آموزش هوش مصنوعی - بخش سوم

مصنوعیآموزش هوش

faradars.org/fvsft102

:مدرس

محمد صبریدانشجوی دکتری مهندسی کامپیوتر گرایش هوش مصنوعی

تهرانهیات علمی دانشگاه آزاد اسالمی واحد شهر قدس عضو

هوش مصنوعی، رهیافتی نوین

«جستجوهای ناآگاهانه»: فصل سوم

فرادرس

FaraDars.org

فهرست مطالب

مبتنی بر حل مسالهعامل•انواع مساله•فرموله سازی مساله•انواع جستجوهای ناآگاهانه•

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

عامل مبتنی بر حل مساله

:ازعبارتندمسالهیکحلبرایکلیمرحلهچهار•goal)هدفسازیفرموله1. formulation):است؟هدفحاالتازکدامیک

problem)مسالهسازیفرموله2. formulation):هدفبهرسیدنبرایاعمالیوحاالتچهاست؟نیازمورد

.شودمیتعیین)حلراه(هدفتاشروعحالتازاعمالازاییدنباله:(search)جستجو3.

.دهدمیانجامرانظرمورداعمالحل،راهدریافتبا:(execute)اجرا4.

فرادرس

FaraDars.org

رمانی: مثال

فرادرس

FaraDars.org

شهر(رمانیکشورمسافرتدر):شروعحالتArad

شهر(برگشتبلیط):هدفسازیفرمولهBucharest

مسالهسازیفرموله:مختلفشهرهای:حاالتشهرهابینحرکت:اعمال

جستجو:Arad, Sibiu, Fagaras, Bucharest

فرادرس

FaraDars.org

عامل مبتنی بر حل مسالهfunction SIMPLE-PROBLEM-SOLVING-AGENT(percept) return an action

static: seq , an action sequence

state, some description of the current world state

goal, a goal

problem, a problem formulation

state UPDATE-STATE(state, percept)if seq is empty then

goal FORMULATE-GOAL(state)

problem FORMULATE-PROBLEM(state , goal)

seq SEARCH(problem)

action FIRST(seq)

seq REST(seq)

return action

فرادرس

FaraDars.org

چند سوال

شود؟میانجامچندبارجستجو1)؟استمشاهدهقابلبخشییامشاهدهقابلکامالًمحیط2)

است؟قطعیغیریاقطعیمحیط3)؟استپیوستهیاگسستهمحیط4)است؟ترتیبییااپیزودیکمحیط5)

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

انواع مساله

Single)حالتهتکمسایل:مشاهدهقابلکامالًوقطعی• State)

(Sensorless/Conformant)دریافتقابلغیرمسایل:مشاهدهقابلبخشیوقطعی•

(Contingency)احتمالیمسایل:مشاهدهقابلبخشیوقطعیغیر•

(Exploration/Online)برخطیااکتشافیمسایل:ناشناختهحالتفضای•

فرادرس

FaraDars.org

مساله تک حالته

5حالتازشروع:حالتهتکمساله•

]مکش،راست[حل؟راه•

فرادرس

FaraDars.org

مساله غیرقابل دریافت

{8....،2،1}حاالتازیکیازشروع:دریافتقابلغیرمساله•

]مکشوچپمکش،راست،[:حلراه•

فرادرس

FaraDars.org

مساله غیرقابل دریافت

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

مساله غیرقطعی

{3،1}حاالتازیکیازشروع:قطعیغیرمساله•

شودنیزکثیفیباعثاستممکنمکشاینکهفرضبا(مرفیقانون)

؟؟؟:حلراه•

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

سازی مسالهفرموله

.شودمیتعریفزیرمواردبامسالهیک•initial)شروعحالت• state):مانندArad

successor)جانشینیتابع• function):عمل–حالتازمرتبزوجمجموعه

goal)هدفآزمون• test):صریح(explicit)بخارستمانندکردنماتمانند(implicit)ضمنی

path)مسیرهزینه• cost):C(x, a, y)استصعودیهمیشهکه.

.استهدفحالتتاشروعحالتازاعمالازاییدنباله:(solution)حلراه•optimal)بهینهحلراه• solution):استهزینهکمترینباحلراه.

فرادرس

FaraDars.org

دنیای جاروبرقی: مثال

مختلفحالت8:حاالت•

حاالتازهریک:شروعحالت•

{کارهیجیامکشراست،چپ،}:اعمال•

{8و7}حاالت:هدفآزمون•

هدفبهرسیدنتاشدهانجاماعمالتعداد:مسیرهزینه•

فرادرس

FaraDars.org

پازل اعداد: مثال

مختلفهایجایگشت:حاالت•

حاالتازهریک:شروعحالت•

{پایینوباالراست،چپ،}:اعمال•

هدفحالت:هدفآزمون•

شدهانجاماعمالتعداد:مسیرهزینه•

فرادرس

FaraDars.org

وزیر8: مثال

1)افزایشیسازیفرمولهچینشمختلفهایجایگشت:حاالت•

خالیصفحه:شروعحالت•

مناسبجایدروزیرنمودناضافه:اعمال•

شطرنجصفحهرویبروزیر8:هدفآزمون•

-:مسیرهزینه•

فرادرس

FaraDars.org

وزیر8: مثال

1)(دومروش)افزایشیسازیفرمولهچینشمختلفهایجایگشت:حاالت•

خالیصفحه:شروعحالت•

ستونیکدروزیرهرنمودناضافه:اعمال•

شطرنجصفحهرویبروزیر8:هدفآزمون•

-:مسیرهزینه•داشتنخواهدوزیر100مسالهدرتوجهقابلبهبود.

فرادرس

FaraDars.org

وزیر8: مثال

2)کاملسازیفرمولهچینشمختلفهایجایگشت:حاالت•

صفحهرویبروزیر8هر:شروعحالت•

صفحهدروزیرهانمودننمودنجابجا:اعمال•

وزیرهاتهدیدعدم:هدفآزمون•

-:مسیرهزینه•

فرادرس

FaraDars.org

بازوی مکانیکی قطعه ساز: مثال

مفاصلمختلفهایجایگشت:حاالت•

مفاصلقرارگیریمقدارهر:شروعحالت•

مفاصلجابجایی:اعمال•

قطعهکاملساخت:هدفآزمون•

اجرازمان:مسیرهزینه•

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

های جستجوی پایهالگوریتم

شود؟میپیداچگونهقبلیمسایلحلراه•درختیکتولیدباحالتفضایجستجوی•

شروعحالت=ریشه•

.شوندمیتولیدجانشینیتوابعطریقازهابرگوهاگره•.گرددمیگرافتولیدبهمنجرجستجوکلیحالتدر•

(مسیرچندینطریقازیکسانحاالت)

فرادرس

FaraDars.org

goal, a goal

seq SEARCH(problem)

action FIRST(seq)

seq REST(seq)

return action

فرادرس

FaraDars.org

goal, a goal

seq SEARCH(problem)

action FIRST(seq)

seq REST(seq)

return action

فرادرس

FaraDars.org

جستجوی درختی

function TREE-SEARCH(problem, strategy) return a solution or failureInitialize search tree to the initial state of the problemdo

if no candidates for expansion then return failureelse choose leaf node for expansion according to strategyif node contains goal state then return solutionelse expand the node and add resulting nodes to the search tree

end do

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

function TREE-SEARCH(problem, strategy) return a solution or failureInitialize search tree to the initial state of the problemdo

if no candidates for expansion then return failureelse choose leaf node for expansion according to strategyif node contains goal state then return solutionelse expand the node and add resulting nodes to the search tree

end do

فرادرس

FaraDars.org

function TREE-SEARCH(problem, strategy) return a solution or failure

Initialize search tree to the initial state of the problem

if no candidates for expansion then return failure

else choose leaf node for expansion according to strategy

if node contains goal state then return solution

else expand the node and add resulting nodes to the search tree

.ترتیب بسط گره ها استراتژی نامیده می شود

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

goal, a goal

seq SEARCH(problem)

action FIRST( seq )

seq REST(seq)

return action

فرادرس

FaraDars.org

(2)الگوریتم جستجوی درختی

function TREE-SEARCH(problem, fringe) return a solution or failure

fringe INSERT(MAKE-NODE(INITIAL-STATE[problem]), fringe)

loop do

if EMPTY?(fringe) then return failure

node REMOVE-FIRST(fringe)

if GOAL-TEST[node] then

return SOLUTION(node)

fringe INSERT-ALL(EXPAND(node, problem), fringe)

استراتژی در کدام تابع پیاده سازی شده است؟Insert_All(دExpand( جGoal Test( بRemove-First(الف

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

عامل و محیط( یادآوری

.باشدمیهاحالتازایمجموعهدارایمحیطهربنابراین•.باشدمیهاحالتاینازیکیدرلحظههردرمحیط•.شودمیمحیطحالتتغییرباعثمحیطدرعاملعمل•S𝑖:فعلیحالت•

Suck:عمل•

S𝑗:بعدیحالت•

فرادرس

FaraDars.org

فضای حالت

بیانگرحقیقتدر(state)حالتهر•.استفیزیکیحالتیک

گرههر.استدرختبامتناظردادهساختمانیکحقیقتدرنیز(node)گرههر•.استدرختانمفاهیمسایروعمق،پدرفرزند،دارای

درختدرنشدهدادهبسطاماشدهتولیدهایگرهشامل(FRINGE)هابرگآرایه•(سفیدهایگره).است

فرادرس

FaraDars.org

الگوریتم جستجوی درختی

function EXPAND(node,problem) return a set of nodes

successors the empty set

for each <action, result> in SUCCESSOR-FN[problem](STATE[node]) do

s a new NODE

STATE[s] result

PARENT-NODE[s] node

ACTION[s] action

PATH-COST[s] PATH-COST[node] + STEP-COST(node, action,s)

DEPTH[s] DEPTH[node]+1

add s to successors

return successors

فرادرس

FaraDars.org

های جستجواستراتژی

.کندمیمشخصراهاگرهبسطترتیباستراتژی•

.دشومیگیریاندازهمعیارچهاربا(استراتژی)جستجوالگوریتمکارایی•کند؟میپیداآنوجودصورتدرراحلراههمیشهالگوریتمآیا:بودنکامل1)

آنودوجصورتدرراهزینهکمترینباحلراههمیشهالگوریتمآیا:بودنبهینه2)؟کندمیپیدا

؟شودمیدادهبسط/تولیدجستجوحیندرگرهتعدادچه:زمانیپیچیدگی3)

شود؟میذخیرهحافظهدرجستجوحیندرگرهتعدادچه:حافظهپیچیدگی4)

فرادرس

FaraDars.org

های جستجواستراتژی

:شودمیتعریفپارامترسهبامعموالًحافظهوزمانیپیچیدگی•

•(b):انشعابفاکتورحداکثر

•(d):بهینهجوابعمق

•(m):(استبینهایتمعموالً)حالتفضایعمقحداکثر

فرادرس

FaraDars.org

جستجوهای ناآگاهانه

نمایدمیاستفادهمسالهصورتدرموجوداطالعاتازفقطناآگاهانهجستجوی•.(کورکورانهجستجوهای)

گاهآندهد،تشخیصهدفحاالتازراهدفغیرحاالتبتواندجستجواستراتژیاگر•.(چهارمفصل)شودمینامیدهآگاهانهجستجو

فرادرس

FaraDars.org

انواع جستجوهای ناآگاهانه

Breadth-first)سطحیجستجوی1. search)

Uniform-cost)یکنواختهزینهجستجوی2. search)

Depth-first)عمقیجستجوی3. search)

Depth-limited)محدودعمقیجستجوی4. search)

Iterative)تکرارشوندهعمقیجستجوی5. deepening search)

Bidirectional)دوطرفهجستجوی6. search)

فرادرس

FaraDars.org

جستجوی سطحی( 1

درختازسطحباالترینبسط•

FIFOصفیکطریقاز(fringe)سازیپیاده•

فرادرس

FaraDars.org

درختازسطحباالترینبسط•FIFOصفیکطریقازسازیپیاده•

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

(BF Search)ارزیابی جستجوی سطحی

بودن؟کامل•:کهشرطیبهبلی•عمقدربهینهجواب(d)باشددسترسقابل.انشعابفاکتور(b)باشدمحدود.

فرادرس

FaraDars.org

بودن؟بهینه•:کهشرطیبهبلی•باشندهزینهفاقدمسیرها.

فرادرس

FaraDars.org

زمانی؟پیچیدگی•.استفرزندbدارایحداکثرریشهگره•.داردوجودگرهمدوسطحدربنابرایناست،فرزندbدارایحداکثرنیزفرزندهر•.باشدگرهترینراستسمتدربایدجوابحالتبدتریندرباشد،dعمقدرجواباینکهفرضبا•شودمیمحاسبهزیررابطهازشدهتولیدنودهایتعداد.

حافظه؟پیچدگی•استزمانیپیچیدگیمرتبههم.

)()(... 113210 ddd bObbbbbbb

)( 11 dd bObb

فرادرس

FaraDars.org

جستجوی سطری( 1

،4بهینهجوابعمقو2انشعابفاکتوربامسالهیکدر(مثال•شود؟میتولیدگرهتعدادچهدقیقاًسطحیجستجوی

شود؟؟؟میدادهبسطگرهتعدادچه•

61)22(22222 1443210

فرادرس

FaraDars.org

آزمایش

.استمفروض(b=10)انشعابفاکتوربامسالهیک•.استشدهجستجومتفاوتهایعمقدرسطحیجستجویبامسالهاین•.استشدهثبتجستجوزمانوحافظهمیزان•

فرادرس

FaraDars.org

آزمایش

:شدهآموختههایدرس.استاجرازمانازبزرگتریمشکلمراتببهحافظهمشکل1).باشندینمحلقابلناآگاهانهجستجوهایتوسط(کوچکهاینمونهحتی)نماییپیچیدگیبامسایل2)

فرادرس

FaraDars.org

جستجو با هزینه غیر یکنواخت( 2

.استسطحیجستجویشدهدادهتوسعهمدلحقیقتدر•.شوددادهبسطهزینهکمترینباگره•مسیرهزینهاساسبرمرتبصفیکfringe:سازیپیاده•

.استیکسانBFباآنگاهباشندبرابرباهممسیرهاهزینهاگر•

فرادرس

FaraDars.org

جستجو با هزینه یکنواخت( 2

بودن؟کامل•:کهشرطیبهبلی

باشددسترسقابلعمقدرجواب.باشندداشتهمثبتمقدارهاهزینه.

؟بودنبهینه•:کهشرطیبهبلی

باشدکامل.

فرادرس

FaraDars.org

جستجو با هزینه یکنواخت( 2

زمانی؟پیچیدگی•شودفرضC*استبهینهمسیرهزینه.حداقلعملهرهزینهشودفرضاست.استزمانیپیچیدگیحالتبدتریندر.

حافظه؟پیچیدگی•استزمانیپیچیدگیبابرابر.

O(bC*/ )

فرادرس

FaraDars.org

جستجوی عمقی( 3

.شودمیدادهبسطگرهترینعمیق•

(پشته)LIFOصفیکطریقازfringe:سازیپیاده•

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

فرادرس

FaraDars.org

خیربودن؟کامل•باشدنداشتهوجودتکرارحلقهوباشدمحدودحالتفضایاینکهمگر.

خیربودن؟بهینه•نیستکاملچون.

فرادرس

FaraDars.org

زمانی؟پیچیدگی•اگرmازبزرگترخیلیdاستبدترمراتببهباشد.جستجویازسریعترمسایلازبسیاریدرBFاست.

حافظه؟پیچیدگی•شودمیآزادحافظهعقبگردزماندر.

)( mbO

)1( bmO

فرادرس

FaraDars.org

جستجوی عمقی محدود( 4

.است(L)محدودعمقباDFحقیقتدر•.باشدنمیپذیرامکانمسایلهمهدرتعیین•.استکاملغیرآنگاهL<dاگر•.استبهینهغیراماکاملآنگاهL>dاگر•.استبهینهوکاملآنگاهL=dاگر•

فرادرس

FaraDars.org

عمقی محدودجستجوی ( 4

زمانی؟پیچیدگی•

حافظه؟پیچیدگی•

O(b l )

)(blOفرادرس

FaraDars.org

عمقی محدودجستجوی ( 4

function DEPTH-LIMITED-SEARCH(problem,limit) return a solution or failure/cutoff

return RECURSIVE-DLS(MAKE-NODE(INITIAL-STATE[problem]),problem,limit)

function RECURSIVE-DLS(node, problem, limit) return a solution or failure/cutoff

cutoff_occurred? false

if GOAL-TEST[problem](STATE[node]) then return SOLUTION(node)

else if DEPTH[node] == limit then return cutoff

else for each successor in EXPAND(node, problem) do

result RECURSIVE-DLS(successor, problem, limit)

if result == cutoff then cutoff_occurred? true

else if result failure then return result

if cutoff_occurred? then return cutoff else return failure

فرادرس

FaraDars.org

جستجوی عمقی تکراری( 5

Lمقداربهترینیافتنبرایاستراتژییک•

DFوBFجستجویمزایایترکیببرایروشی•

function ITERATIVE_DEEPENING_SEARCH(problem) return a solution or failure

inputs: problem

for depth 0 to ∞ do

result DEPTH-LIMITED_SEARCH(problem, depth)

if result cuttoff then return result

فرادرس

FaraDars.org

Limit=0

فرادرس

FaraDars.org

Limit=1

فرادرس

FaraDars.org

Limit=2

فرادرس

FaraDars.org

Limit=3

فرادرس

FaraDars.org

بلیبودن؟کامل•باشدنداشتهوجودتکرارحلقهکهشرطیبه.

بلیبودن؟بهینه•.باشدبرابرباهممسیرهاهزینهاگر•

فرادرس

FaraDars.org

زمانی؟پیچیدگی•

level d: once

level d-1: 2

level d-2: 3

level 2: d-1

level 1: d

Level 0: d+1

حافظه؟پیچیدگی

O(bd )

dbbdbdIDSN )1(...)1()()( 2

)(...)( 12 bbbbbBFSN dd

فرادرس

FaraDars.org

سالهمیکدرتکراریعمقیوسطریجستجویباشدهتولیدهایگرهتعداد:مثال•.آوریدبدسترا5بهینهجوابعمقو10انشعابفاکتوربافرضی

شده؟؟؟دادهبسطهایگرهتعداد•

111110099999010000010000100010010)(

12345010000020000300040050)(

IDSN فرادرس

FaraDars.org

جستجوی دوطرفه( 6

هدفوشروعازهمزمانجستجویدو•

bd / 2 bd / 2 bdفرادرس

FaraDars.org

جستجوی دوطرفه( 6

بلیبودن؟کامل•شوداستفادهسطریجستجویازکهشرطیبه.

بلیبودن؟بهینه•شوداستفادهسطریجستجویازکهشرطیبه.

فرادرس

FaraDars.org

بندی جستجوهای ناآگاهانهجمع

Criterion Breadth-

Uniform-

Depth-First Depth-

limited

Iterative

deepening

Bidirectional

search

Complete? YES* YES* NO YES,

if l d

YES YES*

Time bd+1 bC*/e bm bl bd bd/2

Space bd+1 bC*/e bm bl bd bd/2

Optimal? YES* YES* NO NO YES YES

فرادرس

FaraDars.org

این اسالید ها بر مبنای نکات مطرح شده در فرادرس

« آموزش هوش مصنوعی».تهیه شده است

یدبرای کسب اطالعات بیشتر در مورد این آموزش به لینک زیر مراجعه نمایfaradars.org/fvsft102

فرادرس

FaraDars.org

آموزش هوش مصنوعی - بخش سوم

Education

آموزش هوش مصنوعی - بخش چهارم

هوش مصنوعی - فصل سوم

بسمه تعالی پروژه درس هوش مصنوعی عاملهای منطقی و منطق گزاره ای نام استاد : استاد گودرزی پور

آموزش هوش مصنوعی - بخش یکم

هوش تجاری (سری سوم)

قلب مصنوعی

هوش تجاری (سری اول)

شوه ناتسدورفِ 24آخرالزمانِ هوش مصنوعی میتازیم ما برای کنارآمدن با فناوری آینده بهشدت ناآماده ایم | نوشتۀيوولنواهراری

Programming In logic Prolog هوش مصنوعی. symbol string” “ char integer real می توان نوع جدید ( ساختار ) تعریف نمود زبان پرولوگ به

هوش تجاری چرا؟ چگونه؟

هوش رقابتی-مهنوش جوادی پورفر

کاربرد نرم افزار متلب در هوش مصنوعی

طرح هوش مصنوعی.pdf

هوش تجاری (سری دوم)

Web viewArain word . com. تحقیق یک فصل از یک کتاب زبان اصلی را باید ترجمه کرد. هوش مصنوعی : با سیستم های

هوش مصنوعی جستجو برای حل مسئله

آموزش هوش مصنوعی - بخش دوم

نام مرجع : هوش مصنوعی تهیه کننده : سید محسن هاشمی

هوش مصنوعی و کاربرد آن در پزشکیbme2.aut.ac.ir/~towhidkhah/MI/Seminar88-2/Med Inf... · Web viewدانشگاه صنعتی امیر کبیر ( پلی تکنیک

شخصیسازی ارائه محتوا با استفاده از هوش مصنوعی