1294.78 Fallback 노드에서의 오류 전파

1. Fallback에서의 오류 전파 원리

Fallback 노드에서의 오류 전파는 Sequence와 대칭적(symmetric)인 구조를 가진다. Sequence에서 단일 자식의 FAILURE가 전체 FAILURE로 전파되는 것과 달리, Fallback에서는 모든 자식이 FAILURE를 반환해야 비로소 Fallback 자체가 FAILURE를 반환한다. Fallback의 OR 의미론에 의해, 개별 자식의 FAILURE는 “이 대안이 실패했으나 다른 대안이 남아 있다“는 의미이며, Fallback 전체의 FAILURE는 “모든 대안이 소진되었다“는 의미이다(Colledanchise & Ogren, 2018).

2. 자식 FAILURE의 흡수와 전파

2.1 FAILURE의 흡수 (다음 대안으로 진행)

<Fallback>
    <Action ID="Alternative1"/>    <!-- FAILURE → 흡수 -->
    <Action ID="Alternative2"/>    <!-- 시도됨 -->
    <Action ID="Alternative3"/>
</Fallback>

Tick: Alternative1→F, Alternative2→S → Fallback: SUCCESS

Alternative1의 FAILURE는 Fallback에 의해 흡수되며, 다음 자식인 Alternative2가 시도된다. Alternative2가 SUCCESS를 반환하면 Fallback 전체가 SUCCESS를 반환하고, Alternative1의 FAILURE는 상위 노드로 전파되지 않는다.

2.2 FAILURE의 전파 (모든 대안 소진)

<Fallback>
    <Action ID="Alternative1"/>    <!-- FAILURE -->
    <Action ID="Alternative2"/>    <!-- FAILURE -->
    <Action ID="Alternative3"/>    <!-- FAILURE -->
</Fallback>

Tick: Alternative1→F, Alternative2→F, Alternative3→F → Fallback: FAILURE

모든 자식이 FAILURE를 반환하면 Fallback 자체가 FAILURE를 반환하여, 오류가 상위 노드로 전파된다.

3. Sequence와의 대칭적 관계

특성	Sequence	Fallback
단일 자식 FAILURE 시	전체 FAILURE (즉시 전파)	다음 자식 시도 (흡수)
전체 FAILURE 조건	하나라도 FAILURE	모두 FAILURE
FAILURE의 역할	작업 체인 중단	대안 전환 트리거
오류 전파 조건	$\exists$ child: FAILURE	$\forall$ children: FAILURE

4. 다중 계층에서의 오류 전파

4.1 Fallback 내부 Sequence의 FAILURE

<Fallback name="Root">
    <Sequence>
        <Condition ID="IsConditionA"/>    <!-- FAILURE -->
        <Action ID="ActionA"/>
    </Sequence>
    <Sequence>
        <Condition ID="IsConditionB"/>    <!-- SUCCESS -->
        <Action ID="ActionB"/>            <!-- SUCCESS -->
    </Sequence>
</Fallback>

Tick: IsConditionA→F → Sequence1: FAILURE (Fallback이 흡수)
     IsConditionB→S, ActionB→S → Sequence2: SUCCESS
     → Root Fallback: SUCCESS

Sequence1의 FAILURE가 Fallback에 의해 흡수되고, Sequence2가 시도되어 성공한다. 오류는 Fallback 수준에서 차단된다.

4.2 중첩 Fallback에서의 전파 경로

<Fallback name="Outer">
    <Fallback name="Inner">
        <Action ID="Alt1"/>     <!-- FAILURE -->
        <Action ID="Alt2"/>     <!-- FAILURE -->
    </Fallback>
    <Action ID="Alt3"/>         <!-- 시도됨 -->
</Fallback>

Tick: Alt1→F, Alt2→F → Inner: FAILURE (Outer가 흡수)
     Alt3→S           → Outer: SUCCESS

Inner Fallback의 모든 대안이 실패하면 Inner가 FAILURE를 반환하지만, Outer Fallback이 이를 흡수하고 Alt3을 시도한다.

Tick: Alt1→F, Alt2→F → Inner: FAILURE
     Alt3→F           → Outer: FAILURE (상위로 전파)

Outer Fallback의 모든 대안도 실패하면, 최종적으로 FAILURE가 상위 노드로 전파된다.

5. Fallback 변형별 오류 전파 특성

5.1 FallbackWithMemory에서의 전파

Tick 1: Alt1→F, Alt2→R (idx=1)         (Alt1 실패, Alt2 진행 중)
Tick 2: Alt2→R          (idx=1)         (Alt1 건너뜀)
Tick 3: Alt2→F, Alt3→R  (idx=2)         (Alt2 실패, Alt3 진행 중)
Tick 4: Alt3→F                           → FAILURE (idx=0으로 초기화)

FallbackWithMemory에서는 비동기 대안이 RUNNING에서 FAILURE로 전환되면, 자연스럽게 다음 대안으로 진행한다. 모든 대안이 소진되어야 FAILURE가 전파된다.

5.2 ReactiveFallback에서의 전파

Tick 1: Alt1→F, Alt2→R                  (Alt1 실패, Alt2 진행 중)
Tick 2: Alt1→F, Alt2→R                  (Alt1 매 Tick 재평가)
Tick 3: Alt1→S                           → SUCCESS (Alt2 Halt)

ReactiveFallback에서는 매 Tick 앞쪽 대안을 재평가하므로, 앞쪽 대안이 SUCCESS로 전환되면 현재 대안을 Halt하고 Fallback이 SUCCESS를 반환한다. 이 경우 오류 전파가 발생하지 않는다.

6. 오류 전파와 Sequence의 상호작용

6.1 Sequence에 의한 Fallback FAILURE의 전파

<Sequence>
    <Action ID="Step1"/>
    <Fallback>
        <Action ID="Alt1"/>    <!-- FAILURE -->
        <Action ID="Alt2"/>    <!-- FAILURE -->
    </Fallback>
    <Action ID="Step3"/>
</Sequence>

Tick: Step1→S, Alt1→F, Alt2→F → Fallback: FAILURE
     → Sequence: FAILURE
     Step3→(미실행)

Fallback의 모든 대안이 실패하면 Fallback이 FAILURE를 반환하고, 이 FAILURE가 Sequence로 전파되어 전체 시퀀스가 중단된다. Fallback이 오류를 흡수하지 못한 경우, 오류는 상위 Sequence를 통해 계속 전파된다.

7. 오류 전파의 의미론적 해석

7.1 Fallback FAILURE의 의미

Fallback이 FAILURE를 반환하는 것은 “가용한 모든 대안이 소진되었다“는 강력한 실패 신호이다. 단일 대안의 실패와 달리, 모든 대안의 실패는 현재 수준에서 문제를 해결할 수 없음을 의미한다. 이 신호는 상위 트리에서 더 근본적인 복구 전략을 시도하거나, 최종적으로 안전 행동을 수행하도록 유도한다.

7.2 최후 수단에 의한 전파 방지

<Fallback>
    <Action ID="PrimaryMethod"/>
    <Action ID="SecondaryMethod"/>
    <Action ID="SafeStop"/>          <!-- 항상 SUCCESS 반환 -->
</Fallback>

마지막 자식이 항상 SUCCESS를 반환하도록 설계하면, Fallback이 FAILURE를 반환하는 상황을 방지할 수 있다. 이 패턴은 “어떤 상황에서든 최소한의 안전 행동은 수행된다“는 것을 보장한다.

8. 오류 전파 설계의 고려 사항

전파 범위의 설계: Fallback의 FAILURE가 어느 수준까지 전파되어야 하는지를 설계 시점에 결정해야 한다. 불필요하게 상위까지 전파되면 전체 임무가 중단되고, 너무 일찍 차단되면 심각한 오류가 무시된다.
최후 수단의 포함: 오류 전파를 방지하려면 Fallback 체인의 마지막에 항상 성공하는 안전 행동을 배치한다.
오류 정보의 보존: Fallback이 오류를 흡수하더라도, 개별 대안의 실패 원인을 블랙보드에 기록하여 진단 및 로깅에 활용할 수 있도록 한다.
Sequence-Fallback 조합의 활용: Sequence의 즉시 전파와 Fallback의 흡수 후 전파를 적절히 조합하여, 오류가 정확한 범위에서 처리되도록 트리 구조를 설계한다(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/