行为树与可执行本体:机器人控制范式的比较分析
机器人学
2025-11-20 v1 人工智能
形式语言与自动机理论
摘要
本文比较了两种不同的机器人行为建模方法:命令式行为树(Behavior Trees, BTs)和声明式可执行本体(Executable Ontologies, EO),通过boldsea框架实现。BTs通过控制流程以层次化方式结构化行为,而EO将领域表示为由数据流规则驱动的时序、事件驱动的语义图。我们演示了EO通过一种根本不同的架构实现了与BTs相当的响应性和模块化:用事件驱动的状态传播取代基于轮询的 tick 执行。我们提出,EO提供了一种替代框架,从程序化编程转向语义领域建模,以解决传统机器人控制中的语义-过程鸿沟。EO支持运行时模型修改、完整的时序可追溯性和数据、逻辑和接口的统一表示——这些是BTs难以实现或在某些情况下不可能实现的功能,尽管BTs在已建立且可预测的场景中表现突出。该比较基于实际的移动操作任务。在动态、演变的机器人系统中,这一比较突显了每种方法各自的运作优势。
引用
@article{arxiv.2511.15274,
title = {Behavior Trees vs Executable Ontologies: a Comparative Analysis of Robot Control Paradigms},
author = {Alexander Boldachev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.15274},
year = {2025}
}
备注
22 pages, 8 figures