行为树(BEHAVIOR TREES)及其工业应用

news2024/11/22 13:48:06

        顾名思义,行为树是描述事物(人,动物,机器人,虚拟角色等等)行为的树形结构。游戏行业使用行为树为角色行为建模。现在行为树建模技术正在向其它领域渗透,比如工业产线编排,机器人控制。

    另一方面,从一些自动化厂商的技术发展趋势可以看出,开放自动化正朝着从底层编程,建模技术逐步上移,采用更高级的领域语言和高层建模技术,逐步走向基于自然语言的编程与建模的目标。

    行为树和有限自动机是两种主要的行为建模方式。

     行为树由三类预定义的节点(node)构建的树,它们分别是 根(root),工作流(workflow)和执行节点。用它们来描述“某些”行为。节点的返回是成功(Success),失败(Failure )和运行(Running)

       设想你感觉饿了,准备去烹饪一个肉,或者订购一份外卖。我们可以用下面的行为树来描述:

      也许你并不知道SELECTOR 和 SEQUENCE的含义,但是你大致了解行为树描述的行为模型的意义。只有一个节点会成功,做成一份肉,或者点了一份外卖。

节点类型

(动作/任务/叶)Action/Task/Leaf nodes

叶节点分为两类:

  • 动作: 完成某类动作,例如:开门 
  • 条件: 检测某类条件

复合节点(Composite nodes)

复合节点是有多个子节点(Child)的节点,主要包括下列三种:

顺序(Sequence)

顺序节点包含多个子节点,一旦执行,将顺序执行子节点。其中一个子节点执行错误便返回失败。

for child in children:
    status = child.run()
    if status == RUNNING or status == FAILURE:
        return status

return SUCCESS

选择器(Selector)

      选择器节点具有多个子节点,一旦执行,它执行所有节点,直到某一个成功,否则便失败。你可能看出来,它正好与顺序节点相反。

for child in children:
    status = child.run()
    if status == RUNNING or status == SUCCESS:
        return status

return FAILURE

 

 修饰器节点(Decorator)

修饰器只有一个子节点,它大多数用于实用节点(utility  Nodes),例如

  • Repeater: 无限制执行,或者执行一段时间子节点。
  • Inverter: 子节点的结果取反
  • AlwaysSucceed: 失败变成成功.
  • UntilFail: 运行直到出错

 其它的复合节点包括

  • 并行执行
  • 随机执行

黑板(Blackboard)

        几乎在大多数情况下,某个节点需要与其它的节点对话,行为树具有数据存储的能力,它们被称为黑板或者数据脉络(blackboard,  data context),比如一个节点发现最近的敌人,而另一个节点袭击它。它们之间要交换敌人的方位信息

 行为树的应用

  • 游戏
  • 对话AI
  • 机器人

行为树在工业软件中的应用 

   在制造业中,人们使用行为树为工作流程建模。例如将制造行业的标准工单(SOP-Standard Operation Procedure)转换成为行为树模型。构建了行为树模型之后,工业软件能够将行为树转换成为执行程序,每个节点对应与一个功能块(function block)。从而实现工作流自动化和低代码。

     搜索Github 可以找到许多Python和C++ 的行为树库。也有专门支持ROS 的机器人行为树库。

行为树与功能块相结合

        开放自动化领域中的功能块是一种模块化技术,将完成某个单一功能的程序段封装成功能块,并且提供规范的功能块接口。功能块适合图形化编程。显然,使用功能块实现行为树是有效的方法。能够方便地将行为树图模型转换成为功能块图网络。

      

 模型和代码的分层架构

 

结束语

      行为树作为一种行为建模方式,在工制造业的基于标准工单的作业流控制,机器人,AGV 等场合具有广阔的市场应用。

          不过也应该指出,行为树和有限状态机一样,它是一种建模方法,并不是一个技术标准。在具体应用中有灵活的应用方法。行为树模型和其它建模方法相结合,能够成为高层建模方法,例如OPCUA 和IEC61499 基于事件功能块信息模型。进一步地,随着chatGPT 大语言模型的行业应用的普及,能够与基于自然语言的领域语言DSL 相结合。促进建模技术向更高层,有高效的方式的应用。

        俗话说,“基础不牢,地动山摇”。当我们研究和学习新技术和创新思想时候,基础技术需要掌握的。与此同时,也要借鉴其它行业的成功经验,这样才能够到达“它山之石,可以攻玉”的境界。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/773121.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

UKF无损卡尔曼滤波

摘要——卡尔曼滤波器为估计工程系统的状态提供了一项重要技术。由于非线性卡尔曼滤波器有多种变体,因此缺乏针对特定研究和工程应用的滤波器选择指南。 这就需要深入讨论不同非线性卡尔曼滤波器的复杂性。 实际状态估计应用特别感兴趣的是扩展卡尔曼滤波器 (EKF) 和…

五、DQL-1.概述

一、DQL介绍 Data Query Language 数据查询语言 用来查询数据库中表的记录。 查询关键字:SELECT 二、语法

TortoiseGit 入门指南11:还原与重置

Git 就像个时光机器,能让我们还原到任何提交。 还原未提交的更改 假如我们在查看一个干净的代码仓库,干净意味着工作区中的文件保持着最后一次提交的状态,没有修改。在查看的过程中,我们有意或无意的修改了工作区中的文件&#…

《爆肝整理》保姆级系列教程-玩转Charles抓包神器教程(4)-Charles如何设置捕获会话

1.简介 前边几篇宏哥介绍了Charles界面内容以及作用。今天宏哥就讲解和分享如何设置Charles后,我们就可以愉快地捕获会话,进行抓包了。因为上一篇许多小伙伴看到宏哥的Charles可以分开看到request和response,而自己的却看不到,因…

WEB:FlatScience

背景知识 sql注入 SQLite数据库知识 SQLite3注入方法 题目 用dirsearch进行扫描,下面几个关键目录:robots.txt,login.php,admin.php,剩下的目录就是一些pdf格式的论文了 一个一个访问并查看源代码,在查看l…

23款奔驰S400豪华型升级4D旋转高音,提升车内氛围

奔驰加装4D旋转高音,让高音“有型有色”,高端4D环绕立体声音响系统的视觉效果同样令人印象深刻:系统启动时,安装在前车门后视镜三角板中的两个高音头会与同色车内氛围灯一块亮起,同时向外旋出10mm至最佳效果位置,以提高…

【AutoGluon_01】自动机器学习框架的安装与示例

文章目录 一、安装二、示例一 AutoGluon预测目标数据1、导入数据2、训练3、预测4、评估5、小结 三、示例二 AutoGluon多模态预测(Multimodal Prediction)1、导入数据2、训练3、预测4、评估 四、示例三 AutoGluon进行时间序列预测1、导入数据2、训练3、预…

【redis】redis管道简述

redis管道可以一次性发送多条命令。 命令示例如下: [xxxlocalhost ~]$ echo -e "set k4 99\nincr k4\nget k4" | nc localhost 6379 \OK :100 $3 100下面先简述一下这条命令的组成,再简述一下管道的常用场景和注意事项。 首先,|是…

跨越山海,爱在滇西|拓数派为滇西孩子点亮科学梦想

近日,拓数派在共青团浙江大学委员会、景东县教育体育局和景东团县委等单位指导下开展“爱在滇西”2023年公益助学活动,并携手浙大国际科创中心、浙大微纳电子学院、启真科技控股公司和北京德恒律所共同向景东浙大求是中学捐赠爱心助学金,用于…

微信小程序的目录解析--【浅入深出系列002】

浅入深出系列总目录在000集 如何0元学微信小程序–【浅入深出系列000】 文章目录 本系列校训学习资源的选择先说总目录经常碰到的文件(目录)最最常见的目录pages次最常用的就是images 目录 操作起来真正的操作 配套资源 本系列校训 用免费公开视频,卷…

OpenCVForUnity(八)文本与随机数

文章目录 前言putText (绘制文本)randn (正态分布随机数)randu(均匀分布随机数)randShuffle (数组随机重排)结语 前言 本教程将介绍如何使用随机数生成器类RNG以及从均匀分布中获取随…

LIMA:小规模监督数据指令微调

论文标题:LIMA: Less Is More for Alignment 论文链接:https://arxiv.org/abs/2305.11206 论文来源:Meta AI 一、概述 语言模型在大规模语料上以预测下一个token的方式预训练,使它们能够学习可迁移到几乎任何语言理解或生成任务的…

让小程序动起来-轮播图的两种方式--【浅入深出系列003】

浅入深出系列总目录在000集 如何0元学微信小程序–【浅入深出系列000】 文章目录 本系列校训学习资源的选择啥是轮播图轮播图的关键代码最常见的轮播图代码便于理解的轮播代码两种轮播代码的比较 实际操练第一步,就是找到文件。第二步,先改动一下最显眼…

全源最短路Johnson算法

最短路Johnson算法( O ( n m l o g m ) O(nmlogm) O(nmlogm)) 可以求任意两点最短路, 新图的边权改造为: w ( x , y ) h ( x ) − h ( y ) w(x,y)h(x)-h(y) w(x,y)h(x)−h(y) 构造的新图 d 1 ( x , y ) d ( x , y ) h ( x ) − h ( y ) d1(x,y)d(x,y…

java学习02

一、基本数据类型 Java有两大数据类型,内置数据类型和引用数据类型。 内置数据类型 Java语言提供了八种基本类型。六种数字类型(四个整数型,两个浮点型),一种字符类型,还有一种布尔型。 byte&#xff1…

leetcode:704. 二分查找(python3解法)

难度:简单 给定一个 n 个元素有序的(升序)整型数组 nums 和一个目标值 target ,写一个函数搜索 nums 中的 target,如果目标值存在返回下标,否则返回 -1。 示例 1: 输入: nums [-1,0,3,5,9,12], target 9…

人工智能发展前夜,基于控制论的杂谈

谢邀。 目录 《What the Frogs Eye Tells the Frogs Brain?》简介我是怎么理解这篇文章的?被后世频繁引用的「青蛙」从「青蛙」再重新转向控制论 《What the Frog’s Eye Tells the Frog’s Brain?》简介 帕斯克在实践和理论中,将人类的适应性行为引入…

集成算法的参数空间与网格优化

目录 1. 探索参数空间 1.1 学习曲线 1.2. 决策树对象Tree 2. 使用网格搜索在随机森林上进行调参 1. 探索参数空间 随机森林集成算法的超参数种类繁多、取值丰富,且参数之间会相互影响、共同作用于算法的最终结果,因此集成算法的调参是一个难度很高的过…

JavaSwing+MySQL的聊天系统设计

点击以下链接获取源码: https://download.csdn.net/download/qq_64505944/88055544 JDK1.8、MySQL5.7 功能:类似于QQ软件的聊天系统,可以进行登录注册聊天发信息等功能

为什么说Raft原生系统是流式数据的未来?

目录 一、前言 二、Redpanda是如何实施Raft的? Redpanda的需求是: 实施Raft为这三个需求提供了坚实的基础: 1. 简单性 2. 性能 3. 可靠性 三、但是Kraft又如何呢? 四、结合Raft与性能工程 一、前言 共识是一致性分布式…