A programação com planner surpreende

Recursos quase mágicos da linguagem de programação Picat

• Picat é uma linguagem de pesquisa que busca combinar programação lógica, programação imperativa e resolução de restrições.
• O módulo planner do Picat é um dos modelos de programação mais interessantes existentes.

Explicação rápida sobre programação lógica

• Em programação imperativa e funcional, escreve-se um algoritmo que recebe uma entrada e gera uma saída.
• Em programação lógica e resolução de restrições, fornece-se um conjunto de equações e busca-se uma atribuição que satisfaça essas relações.

Definição do problema

• O problema consiste em mover um marcador em uma grade do ponto inicial (origem) até uma coordenada de destino.
• Em cada passo, pode-se mover uma célula para cima, baixo, esquerda ou direita, sem sair dos limites da grade.
• O programa tem sucesso quando o marcador está na coordenada de destino.

Primeira implementação

• Você deve fornecer um estado inicial Start, uma sequência de funções action que representam transições de estado e uma função final(S) que determina os estados finais.
• Ao chamar best_plan(Start, Plan), a sequência de menor número de etapas necessária para alcançar um estado final é atribuída a Plan.

Adicionando vários objetivos

• O planejador precisa atingir todos os objetivos em ordem.
• Adiciona-se uma nova função action que remove o objetivo atingido da fila.

Minimização de custo

• Visitar os objetivos na ordem em que aparecem nem sempre significa o menor caminho total.
• Se você quiser encontrar o menor caminho independentemente da ordem dos objetivos, altere action para que o planejador escolha o próximo objetivo minimizando o comprimento total do caminho.

Outras variações

• Picat oferece muitas variações de planejamento.
• best_plan(S, Limit, Plan) impõe um custo máximo igual a Limit.
• sequence(P, Action) limita as ações possíveis com base no plano parcial atual.

Vale a pena usar Picat?

• Picat é uma linguagem de pesquisa e carece de conveniência, como boa documentação ou mensagens de erro claras.
• Picat é mais útil como uma linguagem de "ferramenta" para resolver problemas computacionais específicos.

Apêndice: outras linguagens de planejamento

• O planejamento foi desenvolvido para robótica e IA, mas hoje é usado principalmente em IA de videogames como Goal-Oriented Action Planning (GOAP).
• PDDL é uma linguagem de descrição de planejamento usada como entrada por um planejador independente.

Opinião da GN⁺

• Inovação no modelo de programação: O módulo planner de Picat adiciona uma nova dimensão à programação. Isso é especialmente poderoso ao lidar com problemas como busca de caminhos complexos.
• Valor educacional: Picat é importante do ponto de vista educacional de programação. Ele pode ajudar a aprender conceitos de programação lógica e resolução de restrições.
• Resolução de problemas específicos: Picat é útil como linguagem-ferramenta para resolver problemas computacionais específicos. Ele oferece uma nova abordagem para problemas que são difíceis de resolver com linguagens de programação tradicionais.

[GN⁺]

Discussão no Hacker News

• Caso real de uso do modo de planejamento do Picat no trabalho

  • Desenvolvimento de um protótipo de sistema para manutenção de equipamentos
  • Dizer ao sistema o que fazer, em vez de como fazer
  • O plano ótimo foi gerado com Picat, mas surgiram problemas ao escalar para um volume maior
  • Como o planejamento é EXPTIME, a escalabilidade teve limite, como esperado
  • Mesmo com definição de heurística, classificador Naive Bayes e restrições de simetria, ainda houve muita necessidade de manutenção
  • Na área clássica de GOFAI, ainda é um "inverno da IA"

• Informações sobre recursos e exemplos de Picat

  • No site de Hakan Kjellerstrand, membro ativo da comunidade de programação por restrições, há materiais e exemplos de Picat

• Recomendação de Prolog e MiniZinc

  • Prolog é uma linguagem madura e fácil de entender, com recurso de resolução de restrições
  • MiniZinc é uma interface para acesso a solvers especializados em objetivos diversos
  • Em Prolog, é preciso um bom entendimento para melhorar o desempenho
  • Foi recomendando considerar se algo escrito em Picat pode ser facilmente reescrito em outra linguagem depois

• Comentário relacionado à entrevista técnica da Firebase

  • A entrevista técnica da Firebase seria mais fácil se fosse usada uma ferramenta como o Picat
  • Foi um prazer ver o Predrag aparecendo como revisor

• Comparação entre tipos e linguagens de programação

  • Semelhante ao sistema de tipos do TypeScript, mas você precisa resolver por conta própria
  • O TypeScript não é suficientemente forte para expressar restrições
  • Enfatizou-se a simplicidade e facilidade do estilo de programação de planner

• Menção ao GOAP (Goal-Oriented Action Planning)

  • GOAP usado no IA dos inimigos no jogo F.E.A.R., que acrescentou diversão
  • O paper de Jeff Orkin sobre GOAP foi considerado de leitura fácil e divertido

• Avaliação da função planner do Picat

  • Picat é similar ao Prolog, mas com recurso de planner adicionado
  • Com recursos de planner, certos problemas podem ser resolvidos de forma simples, mas o desempenho ainda precisa ser comparado com programação imperativa

• O sonho de informar ao computador o estado final e deixá-lo resolver

  • Geração de código e transições de estado usando o algoritmo A*
  • Pouca experiência com a comunidade de planejamento ou solvers, mas experimentou com ortools
  • Vê a programação de forma parecida com logística, comparando com um "quebra-cabeça deslizante"

• Comentário adicional sobre sintaxe parecida com Prolog

  • Usa uma sintaxe semelhante ao Prolog e sugere terminar com true. como uma solução mais elegante do que comma first

Este resumo reflete opiniões de pessoas diferentes e transmite cada ponto de vista de forma neutra. O conteúdo técnico relacionado a linguagens de programação foi explicado de forma concisa para que engenheiros de software júnior possam entender com facilidade.