1315.33 파생 술어와 일반 술어의 차이

1. 핵심 차이점

파생 술어(derived predicate)와 일반 술어(base predicate)는 PDDL 도메인에서 모두 상태의 논리적 속성을 표현하지만, 정의 방식, 값 결정 메커니즘, 사용 가능한 위치에서 근본적인 차이가 있다.

2. 비교 분석

특성	일반 술어 (Base Predicate)	파생 술어 (Derived Predicate)
정의	`:predicates` 절에서 선언	`:predicates` 선언 + `:derived` 규칙
초기값 설정	`:init` 절에서 명시적 설정	규칙에 의해 자동 추론
값 변경 방식	액션의 효과 (추가/삭제)	기반 술어 변경 시 자동 재계산
효과에서의 사용	추가/삭제 가능	사용 불가
전제 조건에서의 사용	사용 가능	사용 가능
직접 제어	가능	불가 (간접 제어만 가능)
상태 표현에서의 위치	상태 집합의 원소	규칙 평가 후 추론됨
프레임 가정 적용	적용됨	적용되지 않음 (매번 재계산)

3. 값 결정 메커니즘의 차이

3.1 일반 술어

일반 술어의 값은 명시적으로 결정된다:

초기 상태: :init 절에 포함되면 참, 미포함이면 거짓 (CWA)
액션 적용: 추가 효과에 의해 참으로, 삭제 효과에 의해 거짓으로 전환
프레임 가정: 효과에 명시되지 않으면 이전 값 유지

;; 초기: (robot_at robot1 wp1) → 참
;; move 적용: (not (robot_at robot1 wp1)) → 거짓으로 전환
;;            (robot_at robot1 wp2) → 참으로 전환

3.2 파생 술어

파생 술어의 값은 규칙에 의해 자동으로 결정된다:

초기 상태: 설정 불필요 (규칙이 결정)
액션 적용: 직접 변경 불가. 기반 술어가 변경되면 자동 재계산
프레임 가정: 적용되지 않음. 매 상태에서 규칙 평가로 재결정

;; zone_safe는 기반 술어에 의해 자동 결정
(:derived (zone_safe ?z - zone)
    (and (not (hazard_present ?z)) (emergency_system_active ?z)))

;; hazard_present가 삭제되면 zone_safe가 자동으로 참이 됨
;; 별도의 "zone을 안전하게 만드는" 액션이 필요 없음

4. 사용 가능한 위치의 차이

4.1 전제 조건

두 유형 모두 전제 조건에서 사용 가능하다:

;; 일반 술어: 전제 조건에서 사용
:precondition (robot_at ?r ?loc)

;; 파생 술어: 전제 조건에서 사용
:precondition (zone_safe ?loc)

4.2 효과

일반 술어만 효과에서 사용 가능하다:

;; 일반 술어: 효과에서 변경 가능
:effect (and (not (robot_at ?r ?from)) (robot_at ?r ?to))

;; 파생 술어: 효과에서 사용 불가 (오류)
;; :effect (zone_safe ?loc)  ← 오류

파생 술어의 값을 변경하려면 해당 파생 술어의 규칙이 참조하는 기반 술어를 변경해야 한다:

;; zone_safe를 참으로 만들려면:
;; (not (hazard_present ?z))를 달성해야 함
(:action clear_hazard
    :parameters (?r - robot ?z - zone)
    :effect (not (hazard_present ?z))
    ;; → zone_safe가 자동으로 참이 될 수 있음
)

5. 설계 선택 기준

어떤 속성을 일반 술어로 정의할지, 파생 술어로 정의할지의 판단 기준:

5.1 일반 술어로 정의해야 하는 경우

액션의 직접적인 효과로 변경되어야 하는 속성
초기 상태에서 명시적으로 설정해야 하는 속성
독립적으로 참/거짓이 결정되는 원자적 사실

5.2 파생 술어로 정의해야 하는 경우

다른 술어들의 논리적 조합으로 결정되는 속성
여러 액션의 전제 조건에서 반복적으로 사용되는 복합 조건
이행적 폐쇄나 도달 가능성 같은 재귀적 속성
기반 술어가 변경될 때 자동으로 갱신되어야 하는 속성

6. 참고 문헌

Thiébaux, S., Hoffmann, J., & Nebel, B. (2005). “In Defense of PDDL Axioms.” Artificial Intelligence, 168(1–2), 38–69.
Haslum, P., Lipovetzky, N., Magazzeni, D., & Muise, C. (2019). An Introduction to the Planning Domain Definition Language. Morgan & Claypool Publishers.