搜索、规划与决策
区分枚举路径的搜索、生成行动序列的规划与在不确定性下选择行动的决策。
学习目标
- 能说明搜索、规划与决策解决什么问题,以及何时适用。
- 能解释为什么“规划脱离真实工具能力”是误区。
学习前需要掌握
背景与问题
面对多步任务,写出一个听起来合理的步骤列表并不等于得到可执行方案。系统需要知道有哪些候选路径、每个动作什么时候可做,以及信息不完整时现在该选哪一步。
搜索、规划与决策的边界有重叠,但问题侧重点不同。把它们分开,能帮助我们定位失败是候选方案没找到、动作模型错误,还是风险偏好与任务要求不一致。
概念定义
搜索探索候选状态,规划构造达到目标的行动序列,决策依据价值、风险和约束选择当前行动。
直观理解
搜索像看多条路线,规划像写旅行步骤,决策像结合时间与风险选一条现在要走的路。
核心原理
搜索从初始状态出发,通过后继规则探索候选状态,并用目标测试判断是否找到解。展开顺序决定时间与内存开销;启发式可以引导探索,但启发式的质量和适用条件需要单独检查。
规划用动作的前置条件与效果组织行动序列。某一步“上传报告”可能依赖“报告通过校验”和“当前账户有写权限”;如果计划中没有满足这些前置条件,步骤名称再完整也无法执行。
决策比较可选行动的收益、成本、风险和约束。不确定性较高时,先查询状态或询问用户也可以是有价值的动作;追求最少步骤不一定符合错误代价很高的任务。
执行过程提供新的证据,可能使原计划失效。闭环规划在关键步骤后检查实际效果,保留仍有效的部分并修改后续计划,而不是把开头生成的清单当作不可调整的承诺。
案例:把一份报告提交到业务系统
搜索阶段可以比较“直接提交”“先生成预览再提交”“转人工审核”等候选路径。规划阶段发现提交工具要求报告通过格式检查,因而把校验放在提交之前;有错误时先修复,再重新校验。
决策阶段还要处理权限:当前只获得制作草稿的授权时,最短的直接提交路径不可选,应停在预览。如果业务系统返回版本冲突,则先读取新版本再决定合并或等待确认。这个例子没有唯一永远最优的步骤列表,正确行动取决于当前证据、授权和风险。
理解与实践步骤
- 定义状态与动作
- 生成候选方案
- 估计成本和风险
- 执行一小步并重规划
实际应用
- 任务规划
- 工具选择
- 机器人导航
常见错误
- 把自然语言步骤直接当作动作模型,没有检查工具是否存在以及参数能否满足。
- 无限制扩展候选路径,却没有重复状态检测、预算或启发式依据。
- 环境已经变化仍照旧计划执行,或者把计划里的预期结果记成已发生事实。
安全风险与信任边界
搜索得到的计划依赖转移模型与目标定义正确。地图遗漏封路、规则漏写前置条件或成本低估,都可能让形式上最优的路径无法执行;规划结论应注明模型假设,执行阶段还需用新观察核对这些假设。
性能与失败模式
分支因子和搜索深度会迅速扩大候选数量,启发式可减少展开但可能带来额外计算或最优性条件。比较时分开报告搜索耗时、展开状态数和最终行动成本,不能仅凭少走搜索步骤就宣称实际决策更好。
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