1294.76 자식 Failure 시 Sequence의 동작

1. 자식 FAILURE에 대한 Sequence의 기본 응답

Sequence 노드는 자식이 FAILURE를 반환하면 즉시 자체적으로 FAILURE를 반환한다. 이 동작은 Sequence의 AND 의미론에서 비롯되며, “모든 자식이 성공해야 전체가 성공한다“는 규칙의 논리적 귀결이다. 자식의 FAILURE는 Sequence에게 “순차적 작업 체인이 중단되었다“는 신호이다(Colledanchise & Ogren, 2018).

2. FAILURE 발생 위치에 따른 동작 차이

2.1 첫 번째 자식에서의 FAILURE

<Sequence>
    <Action ID="Child_0"/>    <!-- FAILURE -->
    <Action ID="Child_1"/>
    <Action ID="Child_2"/>
</Sequence>

Tick: Child_0→F → Sequence: FAILURE
     Child_1→(미실행), Child_2→(미실행)

첫 번째 자식의 FAILURE는 나머지 모든 자식의 실행을 차단한다. 전제 조건 검사에서 FAILURE가 발생하면 어떤 행동도 수행되지 않고 시퀀스가 종료된다.

2.2 중간 자식에서의 FAILURE

<Sequence>
    <Action ID="Child_0"/>    <!-- SUCCESS -->
    <Action ID="Child_1"/>    <!-- FAILURE -->
    <Action ID="Child_2"/>
</Sequence>

Tick: Child_0→S, Child_1→F → Sequence: FAILURE
     Child_2→(미실행)

Child_0의 부수 효과(모터 이동, 데이터 변경 등)는 이미 발생한 상태이다. Child_1의 FAILURE로 시퀀스가 중단되지만, Child_0의 부수 효과는 롤백되지 않는다.

2.3 마지막 자식에서의 FAILURE

<Sequence>
    <Action ID="Child_0"/>    <!-- SUCCESS -->
    <Action ID="Child_1"/>    <!-- SUCCESS -->
    <Action ID="Child_2"/>    <!-- FAILURE -->
</Sequence>

Tick: Child_0→S, Child_1→S, Child_2→F → Sequence: FAILURE

모든 이전 자식이 성공했음에도, 마지막 자식의 FAILURE로 전체 시퀀스가 FAILURE를 반환한다. Child_0과 Child_1의 부수 효과는 이미 완료된 상태이다.

3. Sequence 변형별 FAILURE 후 동작

3.1 기본 Sequence의 FAILURE 후 재시작

기본 Sequence(비상태적)는 매 Tick 첫 번째 자식부터 시작하므로, FAILURE 후 다음 Tick에서 자연스럽게 Child_0부터 재실행된다.

Tick 1: Child_0→S, Child_1→F → FAILURE
Tick 2: Child_0→S, Child_1→? → (Child_0 재실행)

3.2 SequenceWithMemory의 FAILURE 후 동작

Tick 1: Child_0→S, Child_1→R (idx=1)
Tick 2: Child_1→R             (idx=1, Child_0 건너뜀)
Tick 3: Child_1→F             → FAILURE (idx=0으로 초기화)
Tick 4: Child_0→?             (idx=0, 처음부터 재시작)

SequenceWithMemory에서 자식이 FAILURE를 반환하면, current_child_idx가 0으로 초기화된다. 이전에 성공한 자식의 기억이 모두 소멸되며, 다음 Tick에서 첫 번째 자식부터 다시 시작한다. 이는 “작업 체인이 실패했으므로 처음부터 다시 시작해야 한다“는 의미를 가진다.

3.3 ReactiveSequence의 FAILURE 후 동작

Tick 1: IsSafe→S, Action→R → RUNNING
Tick 2: IsSafe→F            → FAILURE (Action Halt)
Tick 3: IsSafe→S, Action→R → RUNNING (Action onStart() 재호출)

ReactiveSequence는 항상 첫 번째 자식부터 시작하므로, FAILURE 후 별도의 초기화 없이 다음 Tick에서 재평가가 시작된다. FAILURE 시점에 RUNNING이었던 액션은 Halt되어 IDLE 상태로 전이하며, 다음에 Tick될 때 onStart()부터 새로 시작한다.

4. FAILURE 시 후속 자식에 대한 처리

4.1 미실행 자식의 상태

FAILURE가 발생하면 FAILURE를 반환한 자식 이후의 모든 자식은 실행되지 않는다. 이 자식들은 IDLE 상태를 유지하며, tick() 메서드가 호출되지 않는다.

Children: [Child_0, Child_1, Child_2, Child_3]
Result:   [SUCCESS, FAILURE, (미실행), (미실행)]
                               IDLE      IDLE

4.2 RUNNING 자식의 Halt (ReactiveSequence)

ReactiveSequence에서 앞쪽 조건 노드가 FAILURE를 반환하면, 뒤쪽에 RUNNING 상태인 액션 노드가 Halt된다.

<ReactiveSequence>
    <Condition ID="Cond_0"/>     <!-- Tick K: FAILURE -->
    <Condition ID="Cond_1"/>     <!-- Tick K: 미평가 -->
    <Action ID="Action_0"/>      <!-- Tick K-1: RUNNING → Halt -->
</ReactiveSequence>

Tick K-1: Cond_0→S, Cond_1→S, Action_0→R    → RUNNING
Tick K:   Cond_0→F                            → FAILURE
          Cond_1→(미평가)
          Action_0→Halt (RUNNING→IDLE)

Halt는 동일 Tick 내에서 동기적으로 수행된다. onHalted() 메서드가 호출되어 액션의 상태 정리가 이루어진다.

5. FAILURE 발생 시의 상태 전이 요약

Sequence 변형	FAILURE 시 동작	idx 초기화	다음 Tick 시작 위치
Sequence (기본)	즉시 FAILURE 반환	해당 없음	항상 idx=0
SequenceWithMemory	즉시 FAILURE 반환, idx=0	예	idx=0 (재시작)
ReactiveSequence	RUNNING 자식 Halt, FAILURE 반환	해당 없음	항상 idx=0

6. 로봇 공학에서의 FAILURE 시나리오

6.1 네비게이션 시퀀스에서의 FAILURE

<SequenceWithMemory>
    <Action ID="ComputePath"/>     <!-- SUCCESS -->
    <Action ID="FollowPath"/>      <!-- FAILURE: 경로 차단 -->
    <Action ID="ArriveAtGoal"/>
</SequenceWithMemory>

경로 계산은 성공했으나 경로 추종 중 장애물에 의해 차단되면, FollowPath가 FAILURE를 반환한다. 시퀀스 전체가 FAILURE를 반환하며, current_child_idx가 0으로 초기화되어 다음 시도에서 경로 계산부터 다시 시작한다.

6.2 매니퓰레이터 시퀀스에서의 FAILURE

<SequenceWithMemory>
    <Action ID="OpenGripper"/>       <!-- SUCCESS -->
    <Action ID="MoveToGraspPose"/>   <!-- SUCCESS -->
    <Action ID="CloseGripper"/>      <!-- SUCCESS -->
    <Condition ID="IsObjectGrasped"/>  <!-- FAILURE: 파지 실패 -->
    <Action ID="LiftObject"/>
</SequenceWithMemory>

파지 검증이 실패하면 시퀀스가 FAILURE를 반환한다. 그리퍼 개방, 이동, 폐쇄의 부수 효과는 이미 발생한 상태이며, 그리퍼는 폐쇄 상태로 남아 있다. 상위 트리의 복구 행동에서 그리퍼를 다시 개방하고 재시도해야 한다.

7. FAILURE 처리의 설계 지침

부수 효과의 인지: FAILURE가 발생하기 전에 성공한 자식의 부수 효과는 자동으로 롤백되지 않는다. 복구가 필요한 경우 상위 트리에서 명시적으로 처리해야 한다.
FAILURE 원인 기록: 블랙보드에 FAILURE의 원인을 기록하여, 상위 트리의 복구 행동이 적절한 대응을 선택할 수 있도록 한다.
ForceSuccess 활용: 특정 자식의 실패가 전체 시퀀스를 중단시키지 않아야 하는 경우, ForceSuccess 데코레이터로 해당 자식을 감싸서 FAILURE를 SUCCESS로 변환할 수 있다.
Fallback 연계: Sequence의 FAILURE를 처리하기 위해 상위에 Fallback을 배치하여 대안 행동을 제공하는 것이 일반적인 오류 처리 패턴이다(Faconti, 2022).

참고 문헌

Colledanchise, M., & Ogren, P. (2018). Behavior Trees in Robotics and AI: An Introduction. CRC Press.
Faconti, D. (2022). BehaviorTree.CPP documentation and API reference. https://www.behaviortree.dev/