プランナー・プログラミング、驚きをもたらす

 (hillelwayne.com)
2 ポイント 投稿者 GN⁺ 2024-02-22 | 1件のコメント | WhatsAppで共有

Picatプログラミング言語の魔法のような機能

  • Picatは、論理プログラミング、命令型プログラミング、制約条件充足を統合しようとする研究言語である。
  • Picatのplannerモジュールは、非常に興味深いプログラミングモデルの一つである。

論理プログラミングについての簡単な説明

  • 命令型および関数型プログラミングでは、入力を受け取って出力を生成するアルゴリズムを作成する。
  • 論理プログラミングと制約条件充足では、一連の方程式を与え、これらの関係を満たす割り当てを見つける。

問題の定義

  • グリッドにマーカーを置き、開始点（原点）から目標座標へ移動する問題を解く。
  • 各ステップで上下左右の1マスずつ移動でき、グリッドの境界を超えることはできない。
  • マーカーが目標座標にあれば、プログラムは成功する。

最初の実装

  • 初期状態Start、状態遷移を表す一連のaction関数、終端状態を決めるfinal(S)関数を与える必要がある。
  • best_plan(Start, Plan)を呼び出すことで、終端状態に到達するのに必要な最短のステップ列をPlanに割り当てる。

複数の目標を追加

  • プランナーはすべての目標を順序どおりに到達しなければならない。
  • 目標に到達したら、その目標をキューから削除する新しいactionを追加する。

コストの最小化

  • 目標を順番どおりに訪問することが、常に最短の総経路を意味するとは限らない。
  • 目標の順序に関係なく最短経路を見つけたい場合は、actionを変更して、プランナーが次に訪問する目標を選択し、全体の経路長を最小化できるようにする。

他のバリエーション

  • Picatは、プランニングに対する多数のバリエーションをサポートする。
  • best_plan(S, Limit, Plan)は最大コストをLimitに制限する。
  • sequence(P, Action)は現在の部分計画に応じて可能な行動を制限する。

Picatの利用価値

  • Picatは研究言語であり、充実したドキュメントや明確なエラーメッセージといった利便性が不足している。
  • Picatは、特定の計算問題を解くための「ツール」言語としてより有用である。

付録: 他の計画言語

  • 「計画」はロボティクスとAI向けに開発されたが、主にゲームAIで「ゴール指向アクションプランニング（GOAP）」として使用される。
  • PDDLは独立したプランナーが入力として使用するための計画記述言語である。

GN⁺の意見

  • プログラミングモデルの革新: Picatのplannerモジュールは、プログラミングに新しい次元を加える。これは特に、複雑な経路探索のような問題を解く場合に非常に強力である。
  • 教育的価値: Picatは、プログラミング言語を学ぶ上で教育的価値が高い。論理プログラミングと制約条件充足の概念を学ぶのに役立つ可能性がある。
  • 特定の問題解決: Picatは、特定の計算問題を解決するためのツールとして価値がある。これは一般的なプログラミング言語では解決しづらい問題に対する新しいアプローチを提供する。

関連記事

1件のコメント

 
GN⁺ 2024-02-22
Hacker News コメント

  • Picatのプランニングモードを実務で使った事例

    • 装置保守のためのシステムプロトタイプ開発
    • システムには「どのように」ではなく「何を」行うかを指示
    • Picatで最適な計画を生成したが、大規模化すると問題が発生
    • 計画はEXPTIMEであるため、予想どおりスケーラビリティに限界がある
    • ヒューリスティック定義、ナイーブベイズ分類器、対称性制約などを使ったが、依然として多くの管理が必要
    • 古典的なGOFAI領域では、いまだAIの冬が続いている

  • Picatのリソースとサンプル提供者情報

    • 制約プログラミングコミュニティの活発なメンバーであるHakan KjellerstrandのウェブサイトでPicatの資料とサンプルを提供

  • PrologおよびMiniZincの推奨

    • Prologはわかりやすく成熟した言語として、制約解決機能を提供
    • MiniZincは、用途別に特化したソルバーへアクセスできるインターフェース
    • Prologでは性能を上げるために相当な理解が必要
    • Picatで作成した後、他の言語でも簡単に書けるかどうかを検討することを推奨

  • Firebaseの技術面接に関連するコメント

    • Firebaseの技術面接はPicatのようなツールを使うと、より簡単になるだろう
    • Predragがレビュアーとして登場したことが嬉しい

  • 型システムとプログラミング言語の比較

    • TypeScriptの型システムに似ているが、直接解決する必要がある
    • TypeScriptは制約条件を表現するのに十分に強力ではない
    • プランナー志向のプログラミングの簡潔さと手軽さを強調

  • GOAP（Goal-Oriented Action Planning）の言及

    • F.E.A.R.ゲームの敵AIに使われ、ゲーム性を高めたGOAP
    • Jeff OrkinのGOAPに関する論文は読みやすくて面白いと評価

  • Picatのプランナー機能に対する評価

    • Prologと似ているが、プランナー機能が追加されたPicat
    • プランナー機能で問題をシンプルに解決できる一方、性能は命令型プログラミングと比較する必要がある

  • コンピュータに最終状態を伝え解決させる夢

    • A*アルゴリズムを用いたコード生成と状態遷移
    • プランニングコミュニティやソルバーに関する経験は少ないが、ortoolsで実験
    • プログラミングを物流に近いものとして捉え、「スライディングパズル」に例える

  • Prologと似た構文への追加コメント

    • Prologに似た構文を使い、comma firstの代わりにtrue.で終える方が洗練された解決策として提案

この要約はさまざまな個人の意見を反映しており、各観点を中立的に伝える。プログラミング言語に関する技術的内容は、初級ソフトウェアエンジニアでも理解できるよう簡潔に説明されている。