Classification, comparison, and analysis of AI Planning tools : a systematic multivocal literature review

Abstract

Artificial Intelligence (AI) Planning has emerged as a crucial subfield of AI, providing effective methods to achieve specific goals through the selection and execution of actions. Despite the significant advancements, a systematic analysis of AI Planning tools, particularly regarding their functionalities, usability, and industrial readiness remains insufficient. This thesis bridges this gap by conducting a systematic multivocal literature review of both peer-reviewed and grey literature to evaluate the development and effectiveness of AI Planning tools. In this study, 63 AI Planning tools published between 2002 and 2024 were identified and analyzed based on key objectives, including their technical attributes, application domains, and challenges. This research provides a detailed classification framework for AI Planning tools and highlights trends, challenges, and gaps in the field. The results indicate that competitions - particularly the International Planning Competitions (IPCs) play a vital role in showcasing and advancing AI Planning tools. These events significantly contribute to innovation, with many tools building on older systems and frequently reusing algorithms and heuristics from earlier research. The findings offer actionable recommendations for researchers, practitioners, and educators to foster innovation, adoption, and real-world applicability of AI Planning tools. Die künstliche Intelligenz (KI) Planung hat sich zu einem wichtigen Teilbereich der KI entwickelt, indem sie effektive Methoden zur Erreichung bestimmter Ziele durch die Auswahl und Ausführung von Aktionen bereitstellt. Trotz der bedeutenden Fortschritte ist eine systematische Analyse von KI Planungswerkzeugen, insbesondere im Hinblick auf ihre Funktionalitäten, Benutzerfreundlichkeit und Industrietauglichkeit, noch unzureichend. Die vorliegende Arbeit schließt diese Lücke, indem sie eine systematische, multivokale Literaturrecherche von sowohl begutachteter als auch grauer Literatur durchführt, um die Entwicklung und Effektivität von KI Planungsinstrumenten. In dieser Studie wurden 63 KI Planungstools, die zwischen 2002 und 2024 veröffentlicht wurden, identifiziert und anhand von Schlüsselzielen, einschließlich ihrer technischen Eigenschaften, Anwendungsbereiche und Herausforderungen, analysiert. Diese Untersuchung bietet einen detaillierten Klassifizierungsrahmen für KI Planungsinstrumente und zeigt Trends, Herausforderungen und Lücken in diesem Bereich auf. Die Ergebnisse zeigen, dass Wettbewerbe - insbesondere die Internationalen Planungswettbewerbe (IPCs) - eine wichtige Rolle bei der Präsentation und Weiterentwicklung von KI Planungsinstrumente. Diese Veranstaltungen tragen erheblich zur Innovation bei, wobei viele Tools auf älteren Systemen aufbauen und häufig Algorithmen und Heuristiken aus früheren Forschungsarbeiten wiederverwenden. Die Ergebnisse bieten umsetzbare Empfehlungen für Forscher, Praktiker und Pädagogen, um die Innovation, Annahme und praktische Anwendbarkeit von KI Planungswerkzeugen zu fördern.