ﻲﻋﻮﻨﺼﻣ شﻮﻫkavehahmadi.com/Files/Courses/AI/Slides/AI_L10.pdf · 2014-12-07 · Kaveh Ahmadi Artificial Intelligence - Logical Agents 11 Try this in Sicstus Prolog

هوش مصنوعي

منطقي عامل هاي –) بخش اول(درس دهم

سيد كاوه احمدي

به نام پروردگار دانايي

Kaveh Ahmadi 2Artificial Intelligence - Logical Agents

نمادگرايانههوش بر قوانين عام حاكم بر دنيايي كه در مورد آن صحبت مي كنيممتكي. قوانين عام داخل دامنه مسئله بايد توسط يك زباني بيان شود به يكسري نتايج جديد نرسيداز استنتاج براي استفاده

هوش مصنوعي منطق استدر مورد استفاده زبان – خبرهسيستم


)Knowledge-based Agent(عامل مبتني بر دانش فاده كندعاملي كه از دانش پيشين يا دانش به دست آمده براي رسيدن به هدف است.

.مي گيرد آگاهانه تريو كاراترتصميمات دانش اشبا استفاده از –

دانش پايگاه عامل مبتني بر دانش، اصلي مولفه)Knowledge-base ( آن.است

در مورد دنياي ) Facts(بازنمايي شده ي حقايق مجموعه يحاوي ): KB(پايگاه دانش –پيرامون عامل

).Sentences(نام دارد جملههر عنصر اين مجموعه يك – Knowledge(دانش در آن بيان مي شود، زبان بازنمايي دانش پايگاه زباني كه جمالت –

Representation Language (ناميده مي شود.


)Knowledge-based Agent(عامل مبتني بر دانش زماني كه سوالي از پايگاه دانشASK مي شود، پاسخ بايد از آن چيزي كه قبال به

.شده ناشي شود TELLپايگاه دانش قايق عامل بايد بتواند حقايق جديدي را بر اساس ح. اين تنها وظيفه پايگاه دانش نيست–

TELL شده به آن استنتاج نمايد.چگونه جمالت جديد به پايگاه داده اضافه كنيم؟؟چگونه چيزهاي شناخته شده توسط عامل را مورد پرسش قرار دهيم


)Knowledge-based Agent(عامل مبتني بر دانش

دانش پايگاه)Knowledge-base -خاص دامنه اياطالعات (

tell ask

بخش استنتاج)مسئلهمستقل از دامنه الگورِيتم هاي(

, , … ,

∧ :برابر است با KBمنطقا ∧ ⋯∧


)Knowledge-based Agent(عامل مبتني بر دانش

برنامه عامل فراخواني مي شود سه كار انجام مي دهد هرگاه:).Tell(كرده است دريافت چيزيچه مي گويددانش پايگاهبه –).Ask(انجام دهد بايدچه كاري مي پرسددانش پايگاهاز –).Tell(اجرا و نتيجه را ذخيره مي كند عمل را –

دانسته هادانش و درخواست پايگاهبراي اضافه كردن جمالت به ASK وTELL ممكن است هردو. شامل استنتاج باشند


)Knowledge-based Agent(عامل مبتني بر دانش استدالل)Reasoning :( جهت استفاده از اطالعات ذخيره شده در پاسخگويي به

.سواالت و كسب نتايج جديد انعطاف پذيري)Flexibility :(ايج عامل بايد بتواند با استفاده از اطالعات موجود و نت

ييرات كسب شده از محيط به هدف برسد و از طريق به روز رساني دانش، خود را با تغ.محيط وفق دهد


)Knowledge-based Agent(عامل مبتني بر دانش سطح توصيف كرد 3يك عامل مبتني بر دانش را مي توان در:

):epistemological level –معرفت (سطح دانش – مي داندآنچه عامل. نيايش، اتوبان صدر را به اتوبان نيايش وصل مي كند تونلكه مي داندعامل راننده.

):logical level(سطح منطقي –در اين سطح دانش به صورت جمالتي كد مي شود.

Links(NiayeshTunnel, SadrHighway, NiayeshHighway )

):implementation level –پياده سازي (سطح عملياتي – اجرا مي شود معماري اشدر اين سطح عامل روي بستر.چگونه؟ يك مثال بزنيد!


)Knowledge-based Agent(عامل مبتني بر دانش ساخت عامل مبتني بر دانش به دو صورت:

):Declarative(اعالني – مرسوم رويه اي برنامه نويسيبرابر دربا اضافه كردن يك به يك جمالتي كه دانش طراح را از محيط پيرامون عامل نشان مي دهد. بگو : اعالنيبيان)Tell ( بداندچيزي كه الزم است خبرهسيستم

):Learning(يادگيري –كه بر اساس يك سري ادراكات اخذ شده از محيط، دانش توليد مي كند مكانيزمي. خودمختارعامل كامال


Example logic program


Try this in Sicstus Prolog


WUMPUS دنياي

محيط)Environment:(WUMPUSهمجوار مربع هايبوي تعفن در –

گودالهمجوار مربع هايدر نسيم–طالدرخشش در مربع حاوي –مقابلهدر صورت شليكبا WUMPUSشدن كشته –تيردارد يكفقط –

عملگرها )Actuators :( به چپ، گردش به راست، جلو گردشكردن شليكبرداشتن، ، رفتن

حسگرها )Sensors :( جيغ، رديوا، تابش، ضربه به نسيمتعفن، بوي زدن

مشاهدات)Percepts :( تايي5 ليست يكبه صورت {بو، نسيم، تابش، ضربه در ديوار، جيغ }

كارآيي معيار )Performance :(1000 + ،1000انتخاب طال- تيربراي استفاده از -10هر مرحله، -1خورده شدن، ياافتادن در گودال


WUMPUSتوصيف دنياي

خير، فقط ادراك محلي: قابل مشاهده كاملبله، نتيجه دقيقا مشخص است: قطعيفعاليت هاستخير، ترتيبي از : رويداديبله، : ايستاWUMPUS حركت ندارند گودال هاوبيان مي شودبا اعداد گسسته محيط ، بله: گسسته بله، : عاملهتكWUMPUS است طبيعيدر اصل يك خصوصيت


WUMPUSكاوش در جهان

A= عامل B= نسيم G= درخشش،طال

OK= مربع امن P= گودال S= تعفن V= مالقات شده Wumpus =W

[1,1]: [none, none, none, none, none]: OK -> [1,2] OK, [2, 1] OK

Kaveh Ahmadi Artificial Intelligence - Logical Agents 15




[1,2]: [none, none, none, yes, none]





[1,3]: P? OR [2, 2] P?





[2,1]: [none, none, none, none, yes]





[2,1]: [none, none, none, none, yes] -> [2, 2] OK, [1,3] P, [3, 1] W





[2, 2]: [none, none, none, none, none]: OK





[2, 2]: [none, none, none, none, none]: OK -> [2, 3] OK, [3,2] OK






WUMPUSعامل دنياي

عامل چه خصوصياتي داشته باشد تا در اين محيط خوب عمل كند؟.عامل نياز به يك پايگاه دانش دارد–وجود غول نسيم : بازنمايي دانش پيرامون دنياي خود–احساس نسيم در يك خانه از دنيا: كشف دنيا/پيمايشثبت دانش جديد حاصل از –)به طال در چاله يا خورده نشدن و رسيدن نيفتادن(استنتاج اقدامات مناسب از اطالعات قبلي –بازنمايي، استنتاج و منطق–


بازنمايي دانش بازنمايي دانش)Knowledge Representation:(

بيان دانش به فرم قابل استفاده براي كامپيوتر–در يك عامل منطقي:

): Lexical(لغات – برسانندمفهوم مورد نظر را بايد كه در جمالت استفاده مي شوند كلماتي.

): Syntax(نحو – در يك زبان و چگونگي استفاده از آنها در كنار هم سمبول هاييتوصيف. ممكن براي ساخت جمالت پايگاه دانش تركيب بندي هايتوصيف.

):Semantic(معناشناسي –اعطاي معنا و مفهوم به جمله.توصيف كننده دانش كه جمله به آن اشاره دارد.


استنتاجاستلزام )Entailment:(

ت كه اگر جمالت قديم درس بگونه ايجمالت جديد از جمالت قبلي نتيجه گيري)true ( درست باشند الزامابودند، جمالت جديد نيز.

if x entails y, then if x is true y is true

╞

مي دهد را نتيجه αجمله يKBپايگاه دانش اگر و فقط اگر

α جهان هايي كه در تمامKB در آنها درست است، درست باشد.


استنتاجاستلزام )Entailment:(

) Follow( پيروي ديگراز جمله منطقيبه طور جمله ايجمالت اين است كه بين منطقي استلزام–.مي كند

–a ╞ b

جملهa جمله استلزامb است. جملهa جملهb مي كندرا ايجاد. اگر و فقط اگر، در هر مدلي كهa ،درست استb نيز درست است. اگرa ،درست باشدb نيز درست است. درستيb در درستيa نهفته است.

.است x+y=4مستلزم جمله x+y=4جمله : مثال–


استنتاج استنتاج)Inference:(

Entailment : چه چيزي از مفهومKB نتيجه گرفته مي شود.Inference : به دست آوريم مي توانيماستنتاج رويه يچه چيزي از طريق.

├i

αجمله ي

KBاز پايگاه دانش

iرويه ياز طريق

قابل استنتاج است


استنتاج استنتاج)Inference:(

–KB هستند كاه ها.–α سوزن است..است كاه هاسوزن داخل : استلزام–پيدا كردن سوزن: استنتاج–


استنتاج كار انجام دهد 2پروسه استنتاج مي تواند:

.استنتاج شود KBاز αعبارت جديد KBبا داشتن –.هست يا نه α استلزام KDبه ما بگويد آيا αو KBبا داشتن –


ويژگي هاي استنتاج استنتاج صحيح الگوريتم)Soundness :(استنتاج رويه يi ،Sound (Truth-

Preserving) هرگاهاست اگر ├i.نيز درست باشد ╞، آنگاه

.را استنتاج كند نتيجه گيريكه فقط جمالت قابل استنتاجي–

Proof: استنتاج رويه يمراحل متوالي يكSound

پيدا كردن سوزن در انبار كاه–

Completeness : رويه استنتاجi آنگاه ╞هرگاهكامل است اگر├i

.نيز درست باشد.يك اثبات ارائه كند نتيجه گيريقابل جمله يكه بتواند براي هر استنتاجي–


ويژگي هاي استنتاجبايد فرآيند از آنجا كه جمالت تركيب بندي فيزيكي اجزاي يك عامل هستند، استنتاج

.ايجاد تركيب هاي فيزيكي جديد از قبلي ها باشد حقايقي بازگوكننده يجديد تركيب هاييك استنتاج خوب بايد مطمئن باشد كه

.استنتاجندهستند كه در جهان واقع نيز از حقايق قبلي قابل


استنتاج


):Model(مدل m يك مدل براي جمله يα است اگرα درm درست باشد. اگرM(α)جمله مدل هايتمام مجموعه يαباشد:

╞آنگاه اگر و فقط اگر


WUMPUSپايگاه دانش و مدل در

2,1[نيست، حركت به راست، احساس نسيم در خانه ] 1, 1[ خانه يهيچ چيزي در.[ رد شده گودالي وجود دا پيمايش خانه هايهمجوار مربع هايعامل مايل است بداند در

.يا خير



2 ^ 3= 8: ممكن گودال هايتعداد



قوانين دنيايWUMPUS كه در مجاورت آنها نسيم احساس خانه هاييكه فقط در مي گويدبه ما .مي شود امكان وجود چاله هست

).دنياي عبارت فوق(مي كند حاالت صدق كليه حالت از 3در فقط –

دنياي قوانين =پايگاه دانش Wumpus +مشاهدات



با توجه به (امن است؟ [1,2]آياKB(– α1 “امن است [1,2]" =

1α╞ KB ؟امن است [1,2]مشاهدات استنتاج مي شود كه + wumpus دنياياز –)درست است αدرست است، KBدر هر مدل كه (–



α2 “امن است [2,2]" =– KB ╞ α2

–)2α(⊆)( مدل هايدر تمام KB ،2 α درست نيست.

.بگيرد نتيجه اي نمي تواند [2,2]عامل در مورد وجود گودال در –


)Model Checking( حالت ها همه ياستنتاج با كنترل الگوريتم استنتاج استفاده شده در مثال قبل از نوع كنترل همه ي حالت ها)Model

Checking (است. ه مدل هايي ككه آيا در تمام مي كند بررسي مي كند و ممكن را چك تمام مدل هاي

KB است، درستα در اين صورت . نيز درست استα ازKB قابل استنتاج است..متناهي مناسب است محيط هايبراي –.است نامتناهي مدل هافضاي رياضياتدر ––Model Checking يك روش استنتاج صحيح)Sound/Truth

Preserving (است. است به جواب نرسد، ولي اگر به جواب رسيد درست استممكن.


چند تعريف تفسير)Interpretation:(

.منتسب كرد KBمعاني ممكني كه مي توان به يك جمله در –درستي يك جمله وابسته به دو عامل است:

تفسير ما از جمله–وضعيت واقعي جهان بيرون– همواره درست (جمله معتبر- valid(:

.باشد) True(جمله اي كه به ازاي تمام تفاسير ممكن درست –.درست است موقعيت هاكه در همه جمله اي–.گفته مي شود) Tautology( تاتولوژيبه جمالت معتبر –p ν ┐pمانند –


چند تعريفشدن ارضا)Satisfiablity :(مدل هاشدني است كه در بعضي ارضا جمله اي ) حداقل

.باشددرست ) مدل يك.است αمدلي از m يامي كند ارضارا αجمله mباشد، درست mمدل در αجمله اگر –


چند تعريف وابسته هستند يكديگرشدن به ارضااعتبار و:

–α معتبر است اگر و تنها اگر┐α نشدني باشد ارضا.–α اگر شدني است اگر و تنها ارضا┐α معتبر نباشد.

قضيه :α╞ β اگر و تنها اگر جمله(α ˄ ┐β) نشدني باشد ارضا.


86آي تي اگرG مجموعه جمالت يك پايگاه دانش به زبان منطق باشد وP يك جمله به

است، اگر و تنها اگر Gنتيجه ي منطقي Pزبان منطق، گوييم .را ارضا كند Pو هم Gمدلي وجود داشته باشد كه هم همه ي جمالت 1..را هم ارضا مي كند Gرا ارضا مي كند، همه ي جمالت Pهر مدلي كه 2..را هم ارضا مي كند Pرا ارضا مي كند، Gهر مدلي كه حداقل يكي از جمالت 3..را هم ارضا مي كند Pرا ارضا مي كند، Gهر مدلي كه همه ي جمالت 4.


86آي تي صحيح است 4گزينه ي

–G تركيب عطفي يك سري قوانين است و براي اينكهG درست باشد بايد همه ي جمالت آن.نيز درست باشد


84آي تي يك مدل در منطق چيست؟

Soundمجموعه اي از قواعد استنتاجي 1.

دنباله اي از اعمال روال هايي استنتاجي براي اثبات يك جمله2.

.جهاني كه در آن يك جمله تحت تفسير خاصي معتبر است3.

ثبات مجموعه جمالتي كه از روي آنها مي توان قابل نتيجه گيري بودن يك جمله ي خاص را ا4..نمود


84آي تي صحيح است 3گزينه.

:دو مفهوم براي مدل مي توان متصور بود–هر يك از تركيبات ممكن براساس تعداد گزاره هاي موجود، يك مدل ناميده مي شود. به دنيايي كه جملهa در آن درست باشد، مدل جملهa گفته مي شود.


85آي تي يك جمله ارضا شدني است اگر و تنها اگر

.در هر مدلي از جهان صحيح باشد1.

.با قوانين نحوي يك زبان منطقي ساخته شده باشد2.

.بتواند توسط يك روال استنتاجي اثبات شود3.

.تفسيري از جهان وجود داشته باشد كه جمله تحت آن صحيح باشد4.


85آي تي صحيح است 4گزينه.


منطق منطق)Logic:(

:شامل–.Semanticsو Syntaxشامل وضعيت هابراي توصيف قاعده منديك سيستم 1.):Proof Theory(اثبات نظريه ييك 2.

از قواعد براي استنتاج جمالت جديد مجموعه اي–

Documents

ﻲﻋﻮﻨﺼﻣ شﻮﻫkavehahmadi.com/Files/Courses/AI/Slides/AI_L10.pdf · 2014-12-07 · Kaveh Ahmadi Artificial Intelligence - Logical Agents 11 Try this in Sicstus Prolog