====== Лабораторная работа №5: Исследование моделей планирования действий в системах искусственного интеллекта ======
===== Цель работы =====
Изучение принципов описания и решения задачи планирования на основе продукционной модели с использованием механизма поиска в пространстве состояний.
===== Основные теоретические положения =====
Задача построения башни из блоков (кубиков) заключается в последовательном выборе из неупорядоченной кучи блоков и постановки их друг на друга. План решения задачи представляет собой чередование двух фаз: выбора блока из кучи и установки его в башню. При этом больший по размерам блок не может ставиться на меньший по размерам и, следовательно, на каждом шаге решения задачи необходимо выбирать из кучи самый большой блок.

Каждый блок характеризуется //размером//, //цветом// и //положением//, поэтому для его описания можно использовать следующий шаблон:
<code>
(deftemplate block 
  (slot size (type INTEGER))
  (slot place (type SYMBOL))
  (slot color (type SYMBOL))
)
</code>
Каждый блок может находиться либо в куче (''heap''), либо в руке (''hand''), когда он выбран из кучи, либо в башне (''tower'').

В результате решения задачи необходимо последовательно вывести информацию о действиях, составляющих план её решения и взаимное положение блоков в построенной по данному плану башне с указанием их цвета. С этой целью для блоков, находящихся в башне, необходимо определить отношение, указывающее, какой блок (''upper'') на каком (''lower'') стоит:
<code>
(deftemplate on 
  (slot upper (type SYMBOL))
  (slot lower (type SYMBOL))
  (slot place (type SYMBOL)(default heap))
)
</code>
Если блок ставится в основание башни, слоту ''place'' присваивается значение ''tower'', а слоты ''upper'' и ''lower'' остаются неопределенными. Если блок ставится на другой блок, слотам ''upper'' и ''lower'' должны присваиваться значения цветов соответствующих блоков.

Поскольку план решения задачи представляет собой чередование фаз поиска в компоненте пространства состояний (<<куче>>) самого большого блока (''find'') и его установки в башню (''build''), необходимо иметь факт, определяющий текущую задачу. Его можно определить с помощью следующего шаблона:
<code>
(deftemplate goal 
  (slot current-task (type SYMBOL))
)
</code>
Для решения задачи необходимы правила для следующих действий:
  * установки начального значения текущей задачи;
  * выбора из кучи самого большого блока;
  * установки первого блока в основание башни;
  * установки в башню всех последующих блоков;
  * определения окончания процесса, когда в куче нет больше блоков.
//Правило установки начального значения текущей задачи// должно активироваться исходным фактом (''initial-fact'') и устанавливать в качестве текущей задачи ''find''.

**Правило выбора из кучи самого большого блока** должно активироваться следующими условиями:
  * текущая задача -- ''find'';
  * наличие в куче блока, для которого не существует большего по размерам.
Действия правила:
  * взять найденный блок в руку (изменить его местоположение на ''hand'');
  * изменить текущую задачу на ''build''.
**Правило установки блока в основание башни** (первого блока) имеет следующие условия активации:
  * текущая задача -- ''build'';
  * имеется блок в руке;
  * отсутствуют блоки в башне -- нет блока, у которого значение слота ''place'' равно ''tower''.
Действия правила:
  * изменить местоположение блока в руке на ''tower'';
  * изменить текущую задачу на ''find''.
**Правило установки в башню последующих блоков** имеет условия активации:
  * текущая задача -- ''build'';
  * имеется блок в руке (для него надо запомнить цвет);
  * имеется блок в башне, на котором не стоит другой блок (для него также надо запомнить цвет).
Действия правила:
  * модифицировать местоположение блока в руке на ''tower'';
  * установить факт, что новый блок находится на блоке, который был до этого верхним;
  * изменить текущую задачу на ''find''.
**Правило определения окончания процесса** должно активироваться, когда в куче больше нет блоков и удалять из рабочей памяти факт текущей задачи.
===== Постановка задачи =====
Разработать и отладить на языке CLIPS программу решения задачи планирования постройки башни из блоков с пошаговым отображением плана построения башни.

===== Порядок выполнения работы =====
  - Разработать программу решения задачи планирования на языке CLIPS, реализующую описанные выше правила, в соответствии с вариантом задания, указанным в таблице. \\ Исходное состояние должно описываться конструкцией ''deffacts'', содержащей четыре факта, соответствующих блокам в куче.
  - Вывод результатов на экран должен обеспечивать пошаговое отображение плана построения башни.
===== Варианты заданий =====
<note important>Для каждого блока в таблице через слеш указаны параметры: цвет/размер.</note> 
^  № варианта  ^  Блок-1  ^  Блок-2  ^  Блок-3  ^  Блок-4  ^
|  1  |  синий/10  |  зелёный/8  |  красный/18  |  жёлтый/15  |
|  2  |  красный/20  |  коричневый/5  |  жёлтый/12  |  зелёный/8  |
|  3  |  жёлтый/15  |  красный/10  |  белый/25  |  коричневый/5  |
|  4  |  зелёный/10  |  жёлтый/14  |  чёрный/18  |  красный/11  |
|  5  |  коричневый/5  |  белый/25  |  синий/14  |  жёлтый/12  |
|  6  |  красный/10  |  чёрный/18  |  жёлтый/15  |  белый/25  |
|  7  |  жёлтый/12  |  синий/10  |  зелёный/8  |  чёрный/18  |
|  8  |  белый/16  |  красный/5  |  коричневый/15  |  синий/10  |
|  9  |  чёрный/18  |  жёлтый/15  |  красный/20  |  белый/10  |
===== Содержание отчёта =====
  * Цель работы.
  * Краткое изложение основных теоретических понятий.
  * Постановка задачи с кратким описанием порядка выполнения работы.
  * Пошаговый план решения задачи.
  * Результаты работы программы с краткими выводами.
  * Общий вывод по проделанной работе.
  * Код программы.