После каждого действия агент, выполняющий поиск в оперативном режиме, получает результаты акта восприятия, с помощью которых может узнать, какого состояния он достиг; на основании этой информации агент может дополнить карту своей среды. Текущая карта используется для принятия решения о том, куда двигаться дальше. Такое чередование планирования и выполнения действий означает, что алгоритмы поиска в оперативном режиме весьма значительно отличаются от алгоритмов поиска в автономном режиме, которые рассматривались выше. Например, алгоритмы поиска в автономном режиме, такие как А*, обладают способностью развертывать узел в одной части пространства, а затем немедленно развертывать узел в другой части пространства, поскольку для развертывания узла требуются моделируемые, а не реальные действия. С другой стороны, любой алгоритм поиска в оперативном режиме позволяет агенту развертывать только тот узел, который он физически занимает. Для предотвращения необходимости путешествовать через все дерево, чтобы развернуть следующий узел, представляется более удобным развертывание узлов в локальном порядке. Именно таким свойством обладает поиск в глубину, поскольку (за исключением операции возврата) следующий развертываемый узел является дочерним узлом ранее развернутого узла.

Алгоритм агента, выполняющего поиск в глубину в оперативном режиме, приведен в листинге 4.5. Агент хранит составленную им карту в таблице result [a, s], в которой регистрируются состояния, явившиеся следствием выполнения действия а в состоянии s. Этот агент предпринимает попытку выполнения из текущего состояния любого действия, которое еще не было исследовано в этом состоянии. Сложности возникают после того, как агент опробовал все действия в некотором состоянии. При поиске в глубину в автономном режиме это состояние удаляется из очереди, а при поиске в оперативном режиме агент должен выполнить возврат физически. При поиске в глубину это равносильно возврату в последнее по времени состояние, из которого агент перешел в текущее состояние. Соответствующая организация работы обеспечивается за счет ведения такой таблицы, где для каждого состояния перечисляются состояния-предшественники, к которым агент еще не выполнял возврат. Если агент исчерпал список состояний, к которым может выполнить возврат, это означает, что проведенный агентом поиск является полным.