論文の概要: Behavior Trees and State Machines in Robotics Applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.04211v3
- Date: Tue, 14 Oct 2025 23:13:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-16 20:13:28.179739
- Title: Behavior Trees and State Machines in Robotics Applications
- Title（参考訳）: ロボット応用における行動木と状態機械
- Authors: Razan Ghzouli, Thorsten Berger, Einar Broch Johnsen, Andrzej Wasowski, Swaib Dragule,
- Abstract要約: 状態機械は何十年もの間、振る舞いをモデル化するための言語として使われてきたが、最近はロボット工学者の間でビヘイビアツリーが注目を集めている。
動作ツリーDSLを解析し、ロボット工学:ステートマシンにおける行動モデルのための標準言語と比較する。
動作木と状態機械の類似性を言語設計とロボティクス領域のニーズを満たすために提供される概念で識別する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.705637505029901
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Autonomous robots combine skills to form increasingly complex behaviors, called missions. While skills are often programmed at a relatively low abstraction level, their coordination is architecturally separated and often expressed in higher-level languages or frameworks. State machines have been the go-to language to model behavior for decades, but recently, behavior trees have gained attention among roboticists. Although several implementations of behavior trees are in use, little is known about their usage and scope in the real world.How do concepts offered by behavior trees relate to traditional languages, such as state machines? How are concepts in behavior trees and state machines used in actual applications? This paper is a study of the key language concepts in behavior trees as realized in domain-specific languages (DSLs), internal and external DSLs offered as libraries, and their use in open-source robotic applications supported by the Robot Operating System (ROS). We analyze behavior-tree DSLs and compare them to the standard language for behavior models in robotics:state machines. We identify DSLs for both behavior-modeling languages, and we analyze five in-depth.We mine open-source repositories for robotic applications that use the analyzed DSLs and analyze their usage. We identify similarities between behavior trees and state machines in terms of language design and the concepts offered to accommodate the needs of the robotics domain. We observed that the usage of behavior-tree DSLs in open-source projects is increasing rapidly. We observed similar usage patterns at model structure and at code reuse in the behavior-tree and state-machine models within the mined open-source projects. We contribute all extracted models as a dataset, hoping to inspire the community to use and further develop behavior trees, associated tools, and analysis techniques.
- Abstract（参考訳）: 自律ロボットは、ミッションと呼ばれる、ますます複雑な行動を形成するためにスキルを組み合わせる。
スキルは比較的抽象度の低いレベルでプログラムされることが多いが、それらの調整はアーキテクチャ的に分離され、高レベルの言語やフレームワークで表現されることが多い。
状態機械は何十年もの間、振る舞いをモデル化するための言語として使われてきたが、最近はロボット工学者の間でビヘイビアツリーが注目を集めている。
ビヘイビアツリーの実装はいくつかあるが、実際の世界での利用状況やスコープについてはほとんど分かっておらず、ビヘイビアツリーが提供する概念は、ステートマシンのような従来の言語にどのように関係しているのか?
ビヘイビアツリーやステートマシンの概念は、実際のアプリケーションでどのように使われるのか?
本稿では,ドメイン固有言語(DSL)やライブラリとして提供される内部および外部DSL,そしてロボットオペレーティングシステム(ROS)がサポートするオープンソースロボットアプリケーションにおいて,ビヘイビアツリーのキーとなる言語概念について検討する。
動作ツリーDSLを解析し、ロボット工学:ステートマシンにおける行動モデルのための標準言語と比較する。
我々は、両方のビヘイビアモデリング言語用のDSLを識別し、5つの詳細を分析する。我々は、分析されたDSLを使用し、それらの使用状況を分析するロボットアプリケーション用のオープンソースリポジトリをマイニングする。
動作木と状態機械の類似性を言語設計とロボティクス領域のニーズを満たすために提供される概念で識別する。
オープンソースプロジェクトにおけるビヘイビアツリーDSLの利用は急速に増加している。
マイニングしたオープンソースプロジェクトの動作ツリーや状態マシンモデルにおいて、モデル構造やコードの再利用において、同様の使用パターンが観察された。
すべての抽出されたモデルをデータセットとしてコントリビュートし、コミュニティに行動木、関連するツール、分析技術の使用とさらなる開発を促すことを望んでいます。
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