Transcript ترجمه - حل تمرین 1

‫هوش مصنوعی‬
‫مثال هایی از فصل اول تا‬
‫چهارم‬
‫اسماعیل نورانی‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪ ‬عامل های هوشمند‬
‫‪ ‬حالت شروع‪ ،‬هدف‪ ،‬عملیات ممکن‪،‬تابع هزینه‬
‫‪‬یافتن راه حل‬
‫‪ ‬جستجوی *‪A‬‬
‫‪ ‬کشیش و آدمخوار‬
‫‪ ‬مساله روش اول سطح و *‪ A‬و *‪IDA‬‬
‫‪ ‬روش *‪A‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪02/20‬‬
‫نوع عامل‬
‫محیط‬
‫هدف‬
‫ربات بازیگر فوتبال‬
‫فتح بازی ‪ /‬گل زدن برای ‪ /‬در برابر زمین بازی ‪ /‬تیم‬
‫بازی ‪ /‬بدن‬
‫حریف ایستادن‬
‫رزرو اینترنتی خرید‬
‫کتاب‬
‫جستجوی کتاب ‪ /‬رضایت مندی‬
‫بیشتر ‪ /‬هزینه کمتر‬
‫اینترنت‬
‫محرک‬
‫دستگاههایی مانند پاها ‪ ،‬لگد زدن‬
‫دوربین ‪ /‬شتاب سنج‬
‫‪ /‬جهت سنج ‪/‬‬
‫چرخیدن ‪ /‬محل‬
‫اتصال‬
‫دنبال کردن پیغام های نمایش‬
‫صفحات وب ‪/‬‬
‫درخواست های کاربر‬
‫نوع عامل‬
‫‪Observable‬‬
‫‪Deterministic‬‬
‫‪Episodic‬‬
‫ربات بازیگر فوتبال‬
‫‪Partially‬‬
‫‪Stochastic‬‬
‫‪Sequential‬‬
‫رزرو اینترنتی خرید‬
‫کتاب‬
‫‪Partially‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪Deterministic‬‬
‫حسگر‬
‫‪Static‬‬
‫‪Dynamic‬‬
‫‪Sequential‬‬
‫‪Static‬‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪Discreet‬‬
‫‪Continues‬‬
‫‪Discrete‬‬
‫‪03/20‬‬
‫‪ ‬با توجه به موقعیت اولیه ایی که به شما داده شده است ‪ ،‬هدف‪ ،‬عملیات ممکن و تابع هزینه را بدست آوردید‪.‬‬
‫الف ) اگر شما یک نقشه ی داشته باشید که از چهار رنگ تشکیل شده باشد‪ .‬درحالی که‬
‫هر دو منطقه ی همجاور یک رنگ‬
‫نباشد‪.‬‬
‫موقعیت اولیه ‪ :‬هیچ منطقه ی مجاور هم رنگ نیستند‪.‬‬
‫هدف ‪ :‬همه باید رنگ شده باشد و هیچ منطقه ی یکسانی رنگ شبیه به هم ندارد‪.‬‬
‫عملیات ممکن ‪ :‬واگذاری هر رنگ به یک منطقه‪.‬‬
‫هزینه ‪ :‬رنگ کردن هر منطقه ‪ ،‬هزینه ای دارد‪.‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪04/20‬‬
‫ب) اگر یک میمون با قدی در حدود سه فوت در یک اتاقی که تعدادی موز از سقفی با ارتفاع هشت فوت آویزان باشد ‪ ،‬داشته‬
‫باشیم‪ .‬و در داخل آن اتاق دو جعبه ی قابل حمل با ارتفاعی در حدود سه فوت وجود داشته باشد‪.‬‬
‫موقعیت اولیه ‪ :‬همان موقعیت هایی که در متن آمده است‪.‬‬
‫هدف ‪ :‬میمون به موز برسد‪.‬‬
‫عملیات ممکن ‪ :‬جابجا کردن صندوق ها‪ ،‬بال رفتن از جعبه ها ‪ ،‬پریدن از نقطه ای به نقطه ی دیگر ‪ ،‬گرفتن موز ها‪.‬‬
‫هزینه ‪ :‬هر بار عملیاتی که صورت می گیرد‪.‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪05/20‬‬
‫ج) اگر شما سه مخزن با حجم های ‪ 12‬گالنی ‪ 8 ،‬گالنی و ‪ 3‬گالنی داشته باشید و مقداری آب داشته باشید و فقط این اجازه را‬
‫داشته باشید که آب را از مخزنی به مخزن دیگر انتقال دهید و یا آب را به زمین بریزید‪ .‬شما‬
‫موقعیت اولیه ‪ :‬سه مخزن خالی‬
‫هدف ‪:‬‬
‫عملیات ممکن ‪ :‬پر نمودن هر سه مخزن‪ ،‬خالی نمودن هر سه مخزن ‪ ،‬انتقال محتویات یک مخزن به مخزنی دیگر‪.‬‬
‫هزینه ‪ :‬هر بار عملیاتی که صورت می گیرد‪.‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪06/20‬‬
‫د) اگر دو مخزن ‪ 3‬و ‪ 4‬لیتری که خالی هستند را داشته باشیم ‪ ،‬چگونه می توان مقدار ‪ 2‬لیتر مخزن ‪4‬لیتری را پر نماییم‪.‬‬
‫موقعیت اولیه ‪ :‬دو مخزن خالی هستند‪.‬‬
‫هدف ‪ :‬پر نمودن دو لیتر مایع در مخزن چهار لیتری‪.‬‬
‫عملیات ممکن ‪ :‬پر نمودن هر دو مخزن‪ ،‬خالی نمودن هردومخزن ‪ ،‬انتقال محتویات یک مخزن به مخزنی دیگر‪.‬‬
‫هزینه ‪ :‬هر بار عملیاتی که صورت می گیرد‪.‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪07/20‬‬
‫د) اگر دو مخزن ‪ 3‬و ‪ 4‬لیتری که خالی هستند را داشته باشیم ‪ ،‬چگونه می توان مقدار ‪ 2‬لیتر مخزن ‪4‬لیتری را پر نماییم‪.‬‬
‫گام ‪ ) 1‬مخزن ‪ 3‬لیتری را پر می کنیم‪.‬‬
‫گام ‪ )2‬محتویات مخزن ‪ 3‬لیتری را به مخزن ‪ 4‬لیتری انتقال می دهیم‪.‬‬
‫گام ‪ ) 3‬مجدد مخزن ‪ 3‬لیتری را پر می نماییم‪.‬‬
‫گام‪ ) 4‬تا آنجایی که مایعی از مخزن ‪ 3‬لیتری بر زمین نریزد ‪ ،‬مایع داخل آن را به مخزن ‪ 4‬لیتری انتقال می‬
‫دهیم‪.‬‬
‫گام ‪ ) 5‬تمام محتویات مخزن ‪ 4‬لیتری را بیرون می ریزیم‪.‬‬
‫گام ‪ ) 6‬محتویات مخزن ‪ 3‬لیتری به مخزن ‪ 4‬لیتری انتقال می دهیم‪.‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪08/20‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪09/20‬‬
‫اگر )‪ f(n) = g(n) + h(n‬داشته باشیم ‪ ،‬بهترین روش جستجو ‪ A* ،‬می باشد ‪ .‬که )‪ g(n‬هزینه ای برای رسیدن به گره ‪ n‬و‬
‫)‪ h(n‬یه روش ی از گره ‪ n‬به سمت مقصد‪.‬‬
‫حال اگر گراف درختی داشته باشیم‪ ،‬توابع )‪ g(n) , f(n‬و مقاصد ممکن را از طریق روش *‪ A‬بیابید‪.‬‬
‫الف ) ‪ Breadth-first Search‬یک *‪ A‬می باشد با‬
‫ب)‬
‫)‪ h(n)=0 , f(n) = depth(n‬روش ‪BFS‬‬
‫‪ Depth-first Search‬یک *‪ A‬می باشد با )‪ h(n)=0 , f(n) = -depth(n‬روش جستجوی عمقی‬
‫ج ) ‪ Uniform-first Search‬یک *‪ A‬می باشد با‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫)‪ h(n) , f(n) = g(n‬روش عمیق کننده تکراری‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪10/20‬‬
‫فرض کنید در فضای حالتی قرار گرفته اید که در آن عدد شروع یک می باشد و تابعی که ما به حالت بعدی می رساند به ازای هر‬
‫حالت ‪ ،‬دو حالت جدید ایجاد می کند‪.‬‬
‫الف ) بخش ی از فضای حالت را برای موقعیت اول تا پانزدهم را طراحی کنید‪.‬‬
‫ب ) فرض کنید ‪ ،‬حالت پایانی ‪ 11‬باشد‪ .‬گره های مالقات شده برای یافتن هدف در روشهای ‪ BFS‬و عمقی محدود با محدودیت ‪3‬‬
‫و عمیق کننده ی تکراری را بنویسید‪.‬‬
‫ج ) آیا روش جستجوی دو طرفه برای حل این مسئله مناسب است؟ اگر جواب بله می باشد ‪ ،‬چگونگی کار را توضیح دهید‪.‬‬
‫د) فاکتور انشعاب در جهت چه عددی خواهد بود؟‬
‫هـ ) آیا جواب قسمت ج ‪ ،‬فرمول بندی از راه حل را ارائه می دهد که از طریق آن بتوان از حالت یک به حالت هدف رسید‪ .‬بدون‬
‫تقریبا هیچ جستجویی‪.‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪11/20‬‬
‫الف ) بخش ی از فضای حالت را برای موقعیت اول تا پانزدهم را طراحی کنید‪.‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪12/20‬‬
‫ب ) فرض کنید ‪ ،‬حالت پایانی ‪ 11‬باشد‪ .‬گره های مالقات شده برای یافتن هدف در روشهای ‪ BFS‬و عمقی محدود با محدودیت‬
‫‪ 3‬و عمیق کننده ی تکراری را بنویسید‪.‬‬
‫‪1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11‬‬
‫‪Breadth-first‬‬
‫‪1 2 4 8 9 10 11‬‬
‫‪Depth-limited‬‬
‫‪1 ; 1 2 3 ; 1 2 4 5 3 6 7 ; 1 2 4 8 9 5 10 11‬‬
‫‪Interactive Deepening‬‬
‫ج ) آیا روش جستجوی دو طرفه برای حل این مسئله مناسب است؟ اگر جواب بله می باشد ‪ ،‬چگونگی کار را توضیح دهید‪.‬‬
‫جستجوی دو طرفه خیلی مفید است زیرا پی آمد آن از ‪ n‬در واقع جهت معکوس ی از‬
‫می باشد د) فاکتور انشعاب در‬
‫جهت چه عددی خواهد بود؟ به سمت جلو ‪ 2‬و معکوس ‪ 1‬می باشد‪.‬‬
‫هـ ) آیا جواب قسمت ج ‪ ،‬فرمول بندی از راه حل را ارائه می دهد که از طریق آن بتوان از حالت یک به حالت هدف رسید‪.‬‬
‫بدون تقریبا هیچ جستجویی؟ بله ‪ ،‬از هدف شروع کنید به جستجو‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪13/20‬‬
‫سه کشیش و سه آدمخوار در یک طرف رودخانه قرار دارند و هم چنین قایقی که قادر است یک یا دو نفر را حمل کند‪ .‬راهی را‬
‫بیابید که هر نفر به سمت دیگر رودخانه برود ‪ ،‬بدون آنکه تعداد کشیش ها در یک طرف کمتر از آدمخوارها باشد‪.‬‬
‫حالت ‪ :‬یک دنباله ای مرتب شده از عدد است که تعداد کشیش ها‪،‬تعداد آدمخوارها و محل قایق در ساحل از‬
‫رودخانه که از آنجا مسئله شروع شده را نمایش می دهد‪.‬‬
‫عملگر ‪ :‬از هر حالت ‪ ،‬عملگرهای ممکن یک کشیش و یک آدمخوار ‪ ،‬دو کشیش و دو آدمخوار یا یکی از هر کدام را در‬
‫قایق قرار می دهند‪.‬‬
‫آزمون ‪ :‬رسیدن به حالت )‪(0,0,0‬‬
‫هزینه ی سفر ‪ :‬تعداد دفعات عبور از رودخانه‬
‫)‪(3,3,1)  (2,2,0)  (3,2,1)  (3,0,0)  (3,1,1)  (1,1,0‬‬
‫)‪ (2,2,1)  (0,2,0)  (0,3,1)  (0,1,0)  (0,2,1)  (0,0,0‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪14/20‬‬
‫درخت زیر را به روش های اول سطح و *‪ A‬و *‪ IDA‬حل نمایید‪.‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪15/20‬‬
‫درخت زیر را به روش اول سطح حل نمایید‪.‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪16/20‬‬
‫درخت زیر را به روش *‪ A‬حل نمایید‪.‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪17/20‬‬
‫درخت زیر را به روش *‪ IDA‬حل نمایید‪.‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪18/20‬‬
‫فرض کنید که یک محیط پرپیچ و خم ‪ 55‬شبیه شکل داریم‪ .‬و می خواهیم از )‪ (1,1‬به )‪ (5,5‬برسیم‪ .‬در طی مسیر در داخل‬
‫گودال ها نباید بیفتیم ‪ ،‬به دیواره ها برخورد نداشته باشیم‪.‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪19/20‬‬
‫هوش مصنوعی ـ مروری بر فصل های یک تا چهار ـ مثال‬
‫‪[email protected]‬‬
‫‪www.nurani.ir‬‬
‫‪20/20‬‬