1294.9 Sequence 노드의 Failure 반환 조건

1. Failure 반환의 정의

Sequence 노드가 FAILURE를 반환하는 조건은 자식 노드 중 하나가 FAILURE를 반환하는 것이다. 순차적 평가 과정에서 첫 번째로 FAILURE를 반환하는 자식이 발견되면, Sequence는 나머지 자식의 평가를 생략하고 즉시 FAILURE를 반환한다(Colledanchise & Ogren, 2018).

\text{Sequence} = \text{FAILURE} \iff \exists\, i \in \{1, \ldots, N\},\ C_i = \text{FAILURE} \wedge \forall\, j < i,\ C_j = \text{SUCCESS}

Failure 발생 시점

조건 노드에서의 Failure

조건 노드는 즉시 반환하므로, 조건이 충족되지 않으면 해당 Tick에서 바로 FAILURE가 결정된다.

Tick:
  children[0]: IsBatteryAbove20 → FAILURE
  children[1]: NavigateToGoal   → (평가되지 않음)
  Sequence → FAILURE

액션 노드에서의 Failure

비동기 액션 노드는 여러 Tick 동안 RUNNING을 반환한 후 FAILURE를 반환할 수 있다. 이 경우 해당 Tick에서 Sequence의 FAILURE가 확정된다.

Tick 1:
  children[0]: CheckCondition → SUCCESS
  children[1]: NavigateToGoal → RUNNING
  Sequence → RUNNING

Tick 2:
  children[1]: NavigateToGoal → FAILURE  ← 네비게이션 실패
  Sequence → FAILURE

Failure 시의 후속 처리

RUNNING 자식의 Halt

Sequence가 FAILURE를 반환하기로 결정할 때, 현재 RUNNING 상태인 다른 자식이 존재하면 해당 자식에게 Halt를 전달한다. 이 상황은 주로 ReactiveSequence에서 발생한다.

ReactiveSequence에서:
  Tick 1:
    children[0]: IsBatteryAbove20 → SUCCESS
    children[1]: NavigateToGoal   → RUNNING
    Sequence → RUNNING

  Tick 2:
    children[0]: IsBatteryAbove20 → FAILURE  ← 배터리 부족
    children[1]: NavigateToGoal   → Halt 호출 (RUNNING → IDLE)
    Sequence → FAILURE

WithMemory에서의 인덱스 초기화

WithMemory 모드의 Sequence가 FAILURE를 반환하면, 기억하고 있던 현재 자식 인덱스가 0으로 초기화된다. 다음에 Sequence가 다시 Tick되면 첫 번째 자식부터 실행을 시작한다.

if (child_status == NodeStatus::FAILURE) {
    haltChildren();
    current_child_idx_ = 0;  // 인덱스 초기화
    return NodeStatus::FAILURE;
}

Failure의 전파

Sequence의 FAILURE는 부모 노드에 전달된다. 부모 노드의 유형에 따라 이 FAILURE가 다르게 해석된다.

Fallback 노드 하에서 Sequence의 FAILURE는 “이 방법은 실패했으니 다음 대안을 시도하라“는 의미를 가진다. 이는 시도-대안(try-alternative) 패턴의 기반이 된다.

<Fallback>
    <Sequence>  <!-- 방법 1: 실패하면 다음으로 -->
        <Condition ID="IsPathClear"/>
        <Action ID="NavigateDirect"/>
    </Sequence>
    <Sequence>  <!-- 방법 2: 대안 -->
        <Action ID="ComputeDetour"/>
        <Action ID="NavigateDetour"/>
    </Sequence>
</Fallback>

Failure 원인의 진단

Sequence의 FAILURE만으로는 어떤 자식이 실패했는지를 알 수 없다. 디버깅과 로그 분석에서 FAILURE의 원인을 추적하기 위해, StatusChangeLogger를 사용하여 각 자식의 상태 전이를 기록하거나, 실패한 자식이 블랙보드에 실패 원인을 기록하는 패턴을 사용한다.

BT::NodeStatus tick() override {
    bool result = performNavigation();
    if (!result) {
        setOutput("failure_reason", "Goal unreachable");
        return BT::NodeStatus::FAILURE;
    }
    return BT::NodeStatus::SUCCESS;
}

Sequence의 FAILURE는 그 자체로 오류가 아니라, 트리의 정상적인 의사 결정 결과이다. FAILURE는 “현재 조건에서 이 순차 작업을 수행할 수 없음“을 나타내는 논리적 신호이며, 상위 트리가 이를 활용하여 대안 행동을 선택할 수 있도록 한다(Colledanchise & Ogren, 2018).

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/