확장성과 재사용성 비교 (Scalability and Reusability Comparison)
1. 개요
확장성(scalability)과 재사용성(reusability)은 로봇 시스템의 장기적 운용 효율에 직접적으로 영향을 미치는 핵심 품질 속성이다. 하드코딩과 자율 계획은 이 두 속성에서 대조적인 특성을 보인다.
2. 확장성 비교
2.1 하드코딩의 확장성
| 확장 유형 | 난이도 | 비용 증가율 |
|---|
| 새 행동 추가 | 높음 | O(n) 규칙 검토 |
| 새 객체 추가 | 높음 | O(n) 규칙 추가 |
| 새 조건 추가 | 매우 높음 | O(2^k) 조합 증가 |
| 새 임무 유형 | 매우 높음 | 전면 재설계 |
2.2 자율 계획의 확장성
| 확장 유형 | 난이도 | 비용 증가율 |
|---|
| 새 행동 추가 | 낮음 | O(1) 액션 정의 |
| 새 객체 추가 | 매우 낮음 | O(1) 객체 선언 |
| 새 조건 추가 | 낮음 | O(1) 술어 추가 |
| 새 임무 유형 | 낮음 | O(1) 목표 변경 |
3. 재사용성 비교
3.1 하드코딩의 재사용성
- FSM의 상태 그래프는 특정 임무에 밀접하게 결합되어 재사용이 어렵다.
- 행동 트리의 서브트리는 유사한 임무 간에 부분적 재사용이 가능하다.
- 임무 유형이 변경되면 대부분의 규칙을 재설계하여야 한다.
3.2 자율 계획의 재사용성
- PDDL 도메인 정의는 동일한 로봇의 다양한 임무에 재사용된다.
- 행동 정의(액션)는 도메인에 독립적이므로, 유사한 로봇 간에 공유 가능하다.
- 문제 정의(초기 상태, 목표)만 변경하면 새로운 임무에 적용된다.
| 재사용 수준 | 하드코딩 | 자율 계획 |
|---|
| 동일 임무, 다른 환경 | 규칙 수정 필요 | 문제 정의 수정 |
| 유사 임무 | 부분 재사용 (BT) | 도메인 재사용 |
| 다른 임무 | 전면 재설계 | 목표만 변경 |
| 다른 로봇 | 전면 재설계 | 도메인 재정의 |
4. 사례 비교: 물류 로봇
4.1 하드코딩
창고 A에서의 물류 규칙을 창고 B에 적용하려면, 레이아웃, 물품 종류, 저장 위치 등의 차이에 따라 규칙을 전면 재설계하여야 한다.
4.2 자율 계획
도메인 정의(move, pick, place 등)는 재사용하고, 문제 정의(객체, 초기 상태, 목표)만 창고 B에 맞게 변경한다.
5. 참고 문헌
- Ghallab, M., Nau, D., & Traverso, P. (2016). Automated Planning and Acting. Cambridge University Press.
| 버전 | 날짜 | 변경 사항 |
|---|
| v0.1 | 2026-04-05 | 초안 작성 |