行为树

用树形结构组织动作和条件、决定机器人下一步做什么的任务编排方式。

行为树是组织机器人或游戏角色在多个任务之间切换的一种结构。它先在游戏业流行（2005 年 Damian Isla 在 GDC 讲《光环 2》的 AI 后被广泛采用），后来进入机器人领域。根节点周期性向下发 tick 信号，每个节点返回成功、失败或运行中。叶子是动作节点（如「抓杯子」）和条件节点（如「杯子在视野里吗」）；顺序节点从左到右执行子节点，有一个失败就返回失败；回退（选择）节点从左到右尝试，有一个成功就返回成功，适合写「先试 A，不行再做补救 B」。与有限状态机相比，它不必为每对状态写跳转，增删子树更方便。ROS 2 导航框架 Nav2 就用行为树编排导航与恢复动作，常用 C++ 库是 BehaviorTree.CPP。

例子送水机器人的根节点是顺序节点：「导航到桌边」→「检测杯子」→ 回退节点（先「抓杯子」，失败则「调整位置后重抓」）→「递给用户」；某一步返回运行中，下一次 tick 就继续执行这一步。

也叫

Behaviour Tree、行为树框架

相关

有限状态机、BehaviorTree.CPP（C++ 行为树库）、Nav2、任务规划、原子技能、失败恢复

来源

Wikipedia: Behavior tree (artificial intelligence, robotics and control)
Colledanchise & Ögren, Behavior Trees in Robotics and AI: An Introduction (arXiv 1709.00084)
ros-navigation/navigation2 README