Lập kế hoạch nhiệm vụ xác định trình tự các hành động để đạt được mục tiêu. Nó ở cấp độ cao hơn so với lập kế hoạch chuyển động. Lập kế hoạch chuyển động hỏi cách di chuyển. Lập kế hoạch nhiệm vụ hỏi cần làm gì. Một robot có thể cần nhặt một chiếc hộp, đặt nó lên kệ và đóng cửa. Lập kế hoạch nhiệm vụ sắp xếp các bước đó và xử lý các mối quan hệ phụ thuộc.

Phương pháp cổ điển sử dụng lập kế hoạch tượng trưng. Thế giới được biểu diễn dưới dạng các trạng thái và hành động. Mỗi hành động đều có điều kiện tiên quyết và tác động. Người lập kế hoạch tìm kiếm một chuỗi hành động dẫn đến mục tiêu. PDDL, Ngôn ngữ Định nghĩa Miền Lập kế hoạch, là một tiêu chuẩn để mô tả các vấn đề này. Các công cụ lập kế hoạch hiện đại sử dụng các thuật toán heuristic để tìm kiếm hiệu quả trong không gian trạng thái rộng lớn.

Thách thức trong lập kế hoạch nhiệm vụ

• Sự bùng nổ tổ hợp: nhiều chuỗi hành động khả thi.
• Sự không chắc chắn: các hành động có thể thất bại.
• Trạng thái liên tục: các biến trong thế giới thực không phải là biến rời rạc.
• Tương tác giữa người với người: các kế hoạch phải dễ hiểu.
• Tích hợp: việc lập kế hoạch nhiệm vụ phải liên kết với việc lập kế hoạch chuyển động.

Lập kế hoạch nhiệm vụ rất khó vì thế giới thực rất phức tạp. Một công cụ lập kế hoạch tượng trưng giả định rằng các hành động luôn thành công. Một robot thực tế có thể không nắm bắt được một vật thể hoặc thấy cửa bị khóa. Đó là lý do tại sao việc lập kế hoạch nhiệm vụ thường chạy trong một vòng lặp với việc thực thi và giám sát. Robot lập kế hoạch, hành động, quan sát kết quả và lập kế hoạch lại nếu cần. Một số hệ thống sử dụng lập kế hoạch phân cấp, chia một nhiệm vụ thành các nhiệm vụ con và lập kế hoạch cho từng nhiệm vụ. Những hệ thống khác sử dụng cây hành vi, dễ thiết kế và gỡ lỗi hơn. Lập kế hoạch nhiệm vụ là cầu nối giữa mục tiêu và các hành động để đạt được mục tiêu đó. Nếu không có nó, robot chỉ có chuyển động mà không có mục đích.