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16 SITUALIZ: Software para la simulación de planes situacionales
Scientic Journal from the Experimental Faculty of Sciences,
at the Universidad del Zulia Volume 26 Especial N° 1, 2, Enero - Junio 2018
Introducción
De los casi 70 años de historia de la inteligencia
articial, en las últimas dos décadas ha alcanzado un
auge muy importante que la han vuelto ubicua en casi
todos los aspectos de la vida cotidiana y a la cabeza
en los principales avances cientícos y tecnológicos.
Dentro de ésta, la planicación automática se encarga
de la construcción de principios computacionales
para la representación de objetos y acciones
permitidas (con sus precondiciones y efectos) en el
entorno y la subsecuente construcción de planes en
la forma de secuencias de acciones para llegar de
una condición inicial a la satisfacción de metas (1).
El estudio de técnicas de programación
lógica, razonamiento automático y especialmente
planicación automática es fundamental dentro del
estudio más amplio de la inteligencia articial.
Planicación automática sigue siendo un
tema importante en el currículo de inteligencia
articial. Herramientas de software que faciliten
la edición, simulación y visualización de elementos
de planicación automática serían de gran ayuda,
tanto en el contexto académico como en el contexto
exploratorio general de tales conceptos. Sin duda
serían positivamente conducentes al proceso de
enseñanza-aprendizaje.
Existen varias herramientas de apoyo a la
enseñanza de temas importantes de inteligencia
articial y modelos computacionales. Por
ejemplo, la suite Fenix-Logios-Asix consiste en
tres herramientas desarrolladas para apoyar la
enseñanza de conceptos fundamentales de teoría
de la computación: Fénix permite la construcción,
manipulación y simulación de autómatas nitos
determinísticos y no determinísticos (2). Asix
integra la manipulación y simulación de máquinas
de Turing estándares y de acceso aleatorio (3). Logios
incorpora la edición, simulación y visualización de
modelos de parsing universal basados en gramáticas
libres de contexto: proceso de cómputo del autómata
de pila equivalente a la gramática y algoritmo YCK
de la forma normal de Chomsky equivalente de la
gramática dada (4).
Con el mismo espíritu de crear una herramienta
para facilitar el proceso de enseñanza-aprendizaje
de algunos conceptos básicos de planicación
automática, se creó el software acá presentado. Se
tomó de Logios la arquitectura general de conectar
una interfaz gráca de usuario con un motor de
razonamiento automático sobre el que se implementó
el planicador, así como la visualización del espacio
de planes explorados a través de la conexión con un
generador de grafos.
Planicación automática
Es una rama de la inteligencia articial para la
producción de planes como secuencias de acciones
para alcanzar una meta (1). Para efectuar un plan
es necesaria la creación de un leguaje que dena los
estados iniciales, las acciones a tomar, el resultado
de la toma de dichas acciones y la meta a alcanzar,
y esto es realizado por parte de un planicador que
trabaja con algoritmos que generan dichos planes.
Un planicador descompone el mundo en
condiciones lógicas y representa los estados iniciales
como una secuencia de literales positivos conectados
y estos deben ser simples y sin dependencias
funcionales; las acciones son especicadas en
términos de las precondiciones que deben cumplirse
antes de ser ejecutadas y de las consecuencias que se
siguen cuando se ejecutan; la meta es representada
como una secuencia de literales positivos y simples,
un estado proposicional s satisface un objetivo g si
s contiene todos sus elementos en g. El esquema
general de acción consiste en tres partes:
• El nombre de la acción y la lista de
parámetros.
• La precondición: unión de literales positivos
sin dependencia funcional, estableciendo lo
que debe ser verdad en un estado antes que
una acción sea ejecutada.
• El efecto: unión de literales positivos
sin dependencia funcional que describe
cómo cambia el estado cuando la acción es
ejecutada.
Russell y Norvig (1) indican que la planicación
automática en el campo de la inteligencia articial
surgió de la investigación en búsqueda en espacio
de estados, demostración automática de teoremas,
entre otras áreas. Uno de los primeros planicadores
basados en lógica de primer orden fue el STRIPS
(de la Universidad de Stanfod). De éste empezaron
a evolucionar versiones cada vez más sosticadas,
con aplicaciones principalmente en el área de
robótica industrial. En la década de los 2000 se
logró estandarizar un lenguaje de descripción de
acciones y un lenguaje descripción de dominio. Se
crearon competencias y se tipicaron los problemas
de planicación automática y basada en grafos
de espacios de búsqueda como NP-Duros. Las
herramientas de planicación se volvieron cada vez
más especícas a los dominios de aplicación.
Planicación situacional
La idea detrás de la planicación situacional es
que los estados pueden ser denidos en términos
de las acciones necesarias para llegar a ellos (5).
Cada relación que pueda cambiar con el tiempo se