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人工智能(AI)及其应用-搜索推理技术

归档日期:05-05       文本归类:非单调推理      文章编辑:爱尚语录

  人工智能(AI)及其应用-搜索推理技术_能源/化工_工程科技_专业资料。人工智能 搜索推理技术 问题:知识表示有那些方法?知识表示的目的是 什么?构建智能系统的关键是什么? 3.1 图搜索策略 3.2 盲目搜索 3.3 启发式搜索 3.4 消解原理 3.5 规则演绎

  人工智能 搜索推理技术 问题:知识表示有那些方法?知识表示的目的是 什么?构建智能系统的关键是什么? 3.1 图搜索策略 3.2 盲目搜索 3.3 启发式搜索 3.4 消解原理 3.5 规则演绎系统 3.6 产生式系统 3.7 系统组织技术 3.8 不确定性推理 3.9 非单调推理 3.10 小结 2 3.1 图搜索策略 ? 思考:状态空间法的基本特点?基本推理方法?其 求解结果是什么?简单回顾实例:猴子与香蕉。 3 3.1 图搜索策略 ? 用一个四元表列(W,x,Y,z)表示这个问题状态 – W 猴子的水平位置 – x 当猴子在箱子顶上时取 x = 1;否则取 x = 0 – Y 箱子的水平位置 – z 当猴子摘到香蕉时取 z=1;否则取 z=0 ? 算符: – Goto(U), ? (W,0,Y,z) – Pushbox(V), ? (W,0,W,z) – Climbbox, ? (W,0,W,z) – Grasp, ? ( c , 1, c, 0) goto(U) (U,0,Y,z) (V,0,V,z) ( W , 1, W , z ) pushbox(V) climbbox grasp ( c , 1, c, 1) 4 3.1 图搜索策略 goto(U) ( a , 0 , b, 0 ) goto(U) ( U , 0 , b, 0 ) U=b, pushbox(V) U=b,climbbox pushbox(V) V≠c,climbbox ( V, 0, V, 0) V=c,climbbox (c,1,c,0) goto(U) ( U, 0, V, 0) goto(U) (c,1,c,1) 目标状态 (b,1,b,0) 猴子和香蕉问题的状态空间图 提问:人工搜索求解的解答? 5 3.1 图搜索策略 猴子和香蕉问题自动演示: ? 香蕉 Ha!Ha! 箱子 猴子 思考:计算机的搜索策略? 6 3.1 图搜索策略 ? 图搜索控制策略:一种在图中寻找路径的方法。 – 图中每个节点对应一个状态; – 每条连线对应一个操作符。 ? 用产生式系统的数据库和规则来标记: – 初始节点————初始数据库; – 目标节点————目标数据库; – 状态图的一条路径问题————求得把一个数据库变换为另一 数据库的规则序列问题。 ? 图搜索过程(GraphSearch) 7 3.1 图搜索策略 图搜索的一般过程如下: ? 1)建立一个只含有起始节点S的搜索图G,把S放到一个 叫做OPEN 的未扩展节点表中。 ? 2)建立一个叫做CLOSED的已扩展节点表,其初始为空 表. ? 3)LOOP:若OPEN表是空表,则失败退出。 ? 4)选择OPEN表上的第一个节点,把它从OPEN表移出 并放进CLOSED表中。称此节点为节点n ? 5)若n为一目标节点,则有解并成功退出,此解是追踪 图G中沿着指针从n到S这条路径而得到的(指针将在第7 步中设置)。 8 3.1 图搜索策略 ? 6)扩展节点n,同时生成不是n的祖先的那些后继节点的 集合M。把M的这些成员作为n的后继节点添入图G中。 ? 7)对那些未曾在G中出现过的M成员设置一个通向n的指 针。把M的这些成员加进OPEN表。对已经在OPEN或 CLOSED表上的每一个M成员,确定是否需更改通到n的 指针方向。对已在CLOSED表上的每个M成员,确定是 否需要更改图G中通向它的每个后裔节点的指针方向。 ? 8)按某一任意方式或按某个探试值,重排OPEN表。 ? 9)GO LOOP。 9 开始 3.1 图搜索策略 (1) (3) 把S放入OPEN表 (4) 是 OPEN表为空表? 失败 否 把第一个节点(n)从OPEN表移至CLOSED表 (5) (6) (7) n为目标节点吗? 是 成功 否 把n的后继节点放入OPEN表的 末端,提供返回节点n的指针 (7) (9) (8) (1) 修改指针方向 重排OPEN表 图3.1 图搜索过程框图 宽度优先 (2) OPEN CLOSED 10 3.1 图搜索策略 图搜索的生成结果: – 搜索图(G) – 搜索树(T) ? 修正算法: – 一次只生成一个后继节点; ? 思考: – – – – (1)结果路径的形成中,为什么其节点顺序是明确的? (2)OPEN表中的节点具有什么特点? (3)CLOSED表中的节点具有什么特点? (4)对OPEN表节点的排序有何意义? ? 提出:盲目搜索与启发式搜索。 11 3.2 盲目搜索 ? 盲目搜索又叫做无信息搜索,一般只适用于求解比较 简单的问题。 – 特点:不需重排OPEN表; – 种类:宽度优先、深度优先、等代价搜索等。 3.2.1 宽度优先搜索(Breadth-first) ? 定义: 以接近起始节点的程度逐层扩展节点的搜索方法。 ? 特点: 一种高代价搜索,但若有解存在,则必能找到它。 12 宽度优先搜索示意图 S L M N F 13 O F P F Q F 3.2 盲目搜索 宽度优先搜索算法: ? 1)把起始节点放到OPEN表中(如果该起始节点为一目标节点, 则求得一个解答)。 ? 2)如果OPEN是个空表,则没有解,失败退出;否则继续。 ? 3)把第一个节点(节点n)从OPEN表移出,并把它放入 CLOSED的扩展节点表中。 ? 4)扩展节点n。如果没有后继节点,则转向上述第(2)步。 ? 5)把n的所有后继节点放到OPEN表的末端,并提供从这些后 继节点回到n的指针。 ? 6)如果n的任一个后继节点是个目标节点,则找到一个解答, 成功退出;否则转向第(2)步。 14 3.2 盲目搜索 开始 把S放入OPEN表 OPEN表为空表? 是 失败 否 把第一个节点(n)从OPEN表移至CLOSED表 扩展n,把n的后继节点放入

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