行为树与有限状态机之间的比较
机器人学
2024-05-28 v1
摘要
行为树（BT）最初在计算机游戏行业被构思为建模智能体行为的工具，但也引起了机器人社区的广泛关注，作为有限状态机（FSM）的替代策略设计。BT 相对于 FSM 的优势已在众多研究中得到强调，但两者在实际中的深入比较仍缺乏。这种比较在机器人行业尤为重要，因为 FSM 长期以来一直是机器人控制的先进策略表示方法。本文通过比较 BT 与 FSM 在控制移动操作机器人时的行为，来阐明这一问题。比较依据包括响应性、模块化、可读性和设计。我们为每种属性提出度量标准，深知某些指标是可量化和客观的，而另一些则较为主观且取决于具体实现。实用比较在仿真环境中进行，并在实际机器人上进行验证。我们发现尽管机器人在任务求解期间的行为独立于策略表示方式，但随着任务复杂度的增加，维持 BT 而非 FSM 变得更加容易。
引用
@article{arxiv.2405.16137,
title = {Comparison between Behavior Trees and Finite State Machines},
author = {Matteo Iovino and Julian Förster and Pietro Falco and Jen Jen Chung and Roland Siegwart and Christian Smith},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.16137},
year = {2024}
}
备注
Submitted to IEEE Transactions on Robotics (T-RO). arXiv admin note: text overlap with arXiv:2209.07392