l’ensemble des prédicats défi-nissant les propriétés du domaine, O est l’ensemble des opérateurs défidéfi-nissant les actions possibles, et M est l’ensemble des méthodes définissant les décompositions possibles des tâches.γest la même fonction de transition d’état que dans la planification classique (cf.2.5).

Définition 2.12. Un problème de planification HTN est un tuple P=(D,s₀,T N)où D est un domaine de planification HTN, s0est l’état initial du problème, et T n: (T,C)est le réseau de tâches initial com-posé des tâches T définissant le but ainsi que les contraintes C qui portent sur elles.

La solution totalement ordonnée d’un problème HTNP=(D,s₀,T N) est un planπ= 〈a₁, . . . ,an〉

qui accomplit les tâches deT Ntout en vérifiant ses contraintes. Dans un espace d’états, cela signifie

qu’il existe des décompositions de tâches contenues dansT produisantπtel queπest exécutable

à partir des0et que chaque décomposition est applicable dans l’état qui précède sa première

sous-tâche. La définition formelle peut être définit de manière récursive comme suit :

Définition 2.13. Le planπ= 〈a1, . . . ,an〉est une solution pour le problème de planification HTN P= (D,s0,T N)dans les cas suivants :

Cas 1 ; T N contient un ensemble vide de tâches, alors le plan videπ= 〈〉est la solution.

Cas 2 ; La première tâche t∈T est primitive, alorsπest une solution pour P s’il y a une action a définie par un opérateur o∈O tel que (1) a pertinente t , (2) a est applicable dans s₀et (3)π= 〈a₂, . . . ,a_n〉

est un plan solution pour le problème HTN :

21 CHAPITRE2. PLANIFICATION AUTOMATIQUE

Cas 3. Si la première tâche t∈T est non-primitive, alorsπest un plan solution s’il existe une décom-position d définie par une méthode m∈M tel que d décompose t etπest une solution pour le problème de planification HTN :

P⁰=(s₀,T−{t}∪expansion(d),O,M)

Le plan solution d’un problème HTN peut être représenté sous forme de réseau de tâches pri-mitif dont toutes les contraintes sont vérifiées. Cela permet de représenter les plans partiellement ordonnés résultant d’une planification dans un espace de plans.

Définition 2.14. Un réseau de tâches primitif est un réseau de tâches particulier T N_p=(T_p,C), où Tpest un ensemble de tâches primitives correspondant à des actions du domaine et C l’ensemble des contraintes sur ces tâches.

Conclusion

Nous avons, dans ce chapitre, donné les définitions formelles des structures et notions de base

de la planification classique, ainsi que de la planificationHTN qui seront utilisées dans la suite de

ce manuscrit. Nous avons vu que la planificationHTN permettait, contrairement à la planification

classique, d’exploiter des connaissances du domaine sous forme de méthodes de décomposition qui définissent une structure hiérarchique permettant de guider les algorithmes de planification dans la recherche de solution. Cette représentation hiérarchique des tâches se rapproche de la représentation naturelle. Cependant, ces techniques de planification sont vues par l’utilisateur comme une boite noire qui prend en entrée un domaine de planification et donne en sortie un plan solution ou un message d’erreur. De ce fait, l’utilisateur se retrouve écarté du processus de génération de solution, ce qui a de fortes chances de conduire un utilisateur non initié à l’incompréhension de la solution proposée et à terme au refus de l’outil de planification.

3

Planification en Mixed-initiative

Sommaire

3.1 Planification en mixed-initiative . . . 23 3.2 Critères d’évaluation des systèmes de planification en mixed-initiative . . . 29 3.3 Présentation des systèmes de planification en mixed-initiative. . . 37

23 CHAPITRE3. PLANIFICATION ENMIXED-INITIATIVE

Introduction

Ce chapitre a pour but de répondre à la problématique de la compréhension et de l’acceptation par l’utilisateur des solutions qui lui sont proposées à travers l’introduction de la planification en mixed-initiative. Cette dernière exploite la capacité d’abstraction de l’humain et la capacité de cal-cul et de traitement de données des machines dans le but de fournir des plans qui soient facilement compris et acceptés par l’utilisateur. Dans ce chapitre, nous commençons par donner une définition formelle du concept d’interaction et de planification en mixed-initiative. Ensuite, nous proposons une grille d’évaluation des systèmes de planification en mixed-initiative qui servira de base à

l’éva-luation du systèmeMIPqui est une des contributions de cette thèse. Enfin, nous faisons un état de

l’art de la planification en mixed-initiative en présentant et analysant les systèmes qui ont apporté une contribution significative dans ce domaine.

3.1 Planification en mixed-initiative

Le premier constat qui peut être fait sur les planifications classique et HTN, est que la généra-tion des plans, ainsi que leur qualité dépend directement des données saisies en entrée. Dans le cas ou ces dernières sont erronées, incomplètes ou ne correspondent pas vraiment à ce que recherche l’utilisateur, il lui sera très difficile de déceler l’anomalie et d’intervenir sur les données en entrée afin d’obtenir un plan satisfaisant. Le besoin d’un système d’assistance à la réalisation de tâches et de planification en mixed-initiative capable d’initier l’interaction avec l’utilisateur et de réagir aux modifications qu’il apporte est essentiel pour son acceptabilité et pour guider l’utilisateur dans sa compréhension du plan solution.

La planification en mixed-initiative aborde deux aspects de l’intelligence artificielle à savoir la

pla-nification et l’interaction. La figure3.1représente une architecture générique d’un système de

plani-fication en mixed-initiative. La majorité des systèmes de planiplani-fication en mixed-initiative s’articulent autour d’un gestionnaire d’interaction et d’un module de planification. Le gestionnaire d’interaction gère tous les aspects de l’interaction avec l’utilisateur en terme de définition de but, de changements dans le domaine, de propositions, etc. L’interaction avec l’utilisateur peut se faire à travers plusieurs interfaces, graphiques, gestuelles, en langage naturel, etc. Le planificateur génère des plans solutions en fonction des connaissances du domaine, de l’état du problème et les spécifications apportées à travers le gestionnaire d’interaction. Le gestionnaire des données regroupe tous les outils qui per-mettent de représenter les connaissances du domaine ou l’état du problème.

SECTION3.1 PLANIFICATION EN MIXED-INITIATIVE 24 Utilisateurs Interfaces d’interaction Gestionnaire d’interaction Planificateur Gestionnaire de données Connaiss ances du domaine État du problème

FIGURE3.1 –Architecture générique d’un système de planification en mixed-initiative.