Planification temporelle optimale
et programmation par contraintes :
une contrainte globale pour la détection de plans partiels inconsistants

Contexte

     Une des principales caractéristiques des planificateurs optimaux modernes tels Graphplan et Blackbox est leur capacité d'élaguer de larges parts de l'espace de recherche. D'un autre côté, les planificateurs plus anciens effectuant une recherche dans les espaces de plans partiels offrent des possibilités d'exploration de l'espace de recherche intéressantes mais ne disposent pas de mécanismes d'élagage aussi performants.
     Une formulation de la planification temporelle indépendante du domaine basée sur la programmation par contraintes a été proposée dans [VG04a,VG04b], qui combine avec succès les possibilités d'exploration de l'espace de recherche de la planification dans les espaces de plans partiels avec des règles d'élagage puissantes et saines. La principale innovation de cette formulation est la capacité de raisonner autour des supports, des relations de précédence et des liens causaux, en faisant intervenir les actions qui n'appartiennent pas encore à un plan partiel.
     Un planificateur temporel optimal nommé CPT, basé sur cette formulation, a été développé au CRIL, et présenté à la 4ème compétition internationale de planification (IPC-2004). Il a été récompensé par un deuxième prix dans la catégorie planification optimale. Ces résultats encourageants nous invitent donc à améliorer CPT, avec comme ligne de mire la prochaine compétition, qui aura lieu en 2006.

Sujet

    Les règles d'élagage utilisées dans CPT sont essentiellement calculées par consistance de borne, et sont donc rapides à l'exécution. Cependant, comme elles concernent essentiellement le voisinage de chaque variable, il peut être intéressant de définir des règles d'élagage plus "globales", c'est-à-dire prenant en compte un plus grand nombre de variables.
     Dans CPT, on peut ainsi s'intéresser aux variables concernant uniquement les actions qui sont utilisées dans un plan partiel à un instant donné. L'objectif est de détecter au plus tôt, en fonction des contraintes du plan (parallélisme entre actions, relations de précédence, ...), l'impossibilité d'atteindre une solution.
     Une telle contrainte a commencé à être étudiée dans CPT, et donne déjà des résultats intéressants. Ce pourra être un point de départ pour ce travail, en s'inspirant aussi de techniques pour des problèmes ressemblants utilisées pour l'ordonnancement de tâches ou la programmation par contraintes de façon générale (par ex. la contrainte alldiff).

Encadrement

Frédéric Boussemart, Christophe Lecoutre, Lakhdar Saïs, Vincent Vidal.

Références

[VG04a] V. Vidal, H. Geffner, Branching and Pruning: An Optimal Temporal POCL Planner based on Constraint Programming, dans Proceedings of the Nineteenth National Conference on Artificial Intelligence (AAAI-2004), San José, Californie, 2004, pp. 570-577.

[VG04b] V. Vidal, H. Geffner, Un planificateur temporel optimal basé sur la programmation par contraintes, dans Actes des Dixièmes Journées Nationales sur la résolution de problèmes NP-Complets (JNPC-2004), Angers, France, 2004, pp. 347-362.

[BHLS04] F. Boussemart, F. Hemery, C. Lecoutre, L. Sais, Boosting systematic search by weighting constraints, dans Proceedings of the 16th European Conference on Artificial Intelligence (ECAI-2004), Valencia, Spain, 2004, pp. 482-486.

[LBH04] C. Lecoutre, F. Boussemart, F. Hemery, Backjump-based techniques versus conflict-directed heuristics, dans Proceedings of the 16th International Conference on Tools with Artificial Intelligence (ICTAI-2004), Boca Raton, Florida, 2004.