. .

هوش مصنوعي

Artificial

Intelligence

نام كتاب : هوش مصنوعي رهياتي نوين

مولف : راسل و نورويگ

مترجم : رامين رهنمون آناهيتا هماوندي

ارايه كننده : حسن عسكرزاده

AI مطرح شده است.1956: به طور رسمي در سال

: Alعلل مطالعه

•AI هاي هوشمند را درک کند. از سعي دارد تا موجوديت

اين رو يکي از علل مطالعه آن يادگيري بيشتر در مورد

خودمان است.

هاي هوشمند . جالب و مفيد بودن موجوديت •

AI چيست؟ که به چهار قسمت تقسيم شده اند: AIتعاريفي از

پردازش فکري و استداللي •

پردازش رفتاري•

ايده آل هوشمندي )منطقي بودن( •

ارائه انساني•

سيستم هايي که مانند

انسان فکر مي کنند

سيستم هايي که مانند

انسان فکر مي کنند

سيستم هايي که به طور منطقي فکر

مي کنند

سيستم هايي که به طور منطقي فکر

مي کنندسيستم هايي

که مانند انسان عمل

مي کنند

سيستم هايي که مانند

انسان عمل مي کنند

سيستم هايي که به طور منطقي عمل

مي کنند

سيستم هايي که به طور منطقي عمل

مي کنند

تمرکز بر روي پردازش هاي رفتاري

پردازش هاي فکري و استداللي

ايده آل هوشمند

ي

ارائه انساني

رهيافت آزمون تورينگانسان گونه عمل کردن: 1.

آزموني از کامپيوتر به عمل آيد، و آزمون گيرنده نتواند دريابد که در آن

طرف انسان قرار دارد يا کامپيوتر.

براي اين کار کامپيوتر بايد قابليت هاي زير را داشته باشد:

پردازش زبان طبيعي = محاوره

نمايي دانش= ذخيره اطالعات زبا

استدالل خودکار= استدالل و استخراج

يادگيري ماشيني= کشف الگو و برون ريزي

اين آزمون از ارتباط فيزيکي مستقيم بين تست تورينگ:

کامپيوتر و محقق اجتناب مي کند.

به منظور قبول شدن در تست تورينگ کلي، کامپيوتر به موارد

:زير احتياج دارد

بينايي ماشين براي درک اشياء

روباتيک به منظور حرکت آنها

: رهيافتانساني فکر کردن-. 2

مدلسازي شناختي:

:چگونگي شناسايي عملکرد افکار انسان

درون گرايي - 1

تجارب روانشناسي- 2

و همچنين AIهاي کامپيوتر از مدل :علوم شناختي

تکنيک هاي روانشناختي را گرد هم مي آورد تا بتواند

تئوري هاي دقيقي از کارکرد ذهن انسان به دست

آورند.

: قوانين رهيافت منطقي فکر کردن. 3

تفکر

ارسطو سعي در کشف آن داشت.رمز »تفکر درست«:

، مي باشد از موضوعات مطرح شده توسط ارسطوقياس:

که الگوهايي براي ساختار توافقي ايجاد کرد که همواره

نتايج صحيحي به اندازه مقدمات صحيح به دست

مي آورد.

سقراط انسان است، تمام انسان ها مي ميرند، پس » مثال:

«سقراط خواهد مرد.

دو مشکل عمده در اين رسم منطق گرايي وجود

دارد:

تبديل دانش غير رسمي به شکل رسمي توسط

منطقي ساده نيست.،اعالم

تفاوت عمده اي بين قادر به حل مسئله بودن در

آن در عمل وجود دارد.مانجا اصول و

عامل منطقيرهيافت : منطقي عمل کردن. 4

: در اصل چيزي است که ابتدا درک مي کند و عامل

سپس عمل مي کند.

در نگرش »قوانين تفکر« تأکيد عمده بر روي

استنتاج هاي صحيح بوده است.

»مهارت هاي شناخت« که براي آزمون تورينگ موردنياز

است، براي انجام فعاليت هاي منطقي وجود دارند.

به عنوان طراحي عامل AIمزاياي مطالعه

منطقي:

»عمومي تر از رهيافت »قوانين تفکر

پيشرفت علمي، بسيار قانون پذيرتر از

رهيافت هايي است که بر تفکر يا رفتار انساني

متکي هستند.

زيربناي هوش مصنوعي:AI از علوم مختلفي بهره مي برد که از ميان آنها علوم زير مهم تر ،

شناخته شده اند:

علم فلسفه

علم رياضي

علم روانشناسي

علم زبان شناسي

علم کامپيوتر

قبل از ميالد مسيح – تاکنون(428فلسفه: )

پايه هاي تفکر و فرهنگ غرب تشکيل شده است از: افالطون،

استادش سقراط، و شاگردش ارسطو.

:ارسطو، سيستمي غيررسمي از قياس براي قياس

استدالل مناسب توسعه داد، امکان توليد نتايج، بر پايه

فرضيات اوليه به طور مکانيکي وجود داشت.

در نظر گرفتن ذهن به عنوان سيستمي فيزيکي

رنه دکارت مدافع سرسخت قدرت استدالل بود؛ و همچنين

طرفدار مکتب دواليسم.

معتقد است تمامي و ماترياليسم: در مقابل دواليسم قرار دارد

جهان مطابق قوانين فيزيکي عمل مي کنند.

ويلهم اليبنيز:

تبديل موقعيت ماترياليستي به نتايج منطقي

ساخت ابزاري مکانيکي براي انجام عمليات منطقي

:ايجاد منبع دانش

فرانسيس بيکن، جنبش آزمون گرايان را آغاز کرد. و با شعار جان

الک مفهوم يافت:

»هيچ چيز قابل فهم نيست اگر ابتدا در حس نباشد.«

اصل استقراي امروزي، در حقيقت از کتاب ديويد هيوم نشأت

مي گيرد: "رسانه اي از طبيعت انسان"

دهندة اين تئوري ذار پوزيوتيزم منطقي، ارائهگبرتراندراسل، پايه

: کهبود

قوانين عمومي توسط تکرار ارتباطات بين عناصر آنها به وجود »

«مي آيند.

ارتباط بين دانش و عمل

اشياء را با تحليل، دسته بندي مي کنيم و در اطراف آنها، کارکرد

مورد نيازشان نوسان مي نمايد.

بنيان گذارده مي شود.GPSدر اين ميان پايه سيستم مکاشفه اي

-تاکنون(C .800رياضيات )

براي ارتباط فلسفه با دانش نظري، نياز به فرمول سازي رياضي

در سه زمينه اصلي است:

محاسبات

منطق

احتماالت

محاسبات:

نظريه اظهار محاسبات به عنوان الگوريتمي رسمي به

خوارزمي برمي گردد، رياضيدان عربي قرن نهم که

جبر و تئوري اعداد عربي را به اروپا ي،نوشته هاي و

معرفي کرد.

منطق:

در اين زمينه، دانشمندان زيادي بر چگونگي شکل گيري و هدايت

آن، نقش داشته اند که به چند نفر از آنها اشاره مي کنيم:

دانشمندي که بيشترين شکل گيري نگرش فلسفي ارسطو :

منطق را به او نسبت مي دهند.

يک زبان رسمي براي ساخت استنتاج منطقي ارائه جورج بول :

داد.

FREGE منطق مرتبه اول را به شکلي مطرح نمود که در :

بيشتر سيستم هاي نمايش دانش پايه استفاده مي شود.

اء موجود در ي: تئوري چگونگي ارتباط بين اشآلفرد تارسکي

محيط منطقي، و اشياء موجود در دنياي واقعي را ارائه نمود.

رياضيدان بزرگي بود که شهرت وي به دليل ديويد هيلبرت :

مسائلي است که نتوانست حل کند.

قضيه کامل نبودن راسل :(incompleteness.را مطرح نمود )

ماشين تورينگ قادر به محاسبه هر تابع تورينگ :

محاسبه پذيري است.

تئوري پيچيدگي:

انجام ناپذيري1.

استحاله2.

تئوري استيون کوک و ريچارد کارپ :NP-completeness را

مطرح کردند.

احتماالت:

: اولين کسي بود که ايده احتمال را مطرح کرد.گاردنيوي

و ديگر دانشمندان بر پير فرمت، پاسکال، برنولي، الپالس

رشد و توسعه اين ايده تأثير داشتند.

ديدگاه »درجه باور« ذهني را در مقايسه با نرخ برنولي :

نتايج عيني مطرح کرد.

قانوني براي بهنگام سازي احتماالت ذهني را به وجود بيس :

آورد.

تئوري تصميم گيري را آغاز کردند. و نيومن و مورگنسترن :

از ترکيب تئوري احتمال، و تئوري سودمندي حاصل

مي شود.

- تاکنون(:1879روانشناسي ) روشي علمي براي مطالعه بينايي انسان به کار برد؛ هلمولتز :

که اين کتاب به عنوان مرجع بينايي فيزيولوژيک و حتي

به عنوان »مهمترين رساله فيزيکي و روانشناختي بينايي انسان

تا به امروز« شناخته مي شود.

اولين آزمايشگاه روانشناسي تجربي را در دانشگاه وندت :

اليپزيک راه اندازي کرد.

حرکت رفتارگرايي :داتسون و تورن دايک (behaviorism را )

مطرح کردند.

(اساس مشخصه روانشناسي شناختيcongnitive

psychology اين نگرش است که مغز دارنده و ،)

پردازش کننده اطالعات است.

کريک، کتاب ماهيت بيان را منتشر کرد. و سه مرحله کليدي را

براي عامل مبتني بر داشن معين کرد:

.محرک ها بايد به شکل دروني تبديل شوند

بازنمايي توسط پردازش هاي شناختي بازنمايي هاي داخلي

جديدي را مشتق کند.

.اينها دوباره به صورت عمل برگردند

- تاکنون(1940مهندسي کامپيوتر )

براي پيشرفت هوش مصنوعي، به دو چيز احتياج داريم:

هوش

محصول مصنوعي

در اين تقسيم بندي، کامپيوتر مي تواند به عنوان محصول مصنوعي

محسوب گردد.

Heath Robinson: در بود که اولين کامپيوتر مدرن عملياتي

توسط تيم آلن تورينگ به منظور کدگشايي 1940سال

ها ساخته شد. پيام هاي آلمان

Colossus: نام ماشين بعدي بود که تيوپ هاي مکنده در آن به

کار برده شد.

Z-3 اولين کامپيوتر قابل برنامه ريزي که توسط کنراد زوس :

اختراع شد.1941در

اعداد با مميز شناور و زبانPlankalkul نيز توسط زوس

اختراع شدند.

ABC اولين کامپيوتر الکترونيک در امريکا توسط جان :

آتاناسف و کليفورد در دانشگاه ايالتي ايوا ساخته شد.

MARK I , II , III توسط تيمي به رهبري هوراد ايکن در :

هاروارد توسعه داده شد.

ENIAC اولين کامپيوترديجيتال الکترونيک چند منظوره، توسط :

تيمي به سرپرستي ماچلي و اکرت در دانشگاه پنسيلوانيا

ساخته شد.

IBM 701 اولين کامپيوتر سودآور، توسط ناتانيل روچتر در :

ساخته شد. 1952

چارلز بابيج: طراحي ماشيني که جداول لگاريتمي را محاسبه

کند.

طراحي موتور آناليتيکي

طرح حافظه قابل آدرس دهي، برنامه ذخيره شده و

پرش هاي شرطي

کار در زمينهAI منجر به ايده هاي بسيار متعددي شد که به

علوم کامپيوتر برگشت؛ مانند:

اشتراک زماني – مفسرهاي دوسويه – نوع داده ليست پيوندي

– مديريت حافظه خودکار و برخي نکات کليدي برنامه نويسي

شيءگرا و محيط هاي توسعه برنامه مجتمع با واسط کاربر

گرافيکي.

- تاکنون(1975زبان شناسي )

کتابي در زمينه رفتارگرايان براي يادگيري 1975اسکينر در سال

زبان، با نام »رفتار زباني« منتشر کرد.

ي خودش يعني ساختارهاي ترکيبي، رنوآم چامسکي بر اساس تئو

اين کتاب را تجديد نظر و چاپ کرد. که به اندازه اصل کتاب

شهرت پيدا کرد.

تئوري چامسکي بر اساس مدل هاي نحوي قرار دارد.

زبان شناسي مدرن وAI در يک زمان متولد شدند، بنابراين

بازي نمي کند.AIزبان شناسي نقش مهمي در رشد

اين دو دريک زمينه مشترک به نام

( يا Computatioal linguisticsزبان شناسي محاسباتي)

(natural language processingپردازش زبان طبيعي )

بهم تنيده شده اند که در آن بر روي مسئله استفاده زبان تمرکز شده

است.

تاريخچه هوش مصنوعي(1956- 1943پيدايش هوش مصنوعي )

( 1969-1952 اشتياق زودهنگام، آرزوهاي بزرگ)

( 1966-1974مقداري واقعيت)

( 1969سيستم هاي مبتني بر دانش: کليد قدرت؟-

1979)

( 1986بازگشت شبکه هاي عصبي)تاکنون -

( 1987حوادث اخير)تاکنون -

پيدايش هوش مصنوعي

اولين کار جدي در حيطهAI توسط وارن مک کلود و والتر پيتز ،

انجام شد.

:سه منبع استفاده شده توسط آنها

دانش فيزيولوژي پايه و عملکرد نرون در مغز

تحليل رسمي منطق گزاره ها متعلق به راسل و رايت هد

تئوري محاسبات تورينگ

دونالد هب، قانون ساده بهنگام سازي براي تغيير 1949در

ريف کرد که از طريق آن عتقويت اتصاالت بين نرون ها را ت

يادگيري ميسر مي گردد.

در زماني که کلود شانون و آلن تورينگ، برنامه بازي شطرنج

، اولين کامپيوتر شبکه عصبي در دانشگاه SNARC، را نوشتند

پرينستون توسط مينسکي و ادموندز ساخته شد.

هزار تيوپ مکشي و مکانيزم خلباني خودکار 3اين کامپيوتر، از

مي باشد براي B24اضافي که مربوط به بمب افکن هاي

نروني استفاده کرد.40شبيه سازي شبکه

محققين عالقمند به تئوري آتوماتا، شبکه هاي عصبي و مطالعه

هوش، گرد يکديگر جمع شدند و در کارگاهي در دورت موند

مشغول فعاليت شدند. که در اين ميان نام هوش مصنوعي

براي حيطه فعاليت آنها انتخاب شد.

-1952اشتياق زودهنگام، آرزوهاي بزرگ )1969)

فعاالن در عرصهAI: روچستو و تيمش درIBM هربرت جلونتر: با ساختGeometry Theorem Prover

آرتور ساموئل: ساخت برنامه براي بازي چکر

در جان مک کارتي MIT:

( تعريف زبان ليسپLisp مهمترين زبان هوش )

مصنوعي ( مفهوم اشتراک زمانيtime sharing)

"نشر مقاله اي با عنوان "برنامه ها با حواس مشترک

تشريح يک سيستم فرضي به نامAdvice Taker که ،

به اصول پايه بازنمايي معرفت و استدالل تجسم

بخشيد؛

کار بر روي سيستم برنامه ريزي سؤال-جواب

کار بر روي پروژه روبات هايshakey

کار بر روي ميکرو ورلدها و همکاري با مک کارتي، مينسکي :

ولي بر سر اختالف بر نگرش منطقي و ضدمنطقي کار

تحقيقاتي خود را از هم جدا کردند.

مينسکي با گروهي از دانشجويان بر روي ميکروورلدها کار کرد

که برخي از آنها عبارتند از:

،جيمز اسالگلSAINT قادر به حل مسائل انتگرال گيري فرم ،

بسته

:اوانزANALOGY حل مسائل مشابهت هندسي در تست هاي ،

هوش

:رافائلSIR پاسخ به قضاياي پرسشي جمالت ورودي :

:بابروSTUDENTحل مسائل داستاني جبر :

(1974-1966مقداري واقعيت )

تمام پروژه ها تحقيقي � وقتي پديدار AIمشکالت تقريبا

مي شدند که مسائل گسترده تري براي حل توسط آنها

مطرح مي شد:

برنامه هاي اوليه اغلب داراي دانش محدود يا فاقد دانش

در مورد موضوع کار بودند.

انجام ناپذيري بسياري از مسائل

به دليل اعمال برخي محدوديت هاي پايه اي بر روي

ساختار پايه مورد استفاده براي توليد رفتار هوشمند

سيستم هاي مبتني بر دانش: کليد قدرت؟

(1969-1979)

مبتني بر يک جستجوي همه منظوره روش هاي ضعيف :

مي باشند که قدم هاي اوليه يادگيري را برمي دارند اما تالشي

در جهت يافتن راه حل هاي کامل ندارند.

به اين دليل که اطالعات ضعيفي را در مورد دامنه فعاليت خود

به کار مي برند.

جواب را از قبل بايد � پس براي حل مسائل دشوار، تقريبا

بدانيم.

برنامهDENDRAL از برنامه هايي است که از اين رهيافت

استفاده مي کند.

اهميت برنامهDENDRAL در اين بود که اولين

سيستم موفق با دانش غني بود، يعني تبحر

سيستم بر پايه تعداد بسيار زيادي قانون ايجاد

شده بود. سيستم هاي بعدي ايده اصلي

مک کارتي را دنبال Advice takerرهيافت

مي کردند يعني جداسازي دانش )در شکل

قوانين( و مؤلفه استدالل.

MYCIN نسبت به DENDRAL دو تفاوت عمده

دارد:

برخالف قوانينDENDRAL هيچ مدل تئوري وار ،

استنتاج MYCINعمومي براي آنکه قوانين

شود، وجود نداشت.

قوانين مي بايست عدم قطعيت مربوط به

دانش پزشکي را منعکس مي کرد.

AI( 1988-1980 به يک صنعت تبديل مي شود)

RI اولين سيستم خبره تجاري موفق از شرکت :DEC که

سودآوري زيادي را براي شرکت بهمراه داشت.

اين پروژه ژاپني به منظور ساخت پروژه »نسل پنجم :»

کامپيوترهاي هوشمندي که پرولوگ را به جاي کد ماشين اجرا

مي کردند، انجام شد.

،شرکت هاي ديگر جهان از جمله ميکروالکترونيکMCC ليسپ ،

ماشين، تگزاس اينسترومنت، سمبوليکس، زيراکس و غيره در

ساخت ايستگاه هاي کاري بهينه شده در اين عرصه فعاليت

داشتند.

بازگشت شبکه هاي عصبي:

دانشمندان فعال در اين عرصه:

که به آناليز خواص ذخيره سازي و بهينه سازي هاپ فيلد :

شبکه ها پرداخت.

مطالعه مدل هاي شبکه عصبي را ادامه راسل هارت و هينتون :

دادند.

ي: الگوريتم يادگبريسون و هو � ري انتشار به عقب را مجددا

مطرح کردند.

حوادث اخير:

رهيافتHMMلب در سال هاي اخير مي باشد که ا: رهيافت غ

توسط مايکف به وجود آمده است.

زير حائز اهميت است:دو جنبهاين رهيافت از

.مبتني بر نظريه رياضي محض است

طي فرايندي با يادگيري گروه عظيمي از داده گفتار واقعي

خود را بهبود مي بخشد.

فقط براي ميکرووردها 70: در دهه برنامه ريزي

مناسب بودند، اکنون براي زمانبندي کار در کارخانه ها

و مأموريت هاي فضايي استفاده مي شوند.

استدالل کارا را در مورد ترکيب بيان شبکه باور :

رويدادهاي غيرمنطقي ممکن ساخت.

ايده سيستم هاي خبره فرماتيو توسط کار

جوداپير و ارديک هوروتيز و ديويد هکرمن

مطرح شد:

"سيستم هايي که مطابق قوانين تئوري

تصميم گيري به طور منطقي عمل مي کنند و

سعي ندارند که تبحر انساني را تقليد کنند."

شرايط کنوني: برخي از سيستم هايي موجود در جهان که از هوش مصنوعي

استفاده مي کنند:

HITECH اولين برنامه کامپيوتري که موفق به شکست استاد :

بزرگ شطرنج جهان، آرنولد دنکر شده است.

PEGASUS يک برنامه درک گفتار که سؤاالت کاربر را جواب :

با يک مي دهد و تمامي برنامه هاي مسافرتي شخص را

مقرون به صرفه مي کند.برنامه ريزي درست،

MARVEL سيستم خبره اي که داده هاي ارسالي از سفينه :

فضايي را تحليل نموده و در صورت بروز مشکالت جدي، پيغام

هشدار به تحليلگران مي دهد.

عامل هاي هوشمند

فصل دوم:

عامل:به ه�ر چ�يزي اطالق مي ش�ود، ک�ه ق�ادر ب�ه درک محي�ط پ�يرامون خ�ود از طري�ق

(sensorحس گرها)

( باشد.effectorو اثرگذاري بر روي محيط از طريق اثرکننده ها )

عامل نرم افزاري: عامل نرم افزاري رشته هاي بيتي را به عنوان درک محيط و عمل،

کدگذاري مي کند.

عوامل انساني

ديگر ،چشم، گوشحس کردن:1.

ارگان ها

اندام هاي ،بيني، پا، دستاثرگذاري:2.

ديگر

عوامل روباتيک

يابنده هاي ، دوربينحس کردن:3.

مادون قرمز

موتوراثرگذاري:4.

environment ?

agent

sensors

effectors

percepts

actions

عامل ها چگونه بايد عمل کنند؟

چيزي است که کار درست انجام عامل منطقي:

مي دهد.

آن است که باعث موفق ترين عامل عمل درست:

گردد.

چگونگي موفقيت يک عامل را تعيين کارايي:

مي کند.

تفاوت ميان منطقي بودن و دانش کل

(omniscience):

عام�ل دان�اي ک�ل مع�ني خ�روجي واقعي اعم�ال خ�ود را دانس�ته و

دانش ک�ل در واقعيت غ�يرممکن ب�ر پاي�ه آن عم�ل مي کن�د ام�ا

است.

باي�د هم�ان ک�اري اگ�ر معين ک�نيم ک�ه ه�ر عام�ل هوش�مند هم�واره

اس�ت، مناس�ب عم�ل در ک�ه ده�د انج�ام هيچگ�اه نمي ت�وان را

عاملي را طراحي نمود که اين مشخصات را مرتفع سازد.

آن چه در هر زماني منطقي است به چهار چيز وابسته

است:

.معيار کارايي که درجه موفقيت را تعيين مي کند

هر چيزي که تا کنون عامل، ادراک نموده است. ما اين

ه کامل ادراکي را دنباله ادراکي مي ناميم.چتاريخ

.آنچه که عامل درباره محيط خود مي داند

.اعمالي که عامل مي تواند صورت دهد

وابسته به دنباله ادراکي تا حال است.رفتار عامل

قلمداد تحليل سيستم هاعامل را بايد به عنوان ابزاري براي

کرد؛

که جهان را به دو بخش عامل و نه شخصيتي مطلق

غير عامل ها تقسيم مي کند.

نگاشت ايده آل از دنباله هاي ادراکي به عمليات

هر عامل خاصي را به وسيله جدولي توصيف مي کنيم، که در

ادراکي قرار مي گيرد. آن عمل آن در پاسخ به هر دنباله

اين بدان معني نيست که ما جدول خاصي با يک ورودي براي

هر دنباله ادراک ممکني توليد کنيم. مي توان مشخصات

کننده آنها انجام داد. نگاشت را بدون شمارش خسته

مثال:

تابع ريشه دوم

دنباله ادراکي:

دنباله اي از کليدهاي زده شده

نگاشت ايده آل:

نشان داده شده xبراي مقادير مثبت

نيز مثبت باشد و عمل مناسب zتوسط ادراک،

نمايش نشان داده شود.

خودمختاري:

ينجا تعريف عامل بايد کامل تر شود و بخش دانش دروني به ادر

آن اضافه مي گردد.

دانش خود و تجربهرفتار عامل مي تواند متکي بر دو پايه

. بنا نهاده شوددروني

اين رفتار، در ساخت عامل براي شرايط محيطي خاص که در

آن عمل خواهد کرد، استفاده مي شود.

سيستم به وسعتي خود مختار است که رفتار آن بر اساس

تجربه خودش تعيين مي کند. زماني که عامل فاقد تجربه و يا

� تصادفي عمل خواهد کرد، مگر آنکهکم تجربه است، مسلما

طرح کمک هايي به آن داده باشد.

� خود مختار بايد قادر ب آميز عمل موفقيته عامل هوشمند واقعا

امنه وسيعي از محيط ها باشد و البته بايد زمان کافي براي ددر

تطبيق نيز به آن داده شود.

ساختار عامل هاي هوشمند

است؛طراحي برنامه عاملوظيفه هوش مصنوعي

است که نگاشت عامل از ادراک به اين طراحي شامل تابعي

عمليات را پياده سازي مي کند.

فرض مي کنيم برنامه عامل بر روي نوعي ابزار معماري:

محاسبه گر اجرا مي گردد که آن را معماري مي ناميم.

برنامه عامل، بايد توسط معماري قابل پذيرش و اجرا باشد.

�، معماري ادراک از طريق حس گرها را براي برنامه آماده عموما

ساخته، برنامه را اجرا نموده و اعمال انتخابي برنامه را به

عمل کننده هاي سيستم منتقل مي کند.

ارتباط بين عامل ها، معماري ها و برنامه ها را مي توان به صورت ذيل

جمع بندي نمود:

برنامه+ معماري= عامل

در اينجا مسئله تمايز بين محيط واقعي و مصنوعي مطرح

مي شود؛ اما

:پيچيدگي مابين، مسأله اصلي

،ارتباط رفتار عامل

، ودنباله ادراکي توليد شده بوسيله محيط

است.، اهدافي که عامل قصد حصول آن را دارد

( turingمشهور ترين محيط مصنوعي، محيط تست تورينگ )

است.

برنامه هاي عامل:

تشابهات عامل هاي هوشمند:

دريافت ادراک محيطي

توليد اعمال الزم

دو نکته در مورد شالوده برنامه قابل ذکر هستند:

برنامه عامل تنها يک درک از شرايط محيطي واحد را به عنوان 1.

ورودي دريافت مي کند.

هدف يا معيار کارايي بخشي از برنامه شالوده نخواهد بود.2.

چرا تنها به پاسخ ها نگاه نمي کنيم؟

جدول مراجعه بايد بر پايه حفظ کامل دنباله ادراکي در حافظه عمل

يندکس سازي داخل جدول استفاده کند. انموده و از آن براي

جدول عامل نوع راننده تاکسي

محيط اهداف عمليات ادراکات نوع عامل

جاده، پياده رو، ترافيک، مشتري

ايمني، سرعت،

قانونمندي، راحتي، افزايش سودمندي

راهنمايي کردن،

شتاب دهنده، ترمز، صحبت

با مسافر

دوربين ها، سرعت سنج، GPS، Sonar

ميکروفون

راننده تاکسي

جنبه هاي مختلف يک عمل، انواع مختلف برنامه هاي عامل را

پيشنهاد خواهد کرد.

عامل را مورد بررسي قرار مي دهيم:4براي مثال،

عامل هاي واکنشي ساده

عامل هايي که اثرات دنيا را حفظ مي کنند

عامل هاي هدف گرا

عامل هاي سودمند

عامل هاي واکنشي ساده

در اينجا جدول رجوع بايد مورد توجه قرار گرفته و فيلدهاي مختلف

آن توسط اطالعات ورودي پر شود.

اتصاالتي )واکنش هايي( وجود دارند که انسان ها بسياري از آنها را

دارا بوده:

برخي از آنها قابل يادگيري و برخي ديگر غريزي است.

نشان دهنده وضعيت داخلي جاري مربع مستطيل:

فرايند تصميم گيري عامل

نشان دهنده وضعيت اطالعات پس زمينهبيضي:

En

viron

men

t

What the world is like now

What action I should do nowCondition-action

rules

AgentSensors

Effectors

دياگرام شماتيک از عامل ساده واکنشي

عامل هايي که اثرات دنيا را حفظ مي کنند

از آنج�ايي ناش�ي مي ش�ود ک�ه حس�گرها نمي توانن�د دسترس�ي کام�ل

به وضعيت دنيا را به وجود آورند.

در چ�نين ش�رايطي، عام�ل ممکن اس�ت نيازمن�د دس�تکاري ب�رخي

اطالع���ات وض���عيت داخلي باش���د ت���ا از طري���ق آن تم���ايز بين

وض�عيت هاي دني�ا ک�ه در ظ�اهر ورودي ادراکي يکس�اني مي کنن�د

� متفاوتي دارند را ميسر سازد. ولي در واقع معني کامال

همزمان با گذر بهنگام سازي اطالعات وضعيت داخلي

زمان نيازمند دو نوع دانش کد شده در برنامه عامل است.

: نيازمند آنيم که برخي اطالعات درباره چگونگي تغيير جهان اول

مستقل از عامل را داشته باشيم.

: نيازمند اطالعات درباره اعمال خود هستيم که بر روي دنيا دوم

اثرگذار است.

عامل واکنشي با حالت داخليE

nviro

nm

ent

What the world is like now

What action I should do now

Agent

sensors

Effectors

What my action do

How the world evolves

State

Condition-action rules

:عامل هاي هدف گرا

دانستن درباره وضعيت کنوني محيط همواره براي تصميم گيري

عمل نمي تواند کافي باشد.

به همان گونه که عامل نيازمند شرح وضعيت جاري است، به

( مي باشد که توضيح موقعيت goalنوعي نيازمند اطالعات هدف)

مطلوب است.

برنامه عامل مي تواند اين اطالعات را با اطالعاتي درباره نتايج

اعمال ممکن )همانند اطالعاتي که در عامل واکنش براي

بهنگام سازي وضعيت داخلي استفاده شد( ترکيب نموده تا اعمال

مناسب را براي دسترسي به هدف انتخاب نمايد.

که رضايت از هدف بالفاصله از عمل در مواقعي ساده است:

واحد توليد گردد.

که عامل بايد دنباله هاي طوالني را در مواقعي پيچيده است:

در نظرگرفته تا راهي براي دستيابي به هدف پيدا کند.

در مواقع پيچيده، جستجو و برنامه ريزي به يافتن دنباله اعمال

منجر خواهند شد.

تفاوت عامل هاي واکنشي و هدف گرا:

در طراحي عامل هاي واکنشي طراح براي حاالت متفاوت عملي

درست را پيش محاسبه مي کند. در عامل هاي هدف گرا، عامل

مي تواند دانش خود را در مورد چگونگي واکنش بهنگام سازد.

براي عامل واکنشي ما مجبور به دوباره نويسي تعداد زيادي 1.

قوانين شرط –عمل خواهيم بود.

عامل هدف گرا نسبت به رسيدن به مقاصد متفاوت انعطاف 2.

پذير است.

بسادگي با تعيين يک هدف تازه، مي توانيم عامل هدف گرا را 3.

به رفتار تازه برسانيم.

What it will be like if I do action A

En

viron

men

t

What the world is like now

What action I should do now

Agent

sensors

Effectors

Goals

What my action do

How the world evolves

State

عاملي با اهداف دقيق

عامل هاي سودمند:

.اهداف به تنهايي براي توليد رفتار با کيفيت باال کافي نيستند

مالک کارايي عومي بايد مقايسه اي بين وضعيت هاي دنياي

متفاوت )يا دنباله حاالت( را بر پايه چگونگي رضايت عامل در

صورت حصول هدف بدهد.

ترجيح داده مي شود، يگر يک وضعيت دنيا به ديگر ابنابراين

آنگاه آن براي عامل سودمند تر خواهد بود

تابعي است که يک وضعيت را به عدد حقيقي سودمندي:

نگاشت مي دهد، که درجه رضايت مربوط را تشريح مي کند.

مشخصات کامل تابع سودمندي امکان تصميم گيري منطقي را

دارد، اجازه مي دهد.براي دو نوع حالتي که هدف مشکل

زماني که اهداف متناقص وجود دارند.1.

دارند که عامل مي تواند آنها را هدف زماني که چندين هدف2.

قرار دهد و هيچکدام از آنها با قطعيت قابل حصول نيست.

اعمال بوسيله عامل بر محيط انجام ارتباط بين عامل و محيط:

مي شود، که خود ادراک عامل را مهيا مي سازد.

خواص محيط:

قابل دسترسي در مقابل غير دسترسي

قطعي در برابر غير قطعي

اپيزوديک در مقابل غيراپيزوديک

ايستا در مقابل پويا

گسسته در مقابل پيوسته

قابل دسترسي در مقابل غيرقابل دسترسي

: محيطي که عامل آن توسط ابزار محيط قابل دسترسي

حس کننده اش امکان دسترسي به وضعيت کامل محيط را داشته

باشد.

محيط قابل دسترسي راحت است، زيرا عامل نيازمند دستکاري

هيچ وضعيت داخلي براي حفظ دنيا را نخواهد داشت.

قطعي در مقابل غير قطعي

اگر وضعيت بعدي محيط محيطي است که محيط قطعي:

بوسيله وضعيت کنوني و اعمالي که با عامل ها انتخاب گردد،

تعيين شود.

بهتر است به قطعي يا غير قطعي بودن محيط از ديدگاه عامل

نگاه کنيم.

اپيزوديک در مقابل غير اپيزوديک

( محيط اپيزوديکepisodic تجربه عامل به اپيزودهايي ،)

تقسيم مي گردد.

.هر اپيزود شامل درک و عمل عامل است

.کيفيت اعمال آن تنها به خود اپيزود وابسته است

محيط هاي اپيزودي بسيار ساده ترند زيرا عامل نبايد به جلوتر

فکر کند.

ايستا در مقابل پويا

محيطي که در حين سنجيدن عامل تغيير مي کند.محيط پويا:

محيطي که با گذر زمان تغيير نمي کند اما امتياز محيط نيمه پويا:

کارايي تغيير مي کند.

بهمحيط هاي ايستا براي کار ساده هستند زيرا عامل نياز

نگاه کردن به دنيا در حين تصميم گيري عملي نداشته و همچنين

در مورد گذر زمان نيز نگران نمي باشد.

گسسته در مقابل پيوسته

اگر تعداد محدود و مجزا از ادراک و اعمال محيط گسسته:

بوضوح تعريف شده باشد.

بازي شطرنج گسسته است. -

رانندگي تاکسي پيوسته است. -

سخت ترين حالت در بين حاالت موجود براي محيط:

غير قابل دسترسي، غير اپيزوديک، پويا و پيوسته

محيط قابل دسترسي

قطعي اپيزوديک ايستا گسسته

شطرنج به همراه ساعت YES YES NO Semi YES

شطرنج بدون ساعت YES YES NO YES YES

پوکر NO NO NO YES YES

تخته نرد YES NO NO YES YES

راندن تاکسي NO NO NO NO NO

سيستم تشخيص پزشکي NO NO NO NO NO

سيستم تحليل تصوير YES YES YES Semi NO

ربات جابجا کننده اشياء NO NO YES NO NO

کنترل کننده پااليشگاه NO NO NO NO NO

آموزش دهنده انگليسي با ارتباط متقابل

NO NO NO NO YES

مثال هايي از انواع محيط و ويژگي هاي آنها

برنامه هاي محيط

شبيه ساز يک يا چند عامل را به عنوان ورودي گرفته و بگونه اي

عمل مي کند که هر عامل ادراک درست و نتيجه بازگشتي عمل

خود را بدست آورد.

شبيه ساز محيط را بر اساس اعمال و ديگر فرآيند هاي پوياي

محيط بهنگام مي سازد.

.محيط با وضعيت آغازين و تابع بهنگام سازي تعريف مي گردد

حل مسائل توسط جستجو

فصل سوم:

يک نوع عامل هدفگرا، عامل حل مسئله ناميده مي شود.

توس�ط ي�افتن ت�رتيب عملي�ات تص�ميم عامل ه}اي ح}ل مس}ئله

مي گيرن�د ک�ه چ�ه انج�ام دهن�د ت�ا آنه�ا را ب�ه حالت ه�اي مطل�وب

سوق دهد.

عامل هاي حل مسئله

� عامل هاي هوشمند به طريقي عمل مي کنند که محيط مستقيما

به داخل دنباله حالت هايي وارد شود که معيار کارآرايي را

افزايش مي دهند.

عمليات به گونه اي ساده سازي مي شوند که عامل قادر باشد تا

هدفي را قبول کرده و به آن برسد.

الگوريتم جستجو مسئله اي را به عنوان ورودي دريافت نموده

و راه حلي را به صورت دنباله عمليات بر مي گرداند.

و پيدا مي شودي راه حل،زمان مرحله اي است که در آن فاز اجرايي:

عمليات پيشنهادي مي توانند انجام شوند.

سازي، »فرمولهبه طور ساده براي طرح يک عامل مراحل

.در نظر مي گيريم را جستجو، اجرا«

پس از فرموله سازي يک هدف و يک مسئله براي حل عامل،

رويه جستجويي را براي حل آن مسئله فراخواني مي کند. 1.

از راه حل براي راهنمايي عملياتش استفاده مي کند و هرآنچه که 2.

.راه حل پيشنهاد مي کند را انجام مي دهد

.آن مرحله را از دنباله حذف مي کند 3.

عامل هدف جديدي را پيدا مي کند. حل اجرا شد، زماني که راه 4.

چهار نوع اساسي از مسائل وجود دارند:

( مسائل تک حالتهSingle-state)

( مسائل چند حالته Multiple-state)

( مسائل احتمالي Contingency)

مسائل ( اکتشافيExploration)

دانش و انواع مسئله

دنياي مکش )جاروبرقي(:

دنيا حاوي دو محل باشد:اگر

هر محل ممکن است که شامل خاک باشد و يا نباشد و عامل

ممکن است که در يک محل يا ديگر محل ها باشد؛ که داراي هشت

حالت متفاوت خواهد بود.

هدف تميز کردن تمام خاک هاست که در اينجا معادل با مجموعه

{ است.7و 8حالت }

مدل هاي مختلف براي مسئله جاروبرقي:

مدل تک حالته:-

حس گرهاي عامل به آن اطالعات کافي مي دهند تا وضعيت

دقيق مشخص شود. )دنيا قابل دسترسي است(. عامل

مي تواند محاسبه کند که کدام وضعيت پس از هر دنباله از

عمليات قرار خواهد گرفت.

مدل چند حالته:-

عامل تمام اثرهاي عملياتش را مي داند اما دسترسي به حالت

دنيا را محدود کرده است.

� قابل دسترسي نيست عامل بايد در مورد زماني که دنيا تماما

مجموعه حالت هايي که ممکن است به آن برسد استدالل

کند.

مدل احتمالي:-

ا اين م�دل ح�ل مس�ئله، حس گره�ايي را در ط�ول ف�از اج�رايي ني�از ب

داريم. عام�ل اکن�ون باي�د تم�ام درخت عملي�اتي را ب�ر خالف دنبال�ه

عملي�اتي منف�رد، محاس�به کن�د. ک�ه ب�ه ط�ور کلي ه�ر ش�اخه درخت، ب�ا

يک امکان احتمالي که از آن ناشي مي شود، بررسي مي شود.

مدل اکتشافي: -

عاملي که هيچ اطالعاتي در مورد اثرات عملياتش ندارد.

در اين ح�الت، عام�ل باي�د تجرب�ه کن�د و ب�ه ت�دريج کش�ف کن�د ک�ه چ�ه

عملي�اتي باي�د انج�ام ش�ود و چ�ه وض�عيت هايي وج�ود دارن�د. اين روش

يک نوع جستجو است.

اگ�ر عام�ل نج�ات ياب�د، »نقش�ه اي« از محي�ط را ي�اد مي گ�يرد ک�ه

مي تواند مسائل بعدي را حل کند.

مسائل و راه حل هاي خوب تعريف شده

در واقع مجموعه اي از اطالعات است که عامل از آنها براي مسئله:

تصميم گيري در مورد اينکه چه کاري انجام دهد، استفاده مي کند.

عمليات هستند. عناصر اوليه تعريف يک مسئله، وضعيتها

براي تعريف يک مسئله موارد زير نياز داريم:

( وض�عيت آغ�ازينinitial state ک�ه عام�ل خ�ودش از ب�ودن در آن )

آگاه است.

مجم�وعه اي از عملي�ات ممکن، ک�ه ب�راي عام�ل قاب�ل دسترس�ي

باشد.

( آزم�ون ه�دفgoal test ک�ه عام�ل مي توان�د در ي�ک تعري�ف ،)

وض�عيت منف�رد آن را تقاض�ا کن�د ت�ا تع�يين گ�ردد ک�ه آن ح�الت،

وضعيت هدف است يا خير.

ت�ابع هزين�ه مس�ير، ت�ابعي اس�ت ک�ه ب�راي ه�ر مس�ير، ه�زينه اي را

مشخص مي شود.gدر نظر مي گيرد؛ و با حرف

هزينه يک سفر= مجموع هزينه هاي عمليات اختصاصي

در طول مسير

براي حل مسئله چند حالته، فقط به يک اصالح جزئي نياز داريم:

يک مسئله شامل:

يک مجموعه حالت اوليه

مجموعه اي از عملگرهاي ويژه براي هر عمل به گونه اي که از

هر وضعيت داده شده مجموعه اي حاالت رسيده شده و يک

آزمون هدف و تابع هزينه مسير را معين کند.

:گرليک عم

توسط اجتماع نتايج اعمال عملگر در هر وضعيت مجموعه،

به کار برده مي شود.

:يک مسير

. مجموعه حاالت را مرتبط مي کند

:يک راه حل

مسيري است که به مجموعه اي از حاالت که تمام آنها،

وضعيت هدف هستند، سوق مي دهند.

اندازه گيري کارايي حل مسئله:

کارايي يک جستجو، حداقل از سه طريق مي تواند اندازه گيري

:شود

آيا اين جستجو راه حلي پيدا مي کند؟1.

آيا راه حلي مناسبي است؟2.

هزينه جستجو از نظر زماني و حافظه مورد نياز براي يافتن راه 3.

حل چيست؟

هزينه جستجو+مسير هزينه مجموع هزينه جستجو=

عامل بايد تصميم بگيرد که چه منابعي را فداي جستجو و چه

منابعي را صرف اجرا کند.

انتخاب حاالت و عمليات

هنر واقعي ح��ل مس��ئله، تص��ميم گيري در م��ورد اين اس��ت ک��ه چ��ه

چيزه�ايي در تعري�ف ح�االت و عملگره�ا باي�د ب�ه حس�اب آورده ش�وند و

چه چيزهايي بايد کنار گذاشته شوند.

انتزاع:

( abstractionفرآيند حذف جزئيات از يک بارنمايي انتزاع )

ناميده مي شود.

همانگونه که تعريف را خالصه مي کنيم مي بايست

عمليات را نيز خالصه نمائيم.

انجام هر کدام از ، که مفيد است به اين دليل انتزاع

عمليات آسانتر از مسئله اصلي است.

انتخاب يک انتزاع خوب از اين رو شامل حذف تا حد

ممکن مي شود تا زماني که عمليات خالصه شده براي

انجام آسان باشند.

مسائل نمونه:

مسائل اسباب بازي

: 8معماي

مرب�ع ش�ماره دار در 8 ب�ا 3*3 نم�ونه اي اس�ت ش�امل ي�ک ص�فحة 8معم�اي

يک صفحه خالي.

هر مرب�ع ک�ه مج�اور خان�ه خ�الي اس�ت. مي توان�د ب�ه درون آن خان�ه ب�رود.

ه�دف رس�يدن ب�ه س�اختاري اس�ت ک�ه در س�مت راس�ت ش�کل نش�ان داده

4ش�ده اس�ت. نکت�ه مهم اين اس�ت ک�ه بج�اي اينک�ه بگ�وييم »مرب�ع ش�ماره

را ب�ه داخ�ل فض�اي خ�الي ح�رکت ب�ده« به�تر اس�ت بگ�وييم »فض�اي خ�الي

جايش را با مربع سمت چپش عوض کند.«

5 1 2 3

8 4

7 6 5

4

16 8

7 3 2

Start State Goal State

مسائل نمونه:مسائل اسباب بازي

6 مربع را در يکي از 8 توصيف وضعيت مکان هر ها: حالت

خانة صفحه مشخص مي کند. براي کارايي بيشتر، بهتر است که

فضاهاي خالي نيز ذکر شود.

راست، باال و پائين حرکت کند. ، فضاي خالي به چپعملگر ها:

وضعيت با ساختار هدف مطابقت مي کند. آزمون هدف:

دارد، بنابراين هزينه مسير 1 هر قدم ارزش هزينه مسير:

همان طول مسير است.

وزير:8مسئله

وزي��ر ب��ر روي ص��فحه 8 وزي��ر، ق��رار دادن 8هدف از مس��ئله

ش�طرنج ب�ه ص�ورتي اس�ت ک�ه هيچ وزي�ري نتوان�د ب�ه ديگ�ري حمل�ه

کند.

دو ن��وع بي��ان رياض��ي اص��لي وج��ود دارد بي��ان افزايش��ي ک��ه ب��ا

ج�ايگزيني وزيره�ا، ب�ه ص�ورت يکي يکي ک�ار مي کن�د و ديگ�ري بي�ان

وزي�ر روي ص�فحه ش�روع مي کن�د و 8وض�عيت کام�ل ک�ه ب�ا تم�ام

آنها را حرکت مي دهد.

امکان داريم. 64اين فرمول ما در

بن�ابراين م�ا تس�ت ه�دف و هزين�ه مس�ير را ب�ه ص�ورت زي�ر خ�واهيم

داشت:

وزير روي صفحه، که با هم برخورد ندارند. 8 آزمون هدف:

صفر. هزينه مسير:

وزير بدون هيچ برخورد. 8 ترتيب از صفر تا حاالت:

ي�ک وزي�ر را در خ�الي ترين س�تون س�مت چپ ج�ايگزين عملگره}ا:

کنيد که هيچ برخوردي با بقيه نداشته باشد.

Cryptarithmetic :

در مسائل کريپتاريتمتيک، حروف به جاي ارقام مي نشينند و هدف يافتن

جايگزيني از اعداد براي حروف است که مجموع نتيجه از نظر رياضي

� هر حرف بايد به جاي يک رقم مختلف بنشينند. درست باشد. معموال

FORTYمثال:

+TEN

+TEN

----------

SIXTY

29786

+850

+850

----------

31486

F=2, O=9, R=7, etc.

يک فرمول ساده:

با چند حروف جايگزين شده Cryptarithmetic يک معماي حاالت:

توسط ارقام.

� در ي وقوع يک حروف را با يک رقم جايگزعملگرها: ن کنيد که قبال

معما ظاهر نشده باشد.

معما فقط شامل ارقام است و يک مجموع صحيح آزمون هدف:

را بر مي گرداند.

صفر- تمام راه حل هاي صحيح است.هزينه مسير:

م:مي خواهيم که از تبديل جايگزيني هاي مشابه اجتناب کني

قبول يک ترتيب ثابت مانند ترتيب الفبايي.

هر کدام که بيشترين محدوديت جايگزيني را دارد، انتخاب

يعني حرفي که کمترين امکان مجاز را دارند، ؛کنيم

محدوديت هاي معما را مي دهد.

دنياي مکش:

عامل از جاي خودش اطالع دارد و تمام مسئله تک حالته:

مکان هاي آلوده را مي شناسد و دستگاه مکنده ما درست کار

مي کند.

حالت نشان داده شده.8 يکي از حاالت:

حرکت به چپ، حرکت به راست، عمل مکش. عملگرها:

هيچ خاکي در چهار گوش ها نباشد. آزمون هدف:

دارد.1 هر عمل ارزش هزينه مسير:

عامل داراي حسگر نمي باشد. مسئله چند حالته:

زير مجموعه اي از حاالت.مجموعه وضعيت ها :

حرکت به چپ، حرکت به راست، عمل مکش. عملگرها:

تم�ام ح�االت در مجموع�ه حالت ه�ا فاق�د خ�اک آزم}ون ه}دف:

باشند.

دارد. 1 هر عمل هزينه هزينه مسير:

مسئله کشيش ها و آدمخوارها:

سه کش�يش و س�ه آدم خ�وار در ي�ک ط�رف رودخان�ه ق�رار دارن�د

و هم چ�نين ق�ايقي ک�ه ق�ادر اس�ت ي�ک ي�ا دو نف�ر را حم�ل کن�د.

راهي را بيابي�د ک�ه ه�ر نف�ر ب�ه س�مت ديگ�ر رودخان�ه ب�رود، ب�دون

آنکه تعداد کشيش ها در يکجا کمتر از آدم خوارها شود.

يک حالت شامل يک دنبالة مرتب شده از عدد است که حاالت:

تعداد کشيش ها، تعداد آدمخوارها و محل قايق در ساحلي از

رودخانه که از آنجا مسئله شروع شده را نمايش مي دهد.

از هر حالت، عملگرهاي ممکن يک کشيش، يک عملگرها:

آدمخوار، دو کشيش، دو آدمخوار، يا يکي از هر کدام را در قايق

جا مي دهند.

(.0 و 0و 0 رسيدن به حالت)آزمون هدف:

تعداد دفعات عبور از رودخانه.هزينه مسير:

:يبمسيريا

الگوريتم هاي مسير يابي کاربردهاي زيادي دراند، مانند مسيريابي

در شبکه هاي کامپيوتري، سيستم هاي خودکار مسافرتي و

سيستم هاي برنامه نويسي مسافرتي هوايي.

مسائل دنياي واقعي

:مسائل فروشنده دوره گرد و تور

مس�ئله فروش�نده دوره گ�رد مس�ئله مش�هوري اس�ت ک�ه در آن ه�ر

ش�هر ح�داقل يکب�ار باي�د مالق�ات ش�ود ه�دف ي�افتن کوت�اهترين مس�ير

است.

عالوه ب�ر مک�ان عام�ل، ه�ر ح�الت باي�د مجموع�ه ش�هرهايي را ک�ه

عامل مالقات کرده، نگه دارد.

ش���نده دوره گ���رد، اين وعالوه ب���ر برن���امه ريزي ص���فر ب���راي فر

الگوريتم ه�ا ب�راي اعم�الي نظ�ير برن�امه ريزي حرک�ات مت�ه خوردک�ار

سوراخ کننده برد مدار استفاده مي شود.

:VISIطرح

ابزار طراحي کمکي کامپيوتري در هر فازي از پردازش استفاده

مي شود دو وظيفه بسيار مشکل عبارتند از:

Channel routing

Cell layout

که بعد از اينکه ارتباطات و اتصاالت مدار کامل شد، اين دو قسمت

انجام مي شوند.

هدف ط�راحي م�داري روي تراش�ه اس�ت ک�ه کم�ترين مس�احت و

طول اتصاالت و بيشترين سرعت را داشته باشد.

هدف ق�رار دادن س�لول ها روي تراش�ه ب�ه گ�ونه اي اس�ت ک�ه آنه�ا

روي هم ق��رار نگيرن��د و بن��ابراين فض��ايي ن��يز ب��راي س��يم هاي

ارتباطي وجود دارد که بايد بين سلول ها قرار گيرند.

کانال ي�ابي، مس�ير وي�ژه اي را ب�راي ه�ر س�يم ک�ه از فواص�ل بين

.سلول ها استفاده مي کند، پيدا مي کند

:هدايت ربات

ي��ک رب��ات مي توان��د در ي��ک فض��اي پيوس��ته ب��ا ي��ک مجموع��ه

نامحدودي از حاالت و عمليات ممکن حرکت کند.

ربات ه�اي واقعي باي�د ق�ابليت تص�حيح اش�تباهات را در خوان�دن

حسگرها و کنترل موتور داشته باشند.

:خط توليد خودکار

در مس�ائل س�رهم بندي، مش�کل ي�افتن ق�انوني اس�ت ک�ه تکه ه�اي چن�د

ش�يئي را جم�ع کن�د. اگ�ر ت�رتيب نادرس�ت انتخ�اب ش�ود، راهي نيس�ت

ک�ه بت�وان قس�مت هاي بع�دي را ب�دون از ن�و انج�ام دادن قس�مت هاي

قبلي، اضافه کرد.

کن�ترل ي�ک مرحل�ه در دنبال�ه، ي�ک مس�ئله جس�تجوي پيچي�دة هندس�ي

اس��ت ک��ه ارتب��اط ن��زديکي ب��ا ه��دايت رب��ات دارد. از اين رو تولي��د

ت��رين قس��مت دنبال��ه س��رهم بندي اس��ت و مابع��دهاي مج��از گران

اس�تفاده از الگوريتم ه�اي آگاهان�ه ب�راي ک�اهش جس�تجو، ض�روري

است.

:جستجو براي راه حل

نگهداري و گسترش يک مجموعه از دنباله هاي راه حل ناتمام.

بنا بر اصل جستجويافتن راه حل حالت هاي موجود و جستجوي.

:توليد دنباله هاي عمل

فراين�دي ک�ه از طري�ق تولي�د مجموع�ه فراين}د گس}ترش ح}الت:

جدي�دي از ح�االت، عملگره�ا در ح�الت ج�اري را ب�ه ک�ار گرفت�ه، و

� حالت هدف را در مجموعه وارد مي کند. نتيجتا

انتخ�اب ي�ک ح�الت و کن�ار گذاش�تن بقي�ه ب�راي بع�د، اص}ل جس}تجو:

زماني که اولين انتخاب به حل مسئله منجر نشود.

ي�ک گ�ره جس�تجو اس�ت ک�ه ب�ا ح�الت اولي�ه ريش}ه درخت جس}تجو:

مطابقت دارد.

ح�االتي هس�تند ک�ه داراي فرزن�دي در گره ه}اي ب}رگي درخت:

درخت نيستند.

:ساختارهاي داده براي درخت هاي جستجو

گره به عنوان يک ساختار داده با پنج قسمت به شرح زير است:

.وضعيتي که گره در فضاي حاالت دارا مي باشند

گره اي که در جستجوي درخت، گره جديدي را توليد کرده

.است )گره والد(

عملگري که براي توليد گره به کار رفته است.

)تعداد گره هاي مسير، از ريشه تا گره موردنظر )عمق گره.

هزينه مسير، از حالت اوليه تا گره.تفاوت بين گره ها و حالت ها:

در صورتي که حالت ها شامل چنين ؛گره ها عمق و والد دارند

.چيزهايي نيستند

استراتژي جستجو:

معيار زير باشند:4استراتژي ها بايد داراي

کامل بودن

پيچيدگي زماني

پيچيدگي فضا

بهينگي

: استراتژي را بررسي خواهيم کرد6ما

جستجوي سطحي

جستجوي با هزينه يکسان

جستجوي عمقي

جستجوي عمقي محدود شده

جستجوي عميق کننده تکراري

جستجوي دوطرفه

:جستجوي سطحي

در اين اس�تراتژي ک�ه بس�يار سيس�تماتيک اس�ت، ابت�دا گ�ره ريش�ه، و

سپس تمام گره هاي ديگر گسترش داده مي شوند.

، قب�ل از گره ه�اي عمي�ق dبه عب�ارت کلي ت�ر، تم�ام گره ه�اي عمي�ق

d+1.گسترش داده مي شوند

مزايا:

جس�تجوي س�طحي، کام�ل و بهين�ه مي باش�د زي�را هزين�ه مس�ير، ي�ک

تابع کاهش نيابنده از عمق گره است.

معايب:

مي باشد که نمايي است.O(bd)مرتبه زماني

نياز به حافظه زياد.

:جستجوي با هزينه يکسان

در شرايط عمومي، اولين راه حل، ارزان ترين در اين استراتژي،

راه نيز هست.

اندازه گيري شود، در اين صورت g(n)اگر هزينه مسير توسط تابع

جستجوي سطحي همان جستجوي با هزينه يکسان است با:

g(n)=DEPTH(n)

:جستجوي عمقي

اين اس�تراتژي، يکي از گره ه�ا را در پ�ائين ترين س�طح درخت بس�ط

مي ده�د؛ ام�ا اگ�ر ب�ه نتيج�ه نرس�يد، ب�ه س�راغ گره ه�ايي در س�طوح کم

عميق تر مي رود.

مزايا:

� کمي فق�ط ب�راي ذخ�يره مس�ير اين جس�تجو، ني�از ب�ه حافظ�ه نس�بتا

واح�دي از ريش�ه ب�ه ي�ک گ�ره ب�رگي، و گره ه�اي باقي مان�ده بس�ط داده

نشده دارد.

ف�اکتور انش�عاب b مي باش�د. ب�ه طوريک�ه O(bm)پيچي�دگي زم�اني

حداکثر عمق درخت باشد.mفضاي حالت، و

معايب:

اگر مسيري را اشتباه طي کند، هنگام پائين رفتن گير مي کند.

جستجوي عمقي نه کامل و نه بهينه است.

در درخت هاي با عمق نامحدود و بزرگ اين استراتژي کار

نمي کند.

:جستجوي عمقي محدود شده

اين اس�تراتژي، ب�راي ره�ايي از دامي ک�ه جس�تجوي عمقي در آن

از يک برش استفاده مي کند. گرفتار مي شد،

جستجوي عمقي محدود شده کامل است اما بهينه نيست.

زم��ان و پيچي��دگي فض��اي جس��تجوي عمقي محدودش��ده، مش��ابه

و O(bL)جس��تجوي عمقي اس��ت. اين جس��تجو پيچي��دگي زم��اني

محدودة عمق است.L را خواهد داشت، که O(bL)فضاي

� تم�ام گره ه�ا در س�طح پ�ائين در ي�ک درخت جس�تجوي نم�ايي، تقريب�ا

هس�تند، بن�ابراين م�وردي ن�دارد ک�ه س�طوح ب�االيي چن�دين مرتب�ه

ط داده ش�وند. تع�داد بس�ط ها در ي�ک جس�تجوي عمقي مح�دود س�ب

به قرار زير است:b و فاکتور انشعاب dشده با عمق

1+b+b2+…+bd-2+bd-1+bd

:جستجوي عميق کننده تکراري

قس��مت دش��وار جس��تجوي عمقي مح��دود ش��ده، انتخ��اب ي��ک

محدودة خوب است.

مح�دوده، مح�دودة عم�ق به�تري را اگ�ر اين ک�نيم، م�ا را ب�ه پي�دا

ب�راي بيش�تر مس�ائل، ام�ا س�وي جس�تجوي ک�اراتري س�وق مي ده�د.

مح�دودة عمقي مناس�ب را ت�ا زم�اني ک�ه مس�ئله ح�ل نش�ده اس�ت،

نمي شناسيم.

جس�تجوي عميق کنن�دة تک�راري اس�تراتژي اس�ت ک�ه نظري�ه انتخ�اب

توس�ط امتح�ان تم�ام مح�دودة مس�يرهاي ،به�ترين مح�دودة عمقي

ممکن را يادآوري مي کند.

مزايا:

ترکيبي از مزاياي جستجوي سطحي و عمقي را دارد.

اين جس�تجو مانن�د جس�تجوي س�طحي کام�ل و بهين�ه اس�ت، ام�ا فق�ط

مزيت درخواست حافظه اندک را از جستجوي عمقي دارد.

مرتب�ه بس�ط ح�االت مش�ابه جس�تجوي س�طحي اس�ت، ب�ه ج�ز اينک�ه

بعضي حاالت چند بار بسط داده مي شوند.

در جس�تجوي عميق کنن�ده تک�راري، گره ه�اي س�طوح پ�ائيني ي�ک ب�ار

بس�ط داده مي ش�وند، آنه�ايي ک�ه ي�ک س�طح ب�االتر ق�رار دارن�د دوب�ار

بس�ط داده مي ش�وند و الي آخ�ر ت�ا ب�ه ريش�ه درخت جس�تجو برس�د،

بار بسط داده مي شوند.d+1که

بنابراين مجموع دفعات بسط در اين جستجو عبارتست از:

(d+1)1+(d)b+(d-1)b2+…+3bd-2+2bd-1+1bd

اس�ت، و پيچي�دگي فض�ا O(bd)پيچي�دگي زم�اني اين جس�تجو هن�وز

O(bd).است

در ح�الت کلي، عميق کنن�ده تک�راري، روش جس�تجوي برت�ري اس�ت؛

ک�ه فض�اي جس�تجوي ب�زرگي وج�ود دارد و عم�ق راه ح�ل ن�يز زم�اني

مجهول است.

:جستجوي دوطرفه

ايده جستجوي دوطرفه در واقع شبيه سازي جستجويي به سمت

هدف است و زماني که جلو از حالت اوليه و به سمت عقب از

اين دو جستجو به هم برسند، متوقف مي شود.

براي پياده سازي الگوريتم سؤاالت زير بايد پاسخ داده شوند:

سؤال اصلي اين است که، جستجو از سمت هدف به چه معني است؟ 1.

n را گره هايي درنظر مي گيريم که n( يک گره predeccessorsماقبل هاي )

( آنها باشد. جستجو به سمت عقب بدين معناست که successorمابعد )

توليد ماقبل ها از گرة هدف آغاز شود.

زم�اني ک�ه تم�ام عملگره�ا، قاب�ل وارونه ش�دن باش�ند، مجموع�ه ماقبل ه�ا و 2.

.مابعدها يکسان هستند

هاي متف�اوتي وج�ود داش�ته باش�د؟ اگ�ر مي ت�وان ک�رد زم�اني ک�ه ه�دفچه ک�ار3.

ليس�ت ص�ريحي از حالت ه�اي ه�دف وج�ود داش�ته باش�د، مي ت�وانيم ي�ک ت�ابع

ماقب�ل ب�راي مجموع�ه ح�الت تقاض�ا ک�نيم در حاليک�ه ت�ابع مابع�د ي�ا )جانش�ين( در

جستجوي مسائل چندوضعيته به کار مي رود.

باي�د ي�ک راه م�وثر ب�راي کن�ترل ه�ر گ�ره جدي�د وج�ود داش�ته باش�د ت�ا متوج�ه 4.

� در درخت جس�تجو توس�ط جس�تجوي ط�رف ديگ�ر، ش�ويم ک�ه آي�ا اين گ�ره قبال

ظاهر شده است يا خير.

ه�ر نيم�ه قص�د انج�ام ني�از داريم ک�ه تص�ميم بگ�يريم ک�ه چ�ه ن�وع جس�تجويي در5.

دارد.

:مقايسه استراتژي هاي جستجو

ماکزيمم عمق درخت m ، عمل پاسخd، فاکتور انشعابbارزيابي استراتژي هاي جستجو.

است. محدوديت عمقl ،جستجو

dl

Bidirectional (if applicable)

Iterative Deepening

Depth-Limited

Depth-First

Uniform-Cost

Breadth-First

Criterion

bd/2 bd bl bm bd bd Time

bd/2 bd bl bm bd bd Space

Yes Yes No No Yes Yes Optimal?

Yes Yes Yes, if No Yes Yes Complete

:اجتناب از حاالت تکراري

براي مس�ائل زي�ادي، ح�االت تک�راري غيرقاب�ل اجتن�اب هس�تند. اين

ش�امل تم�ام مس�ائلي مي ش�ود ک�ه عملگره�ا قاب�ل وارون�ه ش�دن

باشند، مانند مسائل مسيريابي و کشيش ها و آدمخوارها.

سه راه ب}راي ح}ل مش}کل ح}االت تک}راري ب}راي مقابل}ه ب}ا اف}زايش

مرتبه و سرريزي فشار کار کامپيوتر وجود دارد:

ب�ه ح�التي ک�ه هم اکن�ون از آن آمده اي�د، برنگردي�د. داش�تن ت�ابع بس�ط )ي�ا مجموع�ه

عملگره�ا( از تولي�د مابع�دهايي ک�ه مش�ابه ح�التي هس�تند ک�ه در آنج�ا ن�يز وال�دين

اين گره ها وجود دارند، جلوگيري مي کند.

از ايج�اد مس�يرهاي دوار بپرهيزي�د. داش�تن ت�ابع بس�ط )ي�ا مجموع�ه عملگره�ا( 1.

از توليد مابعدهاي يک گره که مشابه اجداد آن گره است، جلوگيري مي کند.

� تولي�د نکني�د. اين مس�ئله ب�اعث 2. � تولي�د ش�ده اس�ت، مج�ددا ح�التي را ک�ه قبال

O(bd)مي ش�ود ک�ه ه�ر ح�الت در حافظ�ه نگه�داري ش�ود، پيچي�دگي فض�ايي

تع�داد ک�ل ح�االت درs توج�ه کني�د ک�ه O(s)داش�ته باش�د. به�تر اس�ت ک�ه ب�ه

فضاي حالت ورودي است.

Constraint Satisfaction)جستجوي ارضاء محدوديت

Problem):

، ح�االت توس�ط مق�ادير CSPنوع خاص�ي از مس�ئله اس�ت ک�ه

تغيره��ا تعري��ف مي ش��وند و آزم��ون ه��دف ممجم��وعه اي از

مجم��وعه اي از مح��دوديت ها را ب��ه آنه��ا اختص��اص مي ده��د ک��ه

متغير ملزم به پيروي از آنها هستند.

CSP جستجوي الگوريتم هاي توسط مي توانند -genealها

purpose ،ح���ل ش���وند، ام���ا ب���ه علت س���اختار خ���اص آنه���ا

� ب��راي ه��ايي ط��رح مي ش��وند ک��ه از CSPالگوريتم ه��ايي ص��رفا

الگوريتم هاي عمومي کارآيي بهتري دارند.

محدوديت ها به گونه هاي مختلفي ظاهر مي شوند.

محدوديت هاي يکتا

محدوديت هاي دودويي

محدوديت هاي مطلق

يت دارومحدوديت هاي اول

درCSP ،ه���اي گسس���ته ک���ه دامنه ه���اي آن مح���دود هس���تند

ش�مردن ترکيب�ات مج�از طمح�دوديت ها مي توانن�د ب�ه س�ادگي توس�

مقادير نمايش داده شوند.

ذاري، ه�ر گ ب�ا اس�تفاده از ي�ک ش�مارهCSP گسس�ته مي توان�د ب�ه

دودويي تبديل شود. CSPيک

: به کار ببريم.CSPچطور يک الگوريتم جستجوي همه منظوره را در يک

:حالتي که تمام متغيرها، تعيين نشده انددر

عملگره��ا مق��داري را ب��ه ي��ک متغ��ير از مجم��وعه مق��ادير

ممکن، نسبت مي دهند.

آزم�ون ه�دف تم�ام متغيره�ا کن�ترل مي کن�د ک�ه آي�ا مق�دار

گرفته اند و تمام محدوديت ها از بين رفته اند يا خير.

توج�ه کني�د ک�ه ح�داکثر عم�ق درخت جس�تجو درn و تع�داد متغيره�ا و

هستند. nها در عمق تمام راه حل

جس��تجوي عمقي روي ي��کCSP زم��ان جس��تجو را تل��ف مي کن��د

� مختلف شده باشند. زماني که محدوديت ها قبال

فصل چهارم:

روش هاي جستجو آگاهانه

جستجوي بهترين:

اين اس�تراتژي ب�ه اين ص�ورت بي�ان مي ش�ود ک�ه در ي�ک درخت،

زم�اني ک�ه گره ه�ا م�رتب مي ش�وند، گ�ره اي ک�ه به�ترين ارزي�ابي را

بسط داده مي شود.قبل از ديگر گره هاداشته باشد،

� :هدف ي�افتن راه حل ه�اي کم هزين�ه اس�ت، اين الگوريتم ه�ا عموم�ا

از تع�دادي معي�ار تخمين ب�راي هزين�ه راه حل ه�ا اس�تفاده مي کنن�د و

سعي بر حداقل کردن آنها دارند.

حداقل هزين}ه تخمين زده ش}ده ب}راي رس}يدن ب}ه ه}دف:

جستجوي حريصانه

يکي از س��اده ترين اس��تراتژي هاي جس��تجوي به��ترين، ب��ه ح��داقل

رس�اندن هزين�ه تخمين زده ش�ده ب�راي رس�يدن ب�ه ه�دف اس�ت. ب�دين

ص�ورت ک�ه ح�الت گ�ره اي ک�ه ب�ه ح�الت ه�دف نزديک ت�ر اس�ت، ابت�دا

بسط داده مي شود.

هزين��ه رس��يدن ب��ه ه��دف از ي��ک ح��الت وي��ژه تابع کش��ف کننده:

� تع�يين نمي ش�ود. ت�ابعي ک�ه مي توان�د تخمين زده ش�ود ام�ا دقيق�ا

نامي��ده hچ��نين هزينه ه��ايي را محاس��به مي کن��د ت��ابع کش��ف کننده

مي شود.

را ب�ه منظ�ور انتخ�اب h جس�تجوي به�ترين ک�ه جس�تجوي حريص�انه:

گ��ره بع��دي ب��راي بس��ط اس��تفاده مي کن��د، جس��تجوي حريص��انه

(greedy search.ناميده مي شود )

ويژگي هاي جستجوي حريصانه:

جس�تجوي حريص�انه از لح�اظ دنب�ال ک�ردن ي�ک مس�ير وي�ژه در تم�ام ط�ول راه

ب�ه ط�رف ه�دف، مانن�د جس�تجوي عمقي اس�ت، ام�ا زم�اني ک�ه ب�ه بن بس�ت

مي رسد، برمي گردد.

.اين جستجو بهينه نيست و ناکامل است

در ب�دترين ح�الت ب�راي جس�تجوي حريص�انه يپيچي�دگي زم�ان O(bm) ک�ه ،m

حداکثر عمق فضاي جستجو است.

جس�تجوي حريص�انه تم�ام گره ه�ا را در حافظ�ه نگ�ه مي دارد، بن�ابراين پيچي�دگي

است.آن فضاي آن مشابه پيچيدگي زماني

ميزان کاهش پيچيدگي به مسئله و کيفيت تابعh.بستگي دارد

*Aحداقل سازي مجموع هزينه مسير: جستجوي

. را نيز حداقل مي کندg(n)جستجو با هزينه يکسان، هزينه مسير،

با ترکيب دو تابع ارزيابي داريم:

f(n) = g(n) + h(n)

:g(n) هزينه مسير از گره آغازين به گره n .را به ما مي دهد

h(n): هزين�ه تخمين زده ش�ده از ارزان�ترين مس�ير ازn ب�ه ه�دف

است

و ما داريم:

n = f(n)هزينه تخمين زده شده ارزانترين راه حل از طريق

کشف کنندگي قابل قبول:

اي را ک��ه ه��زينه اي بيش از تخمين ب��راي رس��يدن ب��ه ه��دف hتابع

( admissible heuristicنداش�ته باش�د، ي�ک کش�ف کنندگي قاب�ل قب�ول )

گويند.

:*Aجستجوي

قاب�ل قب�ول h ب�ه عن�وان ت�ابع ارزي�اب و ي�ک ت�ابع fجس�تجوي به�ترين ک�ه

* شناخته مي شود.Aاستفاده مي کند، به عنوان جستجوي

*Aرفتار جستجوي

:*Aنگاهي گذرا به اثبات کامل و بهينه بودن

مشاهده مقدماتي:

� تم�ام کش�ف کنندگي هاي مج�از داراي اين وي�ژگي هس�تند ک�ه در تقريب�ا

هرگز کاهش پيدا نمي کند.fطول هر مسيري از ريشه، هزينه

( monotonicityاين خاص�يت ب�راي کش�ف کنندگي، خاص�يت يکن�وايي )

گفته مي شود.

اگر يکنوا نباشد، با ايجاد يک اصالح جزئي آن را يکنوا مي کنيم.

بن�ابراين ه�ر گ�ره جدي�دي ک�ه تولي�د مي ش�ود، باي�د کن�ترل ک�نيم ک�ه آي�ا

پ�درش کم�تر اس�ت ي�ا خ�ير. اگ�ر کم�تر f اين گ�ره از هزين�ه fهزين�ة

پدر به جاي فرزند مي نشيند:fباشد، هزينة

بنابراين:

f ،هميشه در طول هر مسيري از ريشه غيرکاهشي خواهد بود

امکان پذير باشد.hمشروط بر اينکه

h*(n) : هزينه واقعي رسيدن ازn.به هدف است

در اس�تفاده عملي، خطاه�ا ب�ا هزين�ه مس�ير متناس�ب هس�تند، و

س��رانجام رش��د نم��ايي ه��ر ک��امپيوتر را تس��خير مي کن��د. البت��ه،

اس��تفاده از ي��ک کش��ف کنندگي خ��وب هن��وز ب��اعث ص��رفه جويي

زيادي نسبت به جستجوي ناآگاهانه مي شود.

A قب�ل از اينک�ه دچ�ار کمب�ود زم�ان ش�ود، دچ�ار کمب�ود فض�ا � * معم�وال

مي ش�ود. زي�را اين جس�تجو تم�ام گره ه�اي تولي�د ش�ده را در حافظ�ه

ذخيره مي کند.

:توابع کشف کننده

را بررسي مي کنيم:8مسئله

يکي از مسائل اوليه کشف کنندگي بود.8معماي

لغزاندن چهارخانه ها به طور افقي يا عمودي به طرف :هدف

فضاي خالي است تا زماني که ساختار کلي مطابق با هدف

(goal.باشد )

1 2 3

8 4

7 6 5

5 4

16 8

7 3 2

Start State Goal State

اگ�ر خواس�تار ي�افتن راه حل ه�اي کوت�اه باش�يم، ب�ه ي�ک ت�ابع کش�ف کننده

ه�دف اغ�راق نکن�د. در اينج�ا ب�هني�از داريم ک�ه هرگ�ز در تع�داد مراح�ل

ما دو کانديد داريم:

h1 .تع�داد چهارخانه ه�ايي ک�ه در مکان ه�اي نادرس�ت هس�تند =h1

ي�ک کش�ف کننده مج�از اس�ت، زي�را واض�ح اس�ت ک�ه ه�ر چهارخ�انه اي

که خارج از مکان درست باشد حداقل يکبار بايد جابجا شود.

h2 مجم�وع فواص�ل چهارخانه ه�ا از مکان ه�اي ه�دف صحيحش�ان =

اس�ت. فاص�له اي ک�ه م�ا حس�اب مي ک�نيم، مجم�وع فواص�ل عم�ودي و

و ي���ا city block distanceافقي اس���ت ک���ه بعض���ي وقته���ا

Manhattan distance.ناميده مي شود

اثر صحت کشف کنندگي بر کارايي:

يک راه ب�راي تش�خيص کيفيت کش�ف کنندگي ف�اکتور انش�عاب م�ؤثر

b اس�ت. اگ�ر مجم�وع تع�داد گره ه�اي بس�ط داده ش�ده توس�ط *A*

ف�اکتور * b، سپسd باش�د و عم�ق راه ح�ل Nب�راي ي�ک مس�ئله وي�ژه

خواه�د داش�ت ت�ا dانش�عابي اس�ت ک�ه ي�ک درخت يکن�واخت ب�ا عم�ق

: . بنابراين را نگهداردNگره هاي

N=1+ b*+( b*)2…+( b*)d

ف�اکتور انش�عاب م�ؤثر ک�ه توس�ط کش�ف کنندگي نم�ايش � معم�وال

داده مي شود، مقدار ثابتي دارد.

،يک کشف کنندگي خوب طراحي شدهb* دارد.1در حدود

:کشف کننده ها براي مسائل ارضا محدوديت

مس��ئله ارض��اء مح��دوديت ش��امل ي��ک س��ري از متغيره�ايي اس��ت

ويژگي هاي زير را دارا هستند:که ,

مي توانند مقاديري را از دامنة داده شده دريافت کنند.

ويژگي ه�اي راه ح�ل را مش�خص ، ب�ا ي�ک س�ري از مح�دوديت ها

کنند.

رنگ آميزي نقشه نمونه اي از اين کشف کننده هاست:

هدف رنگ آم��يزي نقش��ه، اجتن��اب از رنگ آم��يزي مش��ابه دو کش��ور

همسايه است.

E

F D

A

B

CRED

GREEN

ما ح�داکثر از س�ه رن�گ )قرم�ز، آبي، س�بز( مي ت�وانيم اس�تفاده

:کنيم

، انتخ�اب ک�نيم، B، قرم�ز را ب�راي Aاگ�ر رن�گ س�بز را ب�راي کش�ور

را ب�ه C باي�د آبي باش�د. در اين ص�ورت م�ا ناچ�اريم ک�ه Eکش�ور

رن�گ آبي ي�ا ا ب�D س�بز باش�د. رنگ آم�يزي Fرن�گ قرم�ز درآوريم و

قرم��ز، بس��تگي ب��ه راه ح��ل دارد. در اين ح��الت مس��ئله ب��دون

هيچگونه جستجويي حل مي شود.

:*SMAجستجوي

محدود SMAالگوريتم حافظه ،*A( شده ساده *Simplified-

Memory-BoundedA.مي باشد )*

اين الگ�وريتم، ق�ادر اس�ت ت�ا از تم�ام حافظ�ه موج�ود ب�راي اج�راي

جس�تجو اس�تفاده کن�د. اس�تفاده از حافظ�ه بيش�تر ک�ارايي جس�تجو را

وسعت مي بخشد. مي توان هميشه از فضاي اضافي صرفنظر کرد.

SMA * :داراي خواص زير است

.مي تواند از تمام حافظه قابل دسترس استفاده کند

از ح�االت تک�راري ت�ا ج�ايي ک�ه حافظ�ه اج�ازه مي ده�د، جلوگ�يري

مي کند.

اين الگ�وريتم کام�ل اس�ت ب�ه ش�رط آنک�ه حافظ�ه ب�راي ذخ�يره کم

عمق ترين مسير راه حل کافي باشد.

اين الگ��وريتم بهين��ه اس��ت، اگ��ر حافظ��ه ک��افي ب��راي ذخ��يره

کم عمق ت�رين مس�ير راه ح�ل ک�افي باش�د. بعالوه به�ترين راه حلي را

برمي گرداند که بتواند با حافظه موجود مطابقت داشته باشد.

زم�اني ک�ه حافظ�ه موج�ود ب�راي درخت جس�تجوي کام�ل ک�افي

است.Optimally efficientباشد، جستجو

* ساده است.SMAطراحي

زم��اني ک��ه ني��از ب��ه تولي��د فرزن��د داش��ته باش��د ولي ح��افظه اي

وي ص�ف دارد. ب�راي انج�ام رنداش�ته باش�د، ني�از ب�ه س�اختن فض�ا ب�ر

اين ام�ر، ي�ک گ�ره را ح�ذف مي کن�د. گره ه�ايي ک�ه ب�ه اين طري�ق از

( يا فراموش شده گره هاي مي شوند، حذف forgottenصف

nodes.ناميده مي شوند )

جوي مج�دد زيردرخت ه�ايي ک�ه از حافظ�ه تب�راي اجتن�اب از جس�

ح�ذف ش�ده اند، در گره ه�اي اج�دادي، اطالع�اتي در م�ورد کيفيت

بهترين مسير در زير درخت فراموش شده، نگهداري مي شود.

الگوريتم هاي اصالح تکراري

به�ترين راه ب�راي فهم الگوريتم ه�اي اص�الح تک�راري درنظ�ر داش�تن

مع�رض دي�د تم�ام ح�االتي اس�ت ک�ه روي س�طح ي�ک دورنم�ايي در

ق�رار داده ش�ده اس�ت. ارتف�اع ه�ر نقط�ه در دورنم�ا مط�ابق ب�ا ت�ابع

ارزي�اب ح�الت آن نقط�ه اس�ت. اي�ده اص�الح تک�راري، ح�رکت ک�ردن

در اط�راف دورنم�ا و س�عي ب�ر ي�افتن قله ه�اي مرتف�ع اس�ت، ک�ه همان�ا

راه حل هاي بهينه هستند.

� اث�ر ح�الت ج�اري را فق�ط حف�ظ الگوريتم ه�اي اص�الح تک�راري معم�وال

مي کنند، و توجهي فراتر از همسايگي آن حالت ندارند.

evaluation

Currentstate

ي}افتن ب}ر س}عي تک}راري اص}الح الگوريتم ه}اي

ک}ه ج}ائي دارن}د، ح}االت س}طح ب}روي قله ه}ايي

ارتفاع توسط تابع ارزيابي تعريف مي شود.

اين الگوريتم ها به دو گره اصلي تقسيم مي شوند.

( الگوريتم هاي تپه نورديHill-climbing)

Simulated annealing

(Hill-climbing) الگوريتم هاي جستجوي تپه نوردي- 1

يک اص�الح خ�وب اين اس�ت زم�اني ک�ه بيش از ي�ک فرزن�د خ�وب

ب�راي انتخ�اب وج�ود دارد، الگ�وريتم بتوان�د ب�ه ط�ور تص�ادفي از

ميان آنها يکي را انتخاب کند.

اين سياست ساده، سه زيان عمده دارد:

Local Maxima ،ي��ک م��اکزيمم محلي، ب��رخالف م��اکزيمم عم��ومي : قله اي اس�ت ک�ه پ�ائين تر از بلن�دترين قل�ه درفض�اي ح�الت اس�ت. زم�اني ک�ه روي م�اکزيمم محلي هس�تيم، الگ�وريتم توق�ف خواه�د نم�ود. اگرچ�ه

راه حل نيز ممکن است دور از انتظار باشد.Plateaux ي�ک فالت مح�وطه اي از فض�اي ح�الت اس�ت ک�ه ت�ابع ارزي�اب :

يکنواخت باشد. جستجو يک قدم تصادفي را برخواهد داشت.Ridges ن�وک ک�وه، داراي لبه ه�اي سراش�يب اس�ت. بن�ابراين جس�تجو :

ب�ه ب�االي ن�وک ک�وه ب�ه آس�اني مي رس�د، ام�ا بع�د ب�ا ماليمت ب�ه س�مت قل�ه � ب�ه س�مت مي رود. مگ�ر اينک�ه عملگره�ايي موج�ود باش�ند ک�ه مس�تقيماب�االي ن�وک ک�وه ح�رکت کنن�د. جس�تجو ممکن اس�ت از لبه اي ب�ه لب�ه ديگ�ر

نوسان داشته باشد و پيشرفت کمي را حاصل شود.

رس��د ک��ه هيچ پيش��رفتي در ه��ر م��ورد، الگ��وريتم ب��ه نقطه اي مي

نيس�ت. اگ�ر اين اتف�اق بيفت�د، تنه�ا ک�ار ممکن ب�راي انج�ام دادن آغ�از

مجدد از نقطه شروع ديگري دوباره آغاز مي شود.

خيلي ب��ه ظ��اهر فض��اي ح��الت »س��طح« hill-climbingموفقيت

بس��تگي دارد: اگ��ر فق��ط ماکزيمم ه��اي محلي کمي وج��ود داش��ته

باش�د، تپه ن�وردي ب�ا ش�روع تص�ادفي خيلي س�ريع راه ح�ل خ�وبي را پي�دا

خواهد کرد.

2 -Simulated annealing

در اين گ�روه از الگوريتم ه�ا ب�ه ج�اي ش�روع دوب�اره ب�ه ط�ور تص�ادفي

م، مي ت�وانيم اج�ازه يزم�اني ک�ه در ي�ک م�اکزيمم محلي گ�ير افت�اد

دهيم ک�ه جس�تجو چن�د ق�دم ب�ه ط�رف پ�ائين ب�ردارد ت�ا از م�اکزيمم

محلي فرار کند.

2

2

1

2

3

1

2

3

3

2

3

3

0

2

مس�ئله ب�راي م�رحله اي دو نش�ان 8راه ح�ل را برخورده�ا ح�داقل از اس�تفاده ب�ا وزي�ر مي ده�د. در ه�ر مرحل�ه ي�ک وزي�ر ب�ه منظ�ور تع�يين مج�دد س�تون انتخ�اب مي ش�ود. تع�داد برخورده�ا )در اين م�ورد، تع�داد وزيره�اي حمله کنن�ده( در ه�ر چهارخان�ه نش�ان داده ش�ده اس�ت. الگ�وريتم وزي�ر را ب�ه چهارخ�انه اي ک�ه ح�داقل برخ�ورد را داش�ته باش�د، ب�راي از بين

بردن تصادفي برخوردها، حرکت مي دهد.

� شرايط را بهبود بخشد، آن حرکت هميشه اجرا اگر حرکت واقعا

مي شود.

پارامتر هاي مؤثر به شرح زير مي باشند:

.: چگونگي ارزيابي- 1

2 -Tتعيين احتمال :.

)پردازش�ي ک�ه ب�ه ط�ور annealingالگ�وريتم ش�باهت ص�ريحي ب�ا

آهس�ته م�ايعي را ت�ا زم�اني ک�ه يخ ببن�دد س�رد مي کن�د(، گس�ترش

يافت�ه اس�ت. مق�دار ت�ابع مط�ابق ب�ا ان�رژي ورودي اتم ه�اي م�اده

ج�دول م�يزان دم�ا را در ج�ايي ک�ه ب�ا دم�ا مط�ابقت دارد.Tاس�ت، و

پائين آمده است، تعيين مي کند.

E

کاربردها در مسائل ارضا محدوديت

(، مي توانن��د توس��ط روش ه��اي CSP)مس��ائل ارض��اء مح��دوديت

اصالح تکراري با استفاده از موارد زير حل شوند.

مقدار دادن به تمام متغيرها.

ب�ه ک�اربردن عملگره�اي تغي�ير ب�ه منظ�ور ح�رکت دادن س�اختار ب�ه

.طرف يک راه حل

ه��اي تص��حيح روشه��ا را ح��ل مي کنن��د، CSPالگوريتم ه��ايي ک��ه

، نامي�ده مي ش�وند، زي�را آنه�ا تناقض�ات را در س�اختار کش�ف کنندگي

جاري مسئله اصالح مي کنند.

در انتخ�اب مق�دار جدي�د ب�راي ي�ک متغ�ير، واض�ح ترين کش�ف کنندگي

انتخ��اب مق��داري اس��ت ک��ه کم��ترين مق��دار تناقض��ات را ب��ا ديگ��ر

متغيرها نتيجه دهد، که همان کشف کنندگي مينيمم تناقضات است.

تئوري بازي

فصل پنجم :

بازي ها در نقش مسائل جستجو

م�وجب ک�ه در بازي ه�اي ص�فحه اي دي�ده مي ش�ود، ،رق�ابت ان�تزاعي

قرار بگيرد.AIشده تا تئوري بازي جزء تحقيقات

� ب�ه ض�عيت ب�ازي ب�راي بازنم�ايي آس�ان اس�ت و عاملو ه�ا معم�وال

تعداد کمي از عمليات محدود مي شوند.

ک�ه در ش�طرنج را ،محققين ق�ديمداليلي موض�وعي AIبه عن�وان

برگزيدند:

ب�ازي ش�طرنج ک�امپيوتري اثب�اتي ب�ر وج�ود ماش�يني اس�ت ک�ه

اعمال هوشمندانه اي را انجام مي دهند.

سادگي قوانين

ب�راي برنام�ه ش�ناخته ش�ده اس�ت � بازنم�ايي . )وض�عيت دني�ا ک�امال

ه�اي ممکن ب�ازي ب�ه عن�وان ي�ک جس�تجو از طري�ق فض�اي موقعيت

.(بازي، ساده است

، ب�ه ط�ور کام�ل ن�وعي از ع�دم قطعيت را مع�رفي ه�ا پيچي�دگي بازي

مي کنند.

ب�ه علت وج�ود اطالع�ات گم ش�ده رخ نمي ده�د، ام�ا ع�دم قطعيت

ب�ه علت اينک�ه ف�رد زم�اني ب�راي محاس�به دقي�ق نت�ايج ح�رکت ن�دارد

عدم قطعيت بوجود مي آيد.

اس�اس ب�ر ف�رد م�ورد، اين گذش�تهدر به�ترين تجربي�ات مي توان�د

حدس را بزند.

تصميمات کامل در بازي هاي دونفره:

مورد کلي از ي�ک ب�ازي ب�ا دو ب�ازيکن را در نظ�ر مي گ�يريم ک�ه آن را MIN,MAX .مي ناميم

يک ب�ازي ب�ه ط�ور رس�مي مي توان�د ب�ه عن�وان ن�وعي از مس�ئله جس�تجو ب�ه هم�راه

هاي زير تعريف شود: قسمت

ح��الت اولي��ه ش��امل مک��ان ص��فحه وتع��يين ن��وبت ح��رکت ه�ر

بازيکن است.

مجم��وعه اي از عملگره��ا ک��ه حرک��ات ص��حيح را ک��ه ب��ازيکن

تعيين مي کند.،مي تواند انجام دهد

کن�د. ح�االتي را ک�ه ب�ازي آزم�ون پاي�اني زم�ان ب�ازي را تع�يين مي

درآنها به پايان رسيده است حاالت پاياني ناميده مي شوند.

ت�ابع امتي�از( ت�ابع س�ودمنديpayoff ک�ه مق�دار ع�ددي ب�راي نتيج�ه )

بازي را تعيين مي کند.

اگ�ر ب�ه آن ب�ه عن�وان ي�ک مس�ئله جس�تجو نگ�اه ش�ود، جس�تجو ب�راي

دنب�اله اي از حرک�ات ک�ه منتهي ب�ه ح�الت پاي�اني مي ش�د )مط�ابق ب�ا

ت��ابع س��ودمندي(، و س��پس پيش��روي و س��اخت اولين ح��رکت در

دنباله بود.

غير قابل پيش بيني است؛MINاما حرکات

:بنابراين

MAX باي�د اس�تراتژي اي را بياب�د ک�ه ب�ه ي�ک ح�الت پاي�اني برن�ده ب�دون

منج��ر ش��ود، ک��ه اين اس��تراتژي ش��امل MINتوج��ه ب��ه عملک��رد

MIN ب���راي ه���ر ح�رکت ممکن از MAXحرک���ات درس���ت ب���راي

مي باشد.

MAX ب�ه منظ�ور تع�يين اس�تراتژي بهين�ه ب�راي MINMAXالگ�وريتم

ط�راحي ش�ده اس�ت و از اين رو مي ت�وان به�ترين ح�رکت را

مرحله است:5تصميم گيري کرد. الگوريتم شامل

توليد درخت کامل بازي، تمام راه تا مراحل پاياني1.

درخواس�ت ت�ابع س�ودمندي ب�راي ه�ر ح�الت پاي�اني ب�ه منظ�ور بدس�ت آوردن 2.

مقدارش.

از س�ودمندي ح�االت پاي�اني ب�ه منظ�ور تع�يين س�ودمندي گره ه�ا ي�ک مرحل�ه 3.

باالتر دردرخت جستجو استفاده کنيد.

بررس�ي مق�ادير را از گره ه�اي ب�رگي ت�ا ريش�ه، ي�ک الي�ه در ه�ر لحظ�ه، ادام�ه 4.

دهيد.

� مق�ادير ب�ه ب�االي درخت مي رس�ند، 5. حرک�تي را انتخ�اب مي کن�د MAXاحتم�اال

که به باالترين مقدار منتهي مي شود.

:اگر

m :حداکثر عمق درخت،

b ت قانوني در هر نقطهاحرک: تعداد،

آنگاه:

است.minimax ، O(bm)زمان پيچيدگي الگوريتم

الگوريتم يک جستجو عمقي است.

تصميمات ناقص:

کن�د ک�ه برنام�ه زم�ان الزم ب�راي ف�رض ميminimax الگ�وريتم

هاي پاي�اني را دارد ک�ه اين ه�اي ممکن وض�عيت جس�تجوي تم�امي راه

� عملي نيست. فرض معموال

به دو راه تغيير يابد:ميني ماکس، الگوريتم

تابع سودمندي با تابع ارزيابي EVALجايگزين شود .

زمون پاياني با آزمون قطع آCUTOFF-TEST.جايگزين گردد

تابع ارزيابي:

تابع ارزي���ابي تخمي���ني از س���ودمندي م���ورد انتظ���ار ب���ازي را

ازموقعيت داده شده برمي گرداند.

واض�ح اس�ت ک�ه ارائ�ه ي�ک برنام�ه ب�ازي بي نه�ايت ب�ه کيفيت ت�ابع

ارزيابي بستگي دارد.

چگونه به طور دقيق کيفيت را مي توان اندازه گرفت؟

تابع ارزي�ابي ب�ا ت�ابع س�ودمندي در م�ورد ح�الت پاي�اني باي�د ب�ه 1.

توافق برسند.

پيچي��دگي را مح��دود نک��نيم نباي��د زي��اد ط��ول بکش��د! )اگ��ر2.

minimax ب�ه عن�وان ي�ک زيربرنام�ه فراخ�واني مي ش�ود و مق�دار

دقي��ق وض��عيت محاس��به مي ش��ود.( از اين رو، مع��امله اي بين

هزينه زمان آن وجود دارد. صحت تابع ارزيابي و

هاي واقعي ب�راي ب�رد را ت�ابع ارزي�ابي باي�د ب�ه درس�تي ش�انس3.

منعکس کند.

تابع ارزي�ابي ف�رض مي گ�يرد ک�ه مق�دار ه�ر مه�ره مي توان�د ب�ه ط�ور

مس�تقل از ديگ�ر مهره ه�ا روي ص�فحه قض�اوت ش�ود. اين ن�وع از

ناميده مي شود.تابع خطي وزن دارتابع ارزيابي،

ت�ابع ه�ا وزن ه�ا هس�تند وW ذک�ر ش�ود ک�ه ي مي توان�د ب�ه ص�ورتاين

f.ها اعداد هر نوع مهره روي صفحه خواهند بود

قطع جستجو:

صريح ترين رهي���افت ب���راي کن���ترل م���يزان جس���تجو ق���راردادن

مح�دوديتي ب�راي داش�تن ي�ک عم�ق ث�ابت اس�ت، بن�ابراين تس�ت قط�ع

موف�ق مي ش�ود. عم�ق ط�وري d زي�ر عم�ق ب�راي تم�ام گره ه�ا در

انتخ�اب مي ش�ود ک�ه م�يزان زم�ان اس�تفاده ش�ده از آنچ�ه ک�ه ق�وانين

بازي اجازه مي دهد تجاوز نکند. زم�اني ک�ه، وقت تم�ام مي ش�ود، برنام�ه ح�رکت انتخ�ابي توس�ط

عميق ترين جستجوي کامل شده را برمي گرداند.

به دلي�ل تخمي�ني ب�ودن تواب�ع ارزي�ابي اين رهيافته�ا مي توانن�د نت�ايج

ناخوشايندي را به همراه داشته باشند.تابع ارزي�ابي فق�ط باي�د ب�راي م�واقعي ب�ه ک�اربرده ش�ود ک�ه خ�اموش

در آين�ده نزدي�ک ،هس�تند، يع�ني اينک�ه تفاوته�اي چش�م گير در مق�دار

بعيد به نظر مي رسد. ناميده مي شود.جستجوي خاموشاين جستجوي فوق العاده

مسئله افقي

(horizonproblem):

ح�رکت از م�انع س�ياه رخ

افقي ح�الت ب�ه وزي�ر س�فيد

م�وقعيت اين و اس�ت ش�ده

ب�ه نف�ع س�ياه اس�ت. در ح�الي

دس�ت در برن�ده ب�رگ ک�ه

سفيد است.

هرس آلفا-بتا:

هرس درخت جستجو:

پردازش ح��ذف ش��اخه اي از درخت جس��تجو، ب��ا در نظ��ر داش��تن و بدون آزمايش، هرس درخت جستجو ناميده مي شود.

اس�تاندارد، ب�ه ک�ار minimaxزم�اني ک�ه اين تکني�ک ب�راي ي�ک درخت

انج��ام minimaxب��رده مي ش��ود، ح��رکت مش��ابهي هم��انطور ک��ه

ام�ا ش�اخه هايي ک�ه در تص�ميم نه�ايي دخ�التي ؛مي داد، برمي گردان�د

ندارند را هرس مي کند.

عمقي اس�ت، بن�ابراين، در ه�ر لحظ�ه، باي�د minimaxجس�تجوي

گره ه�ايي در نظ�ر گرفت�ه ش�وند ک�ه در ط�ول ي�ک مس�ير مج�زا در

مق�دار به�ترين انتخ�ابي باش�د ک�ه ت�ا کن�ون در ط�ول مس�ير ب�راي αدرخت هستند.

MAXپي��دا ش��ده اس��ت. و β ،مق��دار به��ترين )ب��ه ط��ور مث��ال

پ�ايين ترين مق�دار( انتخ�ابي باش�د ک�ه در ط�ول مس�ير ت�ا اين لحظ�ه

پيدا شده است.MINبراي

:درخت جستجوي آلفا-بتا

م درخت، رود، ب��ه روز را همچنانک��ه جل��و ميβ وαق��دار اين

ورد، و زي�ر درخت را ه�رس مي کن�د )فراخ�واني بازگش�تي آدرمي

را قط�ع مي کن�د( ب�ه محض اينک�ه معل�وم مي ش�ود ک�ه اين زي�ر

جاري است.β ياαدرخت بدتر از مقدار

مزاياي هرس آلفا-بتا

مزاي�اي آلفا-بت�ا ب�ه م�رتبه اي ک�ه در آن گره ه�اي فرزن�دي آزم�ايش

شده اند، برمي گردد.

. مي باشدO(b/log b)dپيچيدگي

در عم�ل، ي�ک ت�ابع س�اده مرتب کنن�ده ش�ما را ب�ه نتيج�ه به�ترين 1(

حالت بر خالف نتيجه تصادفي سوق مي دهد.

رهي�افت مش�هور ديگ�ر انج�ام جس�تجوي عميق کنن�ده تک�راري و 2(

از ي�ک تک�رار ب�راي تع�يين ت�رتيب backed-upاس�تفاده از مق�ادير

جانشين ها در تکرار بعدي است.

نت��ايج بازي ه�ا ن��يز قاب��ل مالحظ��ه هس��تند )و در حقيقت، مس��ائل

جس�تجو در ح�الت کلي( و باي�د ب�ه ص�ورت ي�ک م�دل درخت مطل�وب

فرض شوند تا نتايجشان را به دست آورند.

:بازي هايي که شامل عنصر شانس هستند

تخت�ه ن�رد ي�ک ب�ازي عم�ومي اس�ت ک�ه ش�انس و مه�ارت را ب�ا هم

ترکيب مي کند.

6 5 ، چهار 6-5تاس هاي سفيد حرکت زير را مي تواند انجام دهد:

-24( و )5-10 و 16-10) و 5-11( و )5-11 و 19-11 و 11-16( و )10-5

5)

درخت ب��ازي در تخت��ه ن��رد باي��د ش��امل گره ه��اي ش��انس ب��راي

باشد.MAX و MINگره هاي

.مرحله بعدي فهم چگونگي ساخت تصميمات صحيح است

محاس�به مق�ادير انتظ�اري گره ه�ا، ص�ريح اس�ت. ب�راي گره ه�اي

پاي�اني، از ت�ابع س�ودمندي مانن�د بازيه�اي قطعي اس�تفاده مي ک�نيم.

ب�ه ي�ک گ�ره ب�ه ان�دازه ي�ک مرحل�ه در درخت جس�تجو پيش�رويبا ،

شانس برخورد مي کنيم.

مجموع�ه موقعيت ه�اي تولي�د ش�ده S(C,di)اگ�ر م�ا ف�رض ک�نيم ک�ه C در م�وقعيت P(di)توس��ط اعم��ال حرک��ات ق��انوني ب��راي پرت��اب

را ب�ا اس�تفاده از فرم�ولC از expectimaxباش�د، مي توان�د مق�دار زير محاسبه نمود:

Expectimax (c)=∑I P(di) maxsε S(c,di) (utility(s))

را ب��ا ف��رض cاين فرم��ول، س��ودمندي م��ورد انتظ��ار در م��وقعيت بهترين بازي ارائه مي دهد.

ارزيابي موقعيت در بازي ها با گره هاي شانس:

حض�ور گره ه�اي ش�انس ب�دين معناس�ت ک�ه باي�د در م�ورد آنچ�ه ک�ه ب�ه

معناي مقادير ارزيابي است، دقيق بود.

اگ�ر م�ا تغي�يري را در مقي�اس مق�ادير ارزي�ابي ايج�اد ک�نيم، برنام�ه در

مجموع به طور متفاوت رفتار مي کند.

پيچيدگي:

بدليل اينک���هexpectiminimax تم���ام دنباله ه���اي پرت���اب ت���اس را در نظ���ر

تعداد پرتابهاي محدود است.n مي برد، که O(bmnm)مي گيرد، زماني معادل

مزيت آلف�ا- بت�ا، ب�ا داش�تن به�ترين ب�ازي نادي�ده گ�رفتن پيش�رفت ها در آين�ده

است که احتمال وقوعشان کم است.

در بازيه�اي ب�ه هم�راه ت�اس، دنباله ه�اي محتملي از حرک�ات وج�ود ن�دارد، چ�ون

س باي�د ب�ه روش درس�تي پرت�اب اب�راي آن حرک�اتي ک�ه باي�د انج�ام بگيرن�د، ابت�دا ت�

شود تا آن حرکات منطقي شوند.

هس�تند، س�پس مق�دار -1+ و 1اگ�ر بگ�وئيم ک�ه تم�ام مق�ادير س�ودمندي بين

گره ه�اي ب�رگي مح�دود مي ش�وند و در ع�وض م�ا مي ت�وانيم ح�د ب�االيي روي

مقدار گره شانسي بدون توجه به فرزندانش قرار دهيم.

. .

عامل هاييکه به طور منطقي استدالل مي کنند

فصل ششم :

رهي�افت مبت�ني ب�ر دانش روش قدرتمن�دي از س�اخت برنام�ه عام�ل

اس�ت. ه�دف آن پياده س�ازي نم�ايي از عام�ل اس�ت ک�ه بتوان�د ب�ه

عن�وان دانش در م�ورد دني�اي آنه�ا و اس�تدالل در م�ورد گونه ه�ايي

ممکن از رفتار آنها به کار مي رود.

:طراحي پايه اي براي يک عامل مبتني بر دانشمعرفي

:هاي مبتني بر دانش قادرند که عامل

جدي�د را ب�ه ص�ورت اه�داف تعري�ف ش�ده ص�ريح قب�ول ف وظ�اي1.

.کنند

آنه�ا مي توانن�د ب�ه س�رعت توس�ط گفتن ي�ا ي�ادگيري دانش جدي�د 2.

.درمورد حيطه، به رقابت برسند

آنه�ا مي توانن�د خ�ود ش�انس را ب�ا تغي�يرات محي�ط، توس�ط ب�ه روز 3.

در آوردن دانش مربوطه، تطبيق دهند.

: نياز دارد به موارد زيرعامل مبتني بر دانش

؟چيزهايي را بداندچه 1(

؟وضعيت جاري دنيا2(

؟چطور توسط ادراک به خواص ناديده دنيا رجوع کند3(

؟چطور دنيا زمان را مي گشايد4(

؟عامل به چيزي مي خواهد برسد5(

؟فعاليت هايي که در شرايط مختلف انجام مي دهد چيست6(

knowledgeبخش مرکزي عامل مبتني بر دانش پايگاه دانش )base آن، يا )KB.است

مجموعه اي از نمايش حقايق در مورد نياز است. :پايگاه دانش

( ناميده sentenceهر نمايش اختصاصي يک جمله )جمله: مي شود.

جمالت در ي����ک زب����اني ک����ه زب����ان بازنم����ايي دانش جمالت:

(knowledge representation.ناميده مي شود، بيان مي شوند )

ASK: به کار برده افزودن جمالت جديد به پايگاه دانشبه منظور مي شود.

TELL: پرسش اينکه چه چيزهايي شناخته شده است.به منظور

دنب�ال ش�ود، KB ب�ه TELLedتش�خيص اينک�ه چ�ه چ�يزي باي�د پس از

( اس��ت، ک��ه inferenceاج )نت ب��ه ن��ام اس��تميمس��ئوليت مک��انيز

قسمت مهم ديگر عامل مبتني بر دانش را تشکيل مي دهد.

هر زمان که برنامه دانش صدا زده مي شود، دو عمل انجام

:مي شود

( که چه دريافت کرده TELLبه پايگاه دانش گفته مي شود )1.

است.

( که چه عملي بايد انجام ASKاز پايگاه دانش سؤال مي شود )2.

شود. در فرآين��د پاس��خ ب��ه اين پرس��ش، اس��تدالل منطقي ب��راي اثب��ات

اينک��ه ک��دام عم��ل به��تر از بقي��ه اس��ت اس��تفاده مي ش��ود و

.دانسته هاي عامل و اهداف آن مشخص مي شوند

نيم يک عامل مبتني بر دانش را در سه سطح تعريف کنيم:امي تو

ک�ه خالص�ه ترين epistemological ي�ا س�طح knowledge levelسطح دانش 1.

س�طح اس�ت؛ مي ت�وانيم عام�ل را توس�ط گفتن اينک�ه عام�ل چ�ه مي دان�د،

تعريف نماييم.

س��طحي اس��ت ک��ه دانش ب��ه ص��ورت جمالت logical levelسطح منطقي 2.

د.رمزگذاري مي شو

س�طحي اس�ت ک�ه در معم�اري Implementation Levelسطح پي�اده س�ازي 3.

عام�ل اج�را مي ش�ود و بازنمايي ه�اي ف�يزيکي از جمالت س�طح منطقي، در

اين سطح وجود دارد.

رآيي بهتر عامل بسيار اهميت دارد، اما کا درانتخاب پياده سازي

به سطح منطقي و سطح دانش مربوط نمي شود.

:WUMPUSدنياي

اس�ت ک�ه ش�بکه اي از مرب�عWumpusمش�ابه دني�اي مکش، دني�اي

توس�ط ديواره�ايي احاط�ه ش�ده اند، ک�ه ه�ر مرب�ع مي توان�د ش�امل

ها و اشياء باشد. عامل و باال رفتن از شروعوظيفه عامل يافتن طال و بازگشتن به نقطه

غار است.

ت و اه�داف ابراي مش�خص نم�ودن وظيف�ه عام�ل، ادراک�ات، عملي�

، اينه�ا ب�ه ص�ورت زي�ر Wumpusآن را باي�د مش�خص ک�نيم. در دني�اي

هستند:

از م�ربعي ک�ه ش�املWumpus اس�ت و مربع ه�اي مج�اور )ن�ه

قطري( عامل بوي بدي را دريافت مي کند .

مج��اور ب��ا چاله ه��ا هس��تند، عام��ل � در مربعه��ايي ک��ه مس��تقيما

نسيمي را دريافت مي کند.

ل ي��ک درخشش��ي را درک م��در م��ربعي ک��ه طال وج��ود دارد، عا

مي کند.

زم�اني ک�ه ي�ک عام�ل ب�ه داخ�ل دي�واره ق�دم ب�ر مي دارد، ض�ربه اي

را دريافت مي کند.

زم�اني ک�هWumpus کش�ته مي ش�ود، فري�ادي س�ر مي ده�د ک�ه ه�ر

جايي از غار شنيده مي شود.

ادراک��ات ب��ه عام��ل ب��ه ص��ورت ليس��تي از پنج س��يمبول داده

مي شود.

ب�ه 90مانن�د دني�اي مکش، عمالي�تي ب�راي جل�و رفتن، چرخي�دن

به سمت راست وجود دارد.90سمت چپ، چرخيدن

عام�ل ن�ابود خواه�د ش�د زم�اني ک�ه وارد ي�ک مرب�ع ش�امل س�ياده

زنده مي شود.Wumpusچاله و يا کي

و برگردان�دن آن ب�ه خان�ه ش�روع ب�ا س�رعت اهدف عام�ل ي�افتن طل

تمام است، بدون آنکه کشته شود.

بازنمايي، استدالل و منطق:

بازنمايي و استدالل با همديگر، عملکرد يک عامل مبتني بر دانش را

حمايت خواهند کرد.

( دانش را در فرم حل knowledge representation)بازنمايي دانش

ها کمک مي کند تا شدني کامپيوتر مطرح مي سازد، که به عامل

ارائه بهتري داشته باشند.

زبان بازنمايي دانش متوسط دو خاصيت تعريف

مي شود:

ي�ک زب�ان س�اختاري ممکن ب�راي تش�کيل جمالت (:Syntaxنح}و )

را ايجاد مي کند.

ه�ر جمل�ه توس�ط ي�ک س�اختار بازنم�ايي واقعي در داخ�ل ک�امپيوتر:

فيزيکي يا خاصيت فيزيکي قسمتي از عامل پياده سازي مي شود.

تع�يين مي کن�د ک�ه حق�ايق موج�ود در دني�ا ب�ه (:Semanticمع}ني )

چه جمالتي نسبت داده شوند.

ه��ا، مي ت��وانيم بگ��وييم زم��اني ک��ه Semanticبا

س�اختار وي�ژه ب�ا ي�ک عام�ل وج�ود دارد، عام�ل ب�ه

جمالت مربوطه، اعتقاد دارد.

معني هاي زبان تعيين مي کند که حقايق به کدام جمالت مربوط مي شوند.

تفاوت بين حقايق و بازنمايي هاي آنها:

حق��ايق قس��متي از دني��اي واقعي را تش��کيل مي دهن��د، ام��ا

بازنمايي ه�اي آنه�ا باي�د ب�ه ص�ورتي ک�د ش�وند ک�ه بتوان�د ب�ه ط�ور

فيزيکي در يک عامل ذخيره شود.

وجمالت قس�متي از س�اختار ف�يزيکي عام�ل هس�تند اس�تدالل باي�د

پردازش�ي از ايج�اد س�اختار جدي�د ف�يزيکي از نمونه ه�اي ق�ديمي تر

باشد.

اس�تدالل مطل�وب باي�د اين اطمين�ان را حاص�ل کن�د ک�ه س�اختار جدي�د

حق�ايقي را بازنم�ايي مي کن�د ک�ه از حق�ايقي ک�ه س�اختار ق�ديمي ايج�اد

کرده بود، پيروي کنند.

SENTENCES SENTENCES

Representation

World

FOLLOWSFACTS FACTS

Sem

antics

Sem

antics

Entails

ارتباط بين جمالت و حقايق توسط معناي زبان توليد مي شوند.

استلزام:

ارتباط بين حقايقي که دنباله رو يکديگر هستند را نشان مي دهد.

و يک KBدر عالئم رياضي، ارتباط استلزام بين يک پايگاه دانش

« تلفظ مي شود و به استa مستلزم KB به صورت »aجمله

نوشته مي شود.KB|= aصورت

رويه استنتاج مي تواند يکي از دو عامل ذيل را انجام دهد:

تولي�د a مي توان�د جمالت ت�ازه اي از KBبا داش�تن پايگ�اه دانش 1.

باشد.KBکند که مفهوم آن استلزام توسط

ديگ�ري، اين روي�ه a و جمل�ه KBيا ب�ا داش�تن ي�ک پايگ�اه دانش 2.

مس�تلزم ش�ده اس�ت ي�ا KB توس�ط aمي توان�د گ�زارش ده�د ک�ه

خير.

مي توان�د توس�ط جمالتي ک�ه آنه�ا را مش�تق مي کن�د، iروي�ه اس�تنتاج

مش��تق کن��د، منطق دان KB را از a بتوان��د iتعري��ف ش��ود. اگ��ر

KB ک�ه خوان�ده مي ش�ود »آلف�ا از I a KBمي توان�د بنويس�يد: |_

«. KB مشتق مي کند آلفا از i مشتق شده است يا »iتوسط ناميده مي شود. )Proof(ثبت عمليات رويه استنتاج صحيح، اثبات

:کليد استنتاج صحيح

داشتن مراحل استنتاج است که به جمالت مورد عمل قرار گرفته، توجه داشته باشد.

بازنمايي:

( ب�راي تعري�ف Lips ي�ا پاس�کال ي�ا Cه�اي برنامه نويس�ي )مانن�د زبان

الگوريتم ه��ا مناس��ب هس��تند و بين س��اختارهاي داده پيوس��تگي

ايجاد مي کنند. بازنمايي بر خالف محاورههاي طبيعي بيش تر محتاج زبان

هستند.

مزايا و معايب زبان طبيعي:

ي راهي خ��وب ب��راي س��خنگو اس��ت ت��ا مخ��اطب را عزب��ان ط��بي

ام��ا اغلب اين تقس��يم دانش ب��دون ؛متوج��ه منظ��ور خ��ود س��ازد

ه�اي ط�بيعي هم بازنم�ايي ص�ريح خ�ود دانش انج�ام مي ش�ود. زبان

ها و گربه ه�اي چ�نين از ابهام�ات رنج مي برن�د، مانن�د عب�ارت »س�گ

ها نيز کوچک هستند يا خير. کوچک«، روشن نيست که آيا سگ

: مي بايستزبان بازنمايي خوبيک

را با هم داشته باشدهاي طبيعي و رسمي مزاياي زبان .

باشد. رسا و پرمعني

دقيق و غير مبهم

مستقل از متن

قابل استنتاج

معاني:

يک جمله خودش به تنهاي معنايي ندارد.

ي�ک تفس�ير همي ت�وان زب�اني را تعري�ف نم�ود ک�ه در آن ه�ر جمل�

ه�اي بازنم�ايي ارتب�اط اختي�اري داش�ته باش�د. ام�ا در عم�ل تم�ام زبان

سيستماتيکي بين جمالت اعمال مي کنند.

صدق پذيري:

� ص�حيح اس�ت Validيک جمل�ه معت�بر ) تحت اگ�ر و فق�ط اگ�ر( ي�ا لزوم�ا

تم�ام تفس�يرهاي ممکن در تم�ام دني�اي ممکن، ب�دون توج�ه از آنچ�ه

ک�ه تص�ور مي ش�د ک�ه معن�ا ده�د و ب�دون توج�ه ب�ه ح�الت آن مطلب در

کل، تعريف شده باشد.

تفس�يري اگ�ر و فق�ط اگ�ر( اس�ت satisfiable ص�دق پذير )هيک جمل�

د داش��ته باش��د. جمل��ه در خان��ه ودر دني��ايي ب��راي ص��حت آن وج��

[1,2 ]Wumpus وج��ود دارد "Satisfiable اس��ت زي�را امک�ان

در آن خان��ه باش��د، ح��تي اگ��ر چ��نين اتف��اقي Wumpusدارد ک��ه

جمله اي ک��ه ص��دق پذير نباش��د ص��دق ناپ��ذير ، نيفت��اده باش��د

(unsatisfiableاست ).جمالت خ�ود تناقض�ي ص�دق ناپذير هس�تند، اگ�ر تن�اقض ب�ه معن�اي

ها بستگي نداشته باشد. سيمبول

استنتاج در کامپيوترها:

به قابليت کامپيوتري که استدالل يصدق ناپذير معتبر بودن ومي کند، بستگي دارد.

کامپيوتر ها از دور نقطه ضعف رنج مي برند:

تفسيري را که شما براي جمالت در پايگاه � کامپيوتر لزوما

.دانش به کار مي برديد، نمي داند

چيزي در مورد دنيا نمي داند به جز آنچه که در پايگاه دانش

ظاهر مي شود.

چيزي ک�ه اس�تنتاج رس�مي را ق�درت مي بخش�د، نب�ودن مح�دوديت ب�ر روي پيچي�دگي جمالتي اس�ت ک�ه ک�اميپوتر باي�د آنه�ا را م�ورد

عمل قرار دهد.

بزرگ�ترين چ�يز در م�ورد اس�تنتاج رس�مي، ق�ابليت آن ب�راي بدس�ت

آوردن نت�ايج ص�حيح اس�ت ح�تي زم�اني ک�ه ک�امپيوتر اطالعي از

تفسير استفاده شده توسط شما نداشته باشد.

کامپيوتر فقط نتايج معتبر را گزارش مي کند، که بايست بدون

توجه به تفسير شما، صحيح باشد.

منطق شامل موارد زير مي شود:

:يک سيستم رسمي براي تعريف حالتهاي مطلب که شامل- 1

( زب�ان، ک�ه روش درس�ت ک�ردن جمالت را ش�رح syntaxال�ف- نح�و )

مي دهد.

هاي سيس�تماتيکي را ( زب�ان، ک�ه مح�دوديتsemanticب- مع�اني )

روي چگونگي ارتباط جمالت با حاالت موضوع قرار مي دهند.

ري اثب�ات- مجم�وعه اي از ق�وانين ب�راي اس�تنباط اس�تلزامي و- تئ�2

يک سري از جمالت.

ما روي دو نوع منطق تمرکز خواهيم کرد:

،منطق بولين يا گزاره اي

اول )دقيق تر بگوييم، حساب گزاره مرتبه اول منطق مرتبه

بازنم�ايي با تساوي.( را گزاره ه�ا تم�ام س�يمبول ها گ�زاره اي منط�ق در

مي کنند.

دهن��ده هاي سيمبولهاي گ��زاره اي مي توانن��د ب��ا اس��تفاه از ربط

( جمالت را ب����ا معناه����اي Boolin connevtivesب����ولين )

پيچيده ترين توليد کنند.

( و objectsمنط�ق مرتب�ه اول ب�ا بازنم�ايي دنياه�ايي ب�ه ن�ام اش�ياء )

گ�زاره ه�ا روي اش�ياء )ب�ه عن�وان مث�ال، خ�واص اش�ياء ي�ا ارتب�اط بين

اش���ياء(، ب���ه خ���وبي اس���تفاده از رب���ط دهن���ده ه���ا و س���ورها

(quantifiers ب�ه جمالت اج�ازه مي دهن�د ت�ا در م�ورد چ�يزي در دني�ا ،)

در منطق مرتبه اول گزاره اي يک جمله يک حقيقت را بيان مي کند به سرعت نوشته شوند.

و عامل باور دارد که جمله صحيح است، يا جمله نادرست است يا

قادر نيست تا از راه ديگري تنيجه گيري کند.

( هس��تند، Fuzzyسيس��تم هايي ک��ه مبت��ني ب��ر منط��ق ش��وال )

مي توانن��د در ج��ايي از اعتق��اد را در ي��ک جمل��ه داش��ته باش��ند و

هم چ�نين ب�ه درج�ات حقيقت ن�يز اج�اره دهن�د: ي�ک حقيقت ني�ازي ب�ه

درس�ت ي�ا نادرس�ت ب�ودن در دني�ا ن�دارد، ام�ا مي توان�د ت�ا ي�ک

ميزاني صحت داشته باشد.

منطق گزاره اي: يک منطق بسيار ساده:

عالئم منطق گزاره اي:

ثابتهاي منطقي (true, False )

:عالئم گزاره اي Q, P

رابط هاي

)( پرانتز

,,,,

ات توس�ط ق�رار دادن اين عالئم ب�ا هم و ب�ا اس�تفاده از لتم�ام جم

:قوانين زير، ساخته مي شوند

( ثابته��اي منطقيtrue, False خودش��ان جمل��ه محس��وب )

مي شوند.

عالم�ات گ�زاره اي نظ�ير Q, P ه�ر ک�دام ب�ه تنه�ايي ي�ک جمل�ه

هستند.

پرانتزه�اي اط�راف ي�ک عب�ارت، آن عب�ارت را تب�ديل ب�ه ي�ک

(.P ^ Q )جمله واحد مي سازند مثل

ي�ک جمل�ه مي توان�د توس�ط ت�رکيب جمالت س�اده تر ب�ا يکي از

پنج رابط منطقي ايجاد مي شود.

گ�زاره اي روش رف�ع ابه�ام بس�يار ش�بيه عب�ارت رياض�ي منط�ق است.

معاني:

يک س�يمبول گ�زاره اي مي توان�د آنچ�ه ک�ه خواس�ت ش�ما اس�ت،

مع�ني بده�د. يع�ني اينک�ه، تفس�ير آن ه�ر حقيقت اختي�اري مي توان�د

باشد.

يک جمل��ه پيچي��ده، معن��ايي م��رکب از معناه��اي ه��ر قس��مت از

جمله را دارد، هر رابط مي تواند به عنوان يک تابع تصور شود.

اعتبار و استنتاج:

جدول درس�تي ب�راي تعري�ف رابطه�ا و ب�راي کن�ترل جمالت معت�بر به کار مي رود.

ت�ايج ن�دارد، ک�اربر مي توان�د نت�ايج نماش�ين هيچ اي�ده اي از معن�اي

را بخوان�د و از تفس�ير خ�ود ب�راي س�يمبولهاي گ�زاره اي ب�ه معن�اي

نتيجه پي ببرد.

وج�ود ي�ک ي�ک سيس�تم اس�تدالل ض�روري اس�ت ت�ا ق�ادر باش�د، نت�ايجي

را اس�تخراج کن�د ک�ه از مق�دم ها، ب�دون توج�ه ب�ه دني�ا ک�ه اول�ويت

رجوع جمالت را مشخص مي کند، پيروي کنند.

?

User

Input sentences

effectors

conclusions

WO

RLD

جمالت اغلب به دنيايي رجوع مي کنند که عامل دسترسي مستقلي به آن نداشته باشد.

:Modelsمدل ها

دني�ايي ک�ه در آن جمله اي تحت تفس�يري وي�ژه، درس�ت باش�د. ي�ک

( از آن جمله ناميده مي شود. Modelمدل )

ها در منط�ق بس�يار ح�ائز اهميت هس�تند زي�را، دوب�اره اس�تلزام مدل

مس�تلزم KB توس�ط ي�ک پايگ�اه دانش aرا مط�رح مي کنن�د، جمل�ه

باش�ند. س�پس زم�اني a تم�ام م�دلهاي KBهاي مي ش�ود، اگ�ر م�دل

نيز درست خواهد بود.a درست باشد، KBکه

»دنياه��اي واقعي« متف��اوت بس��ياري وج��ود دارن��د ک��ه مق��ادير

ها دارن�د. تنه�ا تقاض�ايي ک�ه درس�تي مش�ابهي ب�راي آن س�يمبول

ب�راي کام�ل ش�دن تص�فيه الزم اس�ت، درس�تي ي�ا نادرس�تي ه�ر

سيمبول گزاره اي در هر دنيا است

ها وج��ود دارن��د. ک��ه بيش��تر و نمونه ه��اي مطمئ��ني از اس��تنتاج

بيش ت�ر بوج�ود مي آين�د، و ص�حت آنه�ا مي توان�د يکب�ار ب�راي هميش�ه

ني ک�ه ي�ک ق�انون پي�اده ش�د، مي ت�وان ب�ه منظ�ور س�اخت ازم�نشان داده شوند.

ها بدون ساخت جداول درستي، استفاده شود. استنتاج

قوانين استنتاج براي منطق گزاره اي:

پردازش�ي ک�ه توس�ط ه�ر ک�دام از آنه�ا، ص�حت ي�ک اس�تنباط از

ه�اي مي تون�د ب�ه کالس،طري�ق ج�داول درس�تي بدس�ت آم�ده اس�ت

ها گسترش داده شود. استنتاج

يک ق�انون اس�تنتاج زم�اني درس�ت اس�ت اگ�ر نتيج�ه آن در تم�ام

موارد درست باشد و مقدم ها نيز درست باشند.

يک اثب�ات منطقي ش�امل دنب�اله اي از کاربرده�اي ق�وانين اس�تنتاج

آغ�از مي ش�ود، و منج�ر KBاس�ت ک�ه ابت�دا ب�ا جمله ه�اي موج�ود در

به توليد جمله اي مي شود که اثبات را پايان مي دهد.

اين جمله نيست، اما يک قانون استنتاج است.

يکنوايي:

ي�ک پايگ�اه دانش، اس�تفاده ق�وانين اس�تنتاج ب�ه منظ�ور ي�افتن نتيج�ه از

)ش�امل اي قطعيه�ب�ه ط�ور ص�ريح مبت�ني ب�ر خ�واص عم�ومي منطق

( monotonicityمنط�ق مرتب�ه اول( اس�ت ک�ه يکن�وايي ) گ�زاره اي و

ناميده مي شود.

مي توانيم خواص يکنوايي منطق را به طور زير شرح دهيم: |)(| 211 KBKBthenKBif

منطق مرتبه اول وگزاره اي دراين حالت، يکنوا هستند.

تئوري احتمال، يکنوا نيست.

کالس مفي�دي از جمالت ب�راي زم�اني ک�ه روي�ه اس�تنتاجي ب�ا زم�ان

که دارد وجود جمله اي کالس چند هورن اين Horn)جمالت

sentences) نامي�ده مي ش�ود. ي�ک جمل�ه ه�ورن ف�رمي ب�ه ص�ورت

زير دارد:

و Piکه Qاي خن�ثي هس�تند. دو م�ورد مهم وج�ود دارد: اول، ه� اتم

است.Falseثابت Qزماني که

QPPP n ...21

:ما به جمله اي مي رسيم که برابر است با

مي رس�يم ک�ه True=>Q م�ا ب�ه P1=True و n=1دوم اينک�ه، زم�اني که

.Qبرابر است با جمله اتمي

nPP ...1

منط�ق گ�زاره اي ب�ه م�ا اج�ازه مي ده�د ک�ه ب�ه تم�ام نک�ات مهم

آن ب�ه منظ�ور ارائ�ه اس�تنتاج چگ�ونگي اس�تفاده از درم�ورد منط�ق و

� ب�ه عملي�ات تب�ديل مي ش�ود، برس�يم. ام�ا منط�ق گ�زاره اي ک�ه نهايت�ا

بسيار ضعيف است.

مشکل کند شدن رويه استنتاج:

مش�کل فق�ط نوش�تن اين ق�وانين نيس�ت بلک�ه تع�داد زي�اد آنه�ا، ( 1

باعث مشکل مي شود.

مش�کل ديگ�ر، روب�رو ش�دن ب�ا تغي�يرات محي�ط اس�ت. م�ا ج�زيي ( 2

زم��ان وي��ژه نش��ان از عام��ل اس��تدالل کنن��ده را در ي��ک مک��ان و

آن زم�ان خ�اص، درس�ت تم�ام گزاره ه�ا در پايگ�اه دانش در داديم، و

است. حال تغيير لحظه در حالت کلي، دنيا هر بودند. اما در

تع��داد س��يمبولهاي n اس��ت. ک��ه n2ان��دازه ي��ک ج��دول درس��تي

گزاره اي در پايگاه دانش است.

هاي گ��زاره اي براي اجتن��اب از س��ردرگمي، م��ا ب��ه س��يمبول

مرحله نيازداريم. هر متفاوتي، براي تشخيص مکان عامل در

م�ا نمي دانيم ک�ه ب�ازي چ�ه م�دت ط�ول خواه�د کش�يد، بن�ابراين - 1

نمي دانيم ک�ه چ�ه تع�داد از اين گزاره ه�اي وابس�ته ب�ه زم�ان، ني�از

داريم.

ق�انون ه�ر س�ته ب�ه زم�ان ازبحالته�اي وا اکن�ون باي�د برگ�رديم و- 2

را بنويسيم.

. .

منطق مرتبه اول

فصل هفتم :

فق�ط ناس�ي بس�يارمحدودي دارد وش هس�تيمنط�ق گ�زاره اي

اين ب�راي دني�ايي ک�ه ش�امل حق�ايق باش�د، تعه�د قب�ول مي کن�د و

مسائل ساده را نيز مشکل ساخته است.بازنماييامر

تعه��دات هس��تي ((First-Order_logicمنط}}ق مرتب}}ه اول

شناسانه قوي تري را نسبت به منطق گزاره اي ايجاد مي کند.

اجزايي که در اين منطق وجود دارند:

م�ردم، خانه ه�ا، اع�داد، تئوريه�ا، رنگه�ا، بازيه�اي (:Objects)اش}ياء

بيس بال، جنگلها، کشورها...

، بزرگ��تر از، داخ��ل، قس��متي از، ِ ب��رادر(:Relationsرواب}}ط)

رنگ ...دارد، بدهکار است، اتفاق افتاد بعد از...

قرمز، گرد: غيرواقعي، رسمي...(:Propertiesخواص)

از، ن�وبت ، به�ترين دوس�ت، يکي بيش�ترِ پ�در(:Functionsتواب}ع)

سوم...

� از اش�ياء و رواب�ط بين آنه�ا س�اخته ما ادع�ا نمي ک�نيم ک�ه دني�ا واقع�اش�ده اس�ت، بلک�ه اين جداس�ازي ب�ه م�ا کم�ک مي کن�د ب�ا به�تر در

مورد دنيا قضاوت کنيم.

م�ورد تم�ام منط�ق مرتب�ه اول ق�ادر اس�ت ت�ا حق�ايقي را دراشياء جهان بيان دارد.

رواب�ط آنه�ا را اگرچ�ه منط�ق مرتب�ه اول، موج�وديت اش�ياء وممکن مي س�ازد، ام�ا هيچ تعه�د هستي شناس�ي را ب�راي چيزه�ايي

حوادث قبول نمي کند. مثل طبقات، زمان و

منط�ق مرتب�ه اول از اين نظ�ر جه�اني اس�ت ک�ه ق�ادر اس�ت ت�ا

چيزي را که قابل برنامه ريزي باشد، بيان کند. هر

:معاني نحو و

ن�يز termمنط�ق مرتب�ه اول جمالتي دارد، ام�ا همچ�نين واژه ه�ايي

دارد که اشياء را بازنمايي مي کنند.

ب�راي س�اخت هاي ت�ابع س�يمبول ومتغيره�ا، هاي ث�ابت سيمبول

استفاده مي شوند، وواژه ها

ب�ه جمالت ب�راي س�اخت س�يمبولهاي گ�زاره اي وس�نجها کميت

کار برده مي شوند.

تعريف دقيق هر عنصر به صورت زير است:

:(Constant Symbols)ثابت سيمبولهاي

يک تفس�ير مي بايس�ت معين کن�د ک�ه ک�دام ش�يء توس�ط ک�دام

سيمبول ثابت در اشياء ارجاع داده مي شود.

� ب�ه اس�م ي�ک ش�يء نامگ�ذاري مي ش�ود، هر س�يمبول ث�ابت، دقيق�ا

بعض�ي از آنه�ا ام�ا تم�ام اش�ياء ني�ازي ب�ه داش�تن ن�ام ندارن�د و

مي توانند چند اسم داشته باشند.

:(Predicate Symbols)سيمبولهاي گزاره

يک تفس�ير معين مي کن�د ک�ه ي�ک س�يمبول گ�زاره ب�ه ي�ک رابط�ه

ويژه درمدل رجوع مي کند.

:(Function Symbolsسيمبولهاي تابع )

� ب�ه ت�ابعبعض�ي از رواب�ط هس�تند، ب�دين معن�ا ک�ه ه�ر ش�يئ دقيق�ا

رجوع مي کند.رابطهشيئ ديگري توسط

کاربرد به کلي به سيمبولهاي تابع، و گزاره، ثابتانتخاب

بستگي دارد.

:(Terms)ترم ها

يک ترم، يک عبارت منطقي است که به يک شيئ رجوع مي کند.

مع�اني رس�مي ترم ه�ا بس�يار ص�ريح اس�ت. تفس�ير، ي�ک رابط�ه

اش�ياء ارج�اع داده ت�ابعي ارج�اع داده ش�ده توس�ط س�يمبول ت�ابع، و

ه��ايش ش��ده توس��ط واژه ه��ا را اختص��اص مي ده��د ک��ه آرگومان

هس�تند. از اين رو، تم�ام ت�رم ب�ه ش�يئ رج�وع مي کن�د ک�ه ب�ه عن�وان

(n+1امين م�دخل در ) آنtuple رابطه اي ک�ه اولين در n عنص�ر

ها هستند، ظاهر مي شود. آن اشياء ارجاع شده توسط آرگومان

:(Atomic sentences)جمالت اتمي

و ب��ه اش��ياءع ترم ه��ايي ب��راي ارج��امي ت��وانيم ب��ا اس��تفاده از

،، جمالت اتمي ب�ه وج�ود آوريمگزاره ه�ايي ب�راي ارج�اع ب�ه رواب�ط

که حقايق را پايه گذاري مي کنند.

تش��کيل يافت�ه وس}}يمبول گ}}زاره اييک جمل��ه اتمي از ي��ک

دنبال مي شود.ليست پرانتز از واژه هاتوسط يک

رابط��ه ارج��اع ش��ده توس��ط اگ}ريک جمل��ه اتمي درس��ت اس��ت

ه�ا مط�ابقت س�يمبول گ�زاره ب�ا اش�ياء ارج�اع ش�ده توس�ط آرگومان

داشته باشد.

رابطه باشد. اشياء درtupleصورتي صحت دارد که رابطه در

بستگي دارد.دنيا و هم به تفسيرحقيقت يک جمله بنابراين هم به

:جمالت پيچيده

ه�اي منطقي ب�راي تش�کيل جمالت پيچي�ده تر ما مي ت�وانيم از رابط

.محاسبات گزاره اي استفاده کنيم فقط در

رابطه�اي منطقي ف�رم گرفته ان�د، جمالت ک�ه ب�ا اس�تفاده ازمع}اني

ازلحاظ گزاره اي با آن يکسان هستند.

(:Quantifires) سورها

اختي�ار داريم ک�ه ش��امل اش��ياء اس��ت، زم�اني ک�ه م�ا منطقي در

ش�مارش اش�ياء ط�بيعي اس�ت ک�ه ذک�ر خ�واص کلي اش�ياء را ب�ر

را توس��ط ن��ام ت��رجيح مي دهيم. س��ورها ب��ه م��ا اج��ازه اين ک��ار

مي دهند.

منطق مرتبه اول دو سور استاندارد دارد:

( عمومي universal)

( وجودي existential)

(Universal Quantification)سور عمومي:

� به معني »براي تمام« است. معموال

ک�ه xP شما ي�ک جمل�ه را مي تواني�د ب�ه ص�ورت P ي�ک عب�ارت

مع�ادل ب�ا ت�رکيب عطفي تم�ام P منطقي اس�ت تص�ور کني�د. و

xجمالت حاص�ل ش�ده توس�ط جانش�يني ن�ام ي�ک ش�يئ ب�راي متغ�ير

ظاهر شود، است.Pهرجا که در

)(

A

A

(:Existential) سور وجودي

xP ب�ه ص�ورت »وج�ود دارد...« تلف�ظ مي ش�ود. درح�الت کلي

ب�راي بعض�ي از اش�ياء در دني�ا درس�ت Pزم�اني درس�ت اس�ت ک�ه

مي توان�د ب�ه عن�وان مع�ادلي ب�راي ت�رکيب فص�لي بن�ابراينباش�د.

جمالت بدس�ت آم�ده توس�ط جانش�يني اس�م ي�ک اش�ياء ب�راي متغ�ير

x،.تصور شود

دني�ايي ش�امل ه�ر بن�ابراين، ي�ک جمل�ه ش�رطي ب�ا س�ور وج�ودي در

ش�يئ ک�ه مق�دم آن ت�رکيب ش�رطي نادرس�ت باش�د، درس�ت اس�ت.

� چيزي براي گفتن ندارند. از اين رو همچنين جمالتي اصال

EE

:(Nested Quantifiers)سورهاي النه اي

x , y معادل با x وy است

ترتيب س�ورها بس�يار مهم اس�ت. اگ�ر م�ا آنه�ا را در پران�تز ق�رار

دهيم روشن تر مي شود.

جمل�ه دلخ�واهي اس�ت ک�ه ش�امل x( y P(x,y))در ح�الت کلي،

x,y مي باش�د. مي گوي�د ک�ه ه�ر ش�يئي در دني�ا ي�ک خاص�يت وي�ژه اي

مرب��وط pدارد، و آن خاص��يت ب��ه چن��د ش��يئي توس��ط رابط��ه

.مي شود

مي گوي�د ک�ه در دني�ا ش�يئي وج�ود x( y P(x,y))از ط�رف ديگ�ر،

ب�ه ه�ر ش�يئي pدارد ک�ه خاص�يت وي�ژه اي دارد و خاص�يت توس�ط

در دنيا مربوط مي شود

AAA

A E

E A

دو سور با يک متغير استفاده که ، مشکل اساسي زماني بوجود ميآيد

مي شوند.

قانون اين است که متغير به داخلي ترين سور که آن را بيان مي کند، پس

اين متغير ارتباطي با ديگر سورها نخواهد داشت.

و ارتباط بين

در واق��ع دو س��ور وج��ودي و عم��ومي از طري��ق تن��اقض ب��ا هم در

ارتباط هستند.

بدليل اينک�ه در واق�ع راب�ط ع�اطفي در دني�اي اش�ياء اس�ت و

راب��ط فص��لي اس��ت، تعجب آور نخواه��د ب��ود ک��ه آنه��ا از ق��وانين

دمورگ�ان پ�يروي کنن�د. ق�وانين دمورگ�ان در ارتب�اط ب�ا جمالت س�وري

به شرح زير است:A E

AE

PxxP

PxxP

PxxP

xPPx

)(

)(

)(

)(

QPQP

QPQP

QPQP

QPQP

مهم قابليت خواندن جمالتو از اين رو محتوا، AIبراي اهداف

.هستند

:نابراينب

ما هر دو سور را نگه مي داريم.

(:Equality)تساوي

� ب�ه آنه�ا اش�اره مي ت�وانيم از به غ�ير از گزاره ه�ا و ترم ه�ايي ک�ه قبال

( ب�راي س�اختن عب�اراتي ک�ه دو equality symbolس�يمبول تس�اوي )

رجوع کنند، استفاده مي کنيم.مشابهترم به شيئي

مي توان�د ب�ه منظ�ور ش�رح خ�واص ي�ک ت�ابع داده : سيمبول تس�اوي

ش�ده، اس�تفاده ش�ود. اين س�مبول هم چ�نين مي توان�د ب�ا عالمت

نقيض براي نشان دادن عدم تشابه دو شيئي استفاده شود.

توسعه ها و تمايزات نگارشي:

سه ن��وع از روش��هاي ک��ه روي منط��ق مرتب��ه اول اعم��ال

مي شود:

منطق مرتبه باالتر- 1

λعبارات تابعي و گزاره اي با استفاده از عملگر 2-1

سور يکتايي 2-2

عملگر يکتايي 2-3

- انواع عالئم3

منطق مرتبه باالتر:

ما را ق�ادر مي س�ازد ت�ا بت�وانيم کيفيت رواب�ط و تواب�ع اش�ياء را ب�ه

خوبي تعيين کنيم.

نسبت به منطق اول دارد.تريقدرت معنا دار

: λعبارات تابعي و گزاره اي با استفاده از عملگر

اغلب مفي�د اس�ت ک�ه تواب�ع و گزاره ه�اي پيچي�ده را از قس�مت

هاي ساده تري تشکيل دهيم.

عملگرλ .مرسوم است که براي اين منظور استفاده شود

اين–expression λ مي توان�د ب�راي آرگومان ه�ا ن�يز ب�ه ک�ار ب�رده

شود تا به يک ترم منطقي منتهي شود.

براي مث���ال گ���زارة »از جنيس���ت متف���اوت و از آدرس مش���ابه

هستند.« را مي تواند به صورت زير نوشت: yAddressxAddressygenderxGenderyx )()()(,

سور يکتايي:

راه دقيقي ب�راي گفتن اينک�ه ي�ک ش�يئي منحص�ر ب�ه ف�رد ي�ک گ�زاره

عالمت مؤلفان از بعضي ندارد. وجود مي کند، قانع x! را

King(x) .را استفاده مي کنند

وج�ود xجمل�ه ب�اال ب�دين معناس�ت ک�ه »ي�ک ش�يئي منحص�ر ب�ه ف�رد

را ق�انع مي کن�د »ي�ا غ�ير رس�مي ت�ر بگ�وييم« King(x)دارد ک�ه

� يک وجود دارد.Kingدقيقا

E

عملگر يکتايي:

براي مفهوم يکتايي استفاده مي کنيم.

� ب�راي بازنم�ايي مس�تقيم ش�يئي م�ورد ا xp(x)عالمت عموم�ا

نظر استفاده مي شود.iE

انواع عالئم:

تعدادي از عالئم رايج در منطق مرتبه اول:

Others This book Syntax item

Negation (not)Conjunction (and)Disjunction (or)Implication (if)Equivalence (iff)Universal (all)Existential (exists)Relation

),(

)(

)(

yxR

xPx

xPx

QP

QP

QP

QP

P

xRyRxyRxy

SkolemPxxPxPx

xPxxPxPx

QPQP

QPQP

QPQPQP

QPPQQPQP

PP

i

)(

)()()()(

)()()()(

;|

,.&

~

استفاده از منطق مرتبه اول:

دامنهKinship

اصل موضوعات، تعاريف و قضايا

دامنه مجموعه ها

عالئم خاص براي مجموعه ها، ليست ها و محاسبات

طرح پرسش و گرفتن پاسخ

:Wumpusعامل هاي منطق براي دنياي

ما معماري سه عامل را در نظر مي گيريم:

( ک�ه فق�ط ادراک�ات و عملياتش�ان رامط�ابق reflex عامل ه�اي )1(

هم طبقه بندي مي کنند.

( ک�ه بازنم�ايي داخلي model-based عامل ه�اي مبت�ني ب�ر م�دل )2(

از دني�ا را تش�کيل مي دهن�د و از آن ب�راي عملکردش�ان اس�تفاده

مي کنند.

ک�ه اه�داف را ص�ورت goal-based عامل ه�اي مبت�ني ب�ر ه�دف 3(

)عامل ه�اي مبت�ني ب�ر مي دهن�د و س�عي دارن�د ت�ا ب�ه آنه�ا برس�ند.

� عامل هاي مبتني بر مدل نيز هستند.( هدف معموال

:عامل واکنشي ساده

� ادراک�ات ساده ترين ن�وع ممکن عام�ل، قواني�ني دارد ک�ه مس�تقيما

را ب��ه عملي��ات مرتب��ط مي س��ازد. اين ق��وانين مش��ابه واکنش ي��ا

غرايز هستند.

:محدوديت هاي عامل هاي واکنشي ساده

وج�ود مس�ائلي ک�ه باي�د ب�ه عام�ل از طري�ق بازنم�ايي دني�ا فهمان�ده

شود.

عامل ه��اي واکنش��ي نمي توانن��د از حلقه ه��اي نامح��دود اجتن��اب

ورزند.

:بازنمايي تغيير در دنيا

در ط�راحي عام�ل، تم�ام ادراک�ات ب�ه پايگ�اه دانش اض�افه مي ش�ود،

و در اص�ل تاريخچ�ه ادراک تم�ام آن چيزه�ايي اس�ت ک�ه در م�ورد

دني�ا باي�د دانس�ته ش�ود. اگ�ر م�ا قواني�ني داش�ته باش�يم ک�ه ب�ه گذش�ته

ب�ه هم�ان خ�وبي زم�ان ج�اري رج�وع کنن�د، مي ت�وانيم قابليت ه�اي ي�ک

عامل را براي يافتن جايي که عملکرد بهينه دارد، افزايش دهيم.

هر سيس�تمي ک�ه تص�ميماتي را ب�ر پاي�ه ادراک�ات گذش�ته مي گ�يرد،

مي توان�د ب�راي اس�تفاده مج�دد از جمالتي در م�ورد ح�الت ج�اري،

اين جمالت ب�ه محض رس�يدن ب�ه ش�رط اينک�هدوب�اره نوش�ته ش�ود،

ه�ر درک ت�ازه اي و در عم�ل ت�ازه اي ک�ه انج�ام مي ش�ود، ب�ه روز

)تغي�ير نکن�د( قواني�ني ک�ه روش ه�ايي در آن دني�ا مي توان�د تغي�ير کن�ددرآورده شود.

نامي�ده مي ش�وند ک�ه از diachronicرا تعري�ف مي کنن�د، ق�وانين

زب�ان يون�اني ب�ه معن�اي »سرتاس�ر زم�ان« برگرفت�ه ش�ده اس�ت.

بازنم�ايي تغي�يرات يکي از مهم ت�رين حيطه ه�ا در بازنم�ايي دانش

است.

تغي}ير پايگ}اه دانشساده ترين راه ب�راي کن�ار آم�دن ب�ا تغي�يرات،

است.

يک عام�ل مي توان�د در فض�اي گذش�ته و ح�االت ممکن آين�ده، ب�ه

جس��تجو ب��پردازد، و ه��ر ح��الت توس��ط پايگ��اه دانش متف��اوتي

بازنمايي مي شود.

در اص�ل، بازنم�ايي م�وقعيت و عملي�ات تف�اوتي ب�ا بازنم�ايي اش�ياء

واقعي يا روابط واقعي ندارد.

ما ني�از داريم ک�ه در م�ورد اش�ياء و رواب�ط مناس�ب، تص�ميم گيري

کنيم و سپس قضايايي در رابطه با آنها بنويسيم.

:محاسبه موقعيت

( روش خاص��ي ب��راي Situation Calculusمحاس��به م��وقعيت )

است.تعريف تغييرات در منطق مرتبه اول

از دني��ا مي ش��ود، آن را ب��ه ص��ورت دنب��اله اي از تص��وري ک��ه

" snapshotموقعيت ه�ا در نظ�ر مي گ�يرد، ک�ه ه�ر ک�دام از آنه�ا ي�ک "

از حالت دنيا است.

:استنتاج خواص پنهاني دنيا

زم�اني ک�ه عام�ل بتوان�د تش�خيص ده�د ک�ه کج�ا ق�رار دارد، مي توان�د

کيفيت ها را با محل، به جاي موقعيت تطبيق دهد.

قوانين همزمان:

قض��ايايي را ک��ه م��ا ب��راي تس��خير اطالع��ات ض��روري ب��راي اين

( Synchronic )ق��وانين همزم��اناس��تنباط ها خ��واهيم داش��ت،

آنه�ا خ�واص ح�الت ي�ک دني�ا را ب�ه ديگ�ر زي�رانامي�ده مي ش�وند،

خواص حالت دنياي مشابه، مربوط مي کنند.

دو نوع اصلي از قوانين همزمان وجود دارند:

:Causalقوانين

قوانين س���ببي جهت مف���روض ش���ده علت را در دني���ا منعکس

مي کنن�د: بعض�ي از خ�واص پنه�اني دني�ا، ادراک�ات مطمئ�ني را

براي توليد شدن باعث مي شوند.

:(Diagnostic rules)قوانين تشخيصي ( 2

� داللت ب�ر حض�ور خ�واص پنه�ان ش�ده از قوانين تشخيص�ي مس�تقيما

اطالعات مبتني بر ادراک دارند.

د ک�ه اطالع�ات مطل�وبي را ي�اگرچ�ه ق�وانين تشخيص�ي ب�ه نظ�ر مي آ

� تولي�د کنن�د، خيلي حيله گيران�ه اس�ت، اطمين�ان داش�ته مس�تقيما

باش�يم ک�ه آنه�ا ق�وي ترين نت�ايج ممکن را از اطالع�ات موج�ود ب�ه

دست مي آورند.

ب�راي ب�ه خ�اطر س�پردن اين اس�ت ک�ه اگ�ر قض�ايا مهم ت�رين مس�ئله

ب�ه درس�تي و کم�ال، روش عملک�رد دني�ا و روش�ي ک�ه ادراک�ات تولي�د

مي ش�وند را تعري�ف کنن�د، روي�ه اس�تنتاج ب�ه درس�تي ق�وي ترين ش�رح

ممکن از ح�الت دني�ا ب�ا ادراک�ات داده ش�ده را اس�تخراج خواه�د

کرد.

اولويت بين عمليات:

تغي�يرات عقاي�د عام�ل در م�ورد بعض�ي از چهره ه�اي دني�ا ني�از ب�ه

تغييرات در قوانيني که با ديگر چهره ها سروکار دارند، دارد.

عام�ل م�ا ب�ه س�ادگي توس�ط پرس�ش ب�راي رس�يدن ب�ه چ�يزي متف�اوت، مي توان�د

دو مرتبه برنامه ريزي شود.

اه�داف، مطل�وب ب�ودن ح�االت حاص�ل را ب�دون توج�ه ب�ه روش ب�ه دس�ت آم�دن

آنها توضيح مي دهند.

(، و ت��رک action)، ش��رح مطل��وبيت خ��ود عملي��ات اولين ق��دم

ماشين براي انتخاب بهترين عمل است.

از يک مقياس ساده استفاده مي کنيم:

مهل�ک و ي�ا ريس�کي، متوس�ط، خ�وب، ع�الي عملي�ات مي توانن�د

باشند.

عام�ل هميش�ه باي�د ي�ک عم�ل فوق الع�اده اي را در ص�ورت ي�افتن

انج�ام ده�د؛ در غ�ير اينص�ورت، ي�ک عم�ل خ�وب در غ�ير اينص�ورت،

ي��ک عم��ل متوس��ط، و ي��ک عم��ل ريس��ک دار اگ��ر تم��ام قبلي ه��ا

شکست بخورند.

سيستم مقدار عملياتي:

سيس�تمي ک�ه ح�اوي قواني�ني از اين ن�وع اس�ت ي�ک سيس�تم مق�دار

( ناميده مي شود.action-value)عملياتي

،عملي�ات انج�ام مي دهن�د � توج�ه کني�د ک�ه ق�وانين ب�ه آنچ�ه ک�ه واقع�ا

رجوع نمي کنند، فقط به مطلوب بودن آنها توجه دارند.

:به سوي يک عامل هدفدار

حض�ور ي�ک ه�دف دقي�ق ب�ه عام�ل اج�ازه مي ده�د ت�ا دنب�اله اي از

عملياتي که منجر رسيدن به هدف مي شوند را پيدا کند.

حداقل سه روش براي يافتن چنين دنباله اي وجود دارد:

استنتاج1(

جستجو2(

برنامه ريزي3(

استنتاج:

را ب�راي دنب�اله اي از KB از ASKنوش�تن قض�ايايي ک�ه ب�ه م�ا اج�ازه

عملي�ات بده�د ک�ه ض�مانت رس�يدن ب�ه ه�دف را ب�ه ط�ور امن

بکند، چندان مشکل نيست.

مشکالت اين روش:

- براي دنياهاي بزرگ، تقاضاهاي محاسباتي بسيار زياد است.

- مش�کل تش�خيص راه حل ه�اي خ�وب از راه حل ه�اي بيه�وده وج�ود

دارد.

جستجو:

ما مي ت�وانيم از روي�ه جس�تجوي س�طحي ب�راي ي�افتن مس�يري ب�ه

ه�دف اس�تفاده ک�نيم. اين از عام�ل درخواس�ت مي کن�د ت�ا دانش خ�ود

را ب�ه ص�ورت مجم�وعه اي از عملگره�ا درآورد، و بازنم�ايي ح�االت

مي توان�د ب�ه ک�ار ب�رده الگ�وريتم جس�تجورا دنب�ال کن�د، بن�ابراين

شود.

برنامه ريزي:

شامل اس�تفاده از سيس�تم هاي اس�تدالل خاص�ي مي ش�ود ک�ه ب�راي

استدالل در مورد عمليات طراحي شده اند.

. .

استنتاج در منطق مرتبه اول

فصل : هشتم

قوانين استنتاج مربوط به سورها:

قوانين استنتاج براي منطق گزاره اي:

1. Modus Ponens

2. And – Elimination

3. And – Introduction

4. Or – Introduction

5. Resolution

سه قانون استنتاجي جديد:

:(Universal Elimination)حذف سور عمومي - 1

داريم:g، و ترم زميني v متغير αبراي هر جمله

)},/({

,

agSUBST

a

حذف سور وجودي:- 2

که جاي ديگري از k، و سيمبول ثابت v ، متغيرαبراي هر جمله

پايگاه دانش ظاهر نشده است، داريم:

)},/({

,

aKSUBST

a

3 -(Existential Introduction):

واق�ع نباش�د، و ت�رم زمي�ني α در ک�ه v، متغ�ير αبراي ه�ر جمل�ه

g که در α:واقع نشود داريم

)},/({ agSUBST

a

:وان اين قوانين را با استفاده از تمي

يک جمل��ه ب��ا س��ور عم��ومي ب��ه عن��وان ت��رکيب عطفي تم��ام

و تعريف،مقداردهي هاي ممکن آن

يک جمل��ه ب��ا س��ور وج��ودي ب��ه عن��وان ت��رکيب فص��لي تم��ام

، کنترل کرد.مقداردهي هاي ممکن آن

کاربرد ق�وانين اس�تنتاج، در واق�ع پرسش�ي از مط�ابقت نمونه ه�اي

و س��پس اف��زودن KBپيش فرض��يات آنه��ا ب��ا جمالت موج��ود در

نمونه هاي جديد آنهاست.

اگ�ر م�ا فراين�د ي�افتن اثب�ات را ب�ه عن�وان ي�ک پ�ردازش جس�تجو

فرموله س�ازي ک�نيم، پس واض�ح اس�ت ک�ه اثب�ات هم�ان راه ح�ل

مس�ئله جس�تجو اس�ت و روش�ن اس�ت ک�ه باي�د برن�امه اي هوش�مند

ب�راي ي�افتن اثب�ات ب�دون دنب�ال ک�ردن ه�ر گون�ه مس�ير نادرس�ت

موجود باشد.

Modus Ponens:تعميم يافته

فرمCanonical

( يکسان سازي Unificaiton)

:Canonicalفرم

تم�ام جمالت موج�ود در پايگ�اه دانش باي�د ب�ه ص�ورتي باش�ند ک�ه ب�ا

مط�ابقت داش�ته Modus Ponensيکي از پيش فرض�يات ق�انون

متض��من اين Modus Ponens ب��راي Canonicalبش��اند، ف��رم

نکت�ه اس�ت ک�ه ه�ر جمل�ه در پايگ�اه دانش از چ�ه ن�وع اتمي ي�ا

ش�رطي ب�ا ي�ک ت�رکيب عطفي از جمالت اتمي در ط�رف چپ و

يک اتم منفرد در طرف راست بايد باشد.

زم�اني تب�ديل مي ک�نيم ک�ه ابت�دا Hornا ب�ه جمالت رما جمالت

وارد پايگ�اه دانش، ب�ا اس�تفاده از ح�ذف س�ور وج�ودي و ح�ذف

And.شده باشند

:(Unificaiton)يکسان سازي

و p، q، گ��رفتن دو جمل��ه اتمي Unifyوظيف��ه روتين يکسان س��از

را مش�ابه هم خواه�د س�اخت، p، qبرگردان�دن ي�ک جانش�ين ک�ه

Unify، failاس����ت. )اگ����ر چ����نين جانش����يني موج����ود نباش�د،

برمي گرداند.(

UNIFY( عم��ومي ترين يکسان س��از ،Most General Unifier ي��ا )

(MGU را برمي گردان�د، ک�ه جانش�يني اس�ت ک�ه کم�ترين تعه�د را )

در قبل محدودسازي متغيرها دارد.

q), ( SUBST p), SUBST( , q)(p, UNIFY

عقب و جلو به Forward AND)زنجيره سازي

Backward Chaining):

:(forward chainingزنجيره سازي به جلو )

تعميم يافت��ه ب��ه دو ص��ورت اس��تفاده Modus Ponensقانون

مي ش�ود. مي ت�وانيم ب�ا جمالت موج�ود در پايگ�اه دانش ش�روع

ک�نيم و نت�ايج جدي�دي را ک�ه مي توانن�د اس�تنباط هاي بيش�تري را

بس�ازند، تولي�د ک�نيم. اين روش زنجيره س�ازي ب�ه جل�و نامي�ده

مي شود.

اين روش زم�اني اس�تفاده مي ش�ود ک�ه حقيقت جدي�دي ب�ه پايگ�اه

داده م�ا اض�افه ش�ده باش�د و خواس�ته باش�يم نت�ايج آن را تولي�د

کنيم.

:(Backward Chaining) زنجيره سازي به عقب

مي ت�وانيم ب�ا چ�يزي ک�ه قص�د اثب�اتش را داريم آغ�از ک�نيم و جمالت

ش�رطي را پي�دا ک�نيم ک�ه ب�ه م�ا اج�ازه بدهن�د نتيج�ه را از آنه�ا اس�تنتاج

کنيم، و سپس سعي در ايجاد پيش فرضيات آنها داشته باشيم.

اين روش زم�اني اس�تفاده مي ش�ود ک�ه ه�دفي ب�راي اثب�ات وج�ود

داشته باشد.

الگوريتم زنجيره سازي به جلو:

ب�ه pزنجيره س�ازي ب�ه جل�و توس�ط اف�زودن ي�ک حقيقت جدي�د

وان�د ب�ه عن�وان قس�متي از تپايگ�اه دانش، فع�ال مي ش�ود و مي

ب�راي مث�ال، همک�اري داش�ته باش�د. در اينج�ا اي�ده، TELLپ�ردازش

را به عن�وان پيش ف�رض Pي�افتن تم�ام ترکيب�ات ش�رطي اس�ت ک�ه

داش��ته باش��د، س��پس اگ��ر بقي��ه پيش فرض��يات برق��رار باش��ند،

مي ت��وانيم نتيج��ه ت��رکيب ش��رطي را ب��ه پايگ��اه دانش توس��ط

راه اندازي استنتاج هاي بعدي اضافه کنيم.

( جانشيني نيز نياز داريم.Composition)ما به ايدة ترکيب

جانش�يني اس�ت ک�ه اث�ر آن ب�ا اث�ر اعم�ال ه�ر

جانشيني به نوبت، برابر است. زيرا:

زنجيره س�ازي ب�ه جل�و، تص�ويري ت�دريجي از ش�رايط در ح�الي ک�ه داده ه�اي جدي�د

وارد مي شوند، مي سازد.

� با حل مسئله ويژه در ارتباط نيستند، پردازش هاي استنتاجي آن مستقيما

ناميده مي شود.data-directed يا data-drivenبه همين دليل روية

),( 21 COMPOSE

),()),,(( 121 PSUBSTPCOMPOSESUBST

:الگوريتم زنجيره سازي به عقب

زنجيره س�ازي ب�ه عقب ب�ه منظ�ور ي�افتن تم�ام پاس�خ ها ب�راي س�ؤال ط�رح

ش�ده، ب�ه وج�ود آم�ده اس�ت. بن�ابراين زنجيره س�ازي ب�ه عقب، وظيفه اي

خواس�ته ش�ده را انج�ام مي ده�د. الگ�وريتم زنجيره س�ازي ASKک�ه از روي�ه

ابت�دا توس�ط کن�ترل درمي ياب�د ک�ه آي�ا پاس�خ ها BACK-CHAINب�ه عقب

� از جمالت پايگ�اه دانش، تولي�د مي ش�وند ي�ا خ�ير. س�پس تم�ام مس�تقيما

( مط�ابقت دارد را پي�دا queryترکيب�ات ش�رطي ک�ه نتايجش�ان ب�ا پرس�ش )

طمي کن�د و س�عي دارد ت�ا پيش فرض ه�اي آن ترکيب�ات ش�رطي را توس�

زنجيره سازي به عقب ايجادکند.

BACK-CHAINاگ���ر پيش ف���رض، ي���ک ت���رکيب عطفي باش���د، س�پس

ترکيب�ات عطفي را عط�ف ب�ه عط�ف پ�ردازش مي کن�د، ت�ا يکسان س�از را

براي تمام پيش فرض بسازد.

:Completenessکامل بودن

تصور کنيد که ما پايگاه دانش زير را در اختيار داريم:

درس��ت S(A) را نتيج��ه بگ��يريم، S(A)سپس م��ا مي خ��واهيم ک��ه

،است

درس�ت باش�د، و يکي از آنه�ا باي�د درس�ت باش�د R(A) ي�ا Q(A) اگ�ر

زيرا:

درست است.¬ P(A) يا P(A) يا

)()(

)()(

)()(

)()(

xSxRx

xSxQx

xRxPx

xQxPx

را S(A)وان�د ت نمي Modus Ponensمتأس��فانه، زنجيره س��ازي ب�ا

نتيجه بگيرد.

نمي توان�د ب�ه مش�کل اين اس�ت ک�ه

Modus Ponens دربياي����د، و از اين رو توس����ط Hornص����ورت

نمي تواند استفاده شود.

Modus Ponensاين ب��دان مع��ني اس��ت ک��ه روي��ه اثب��اتي ک��ه از

( است: incompleteل )ماستفاده مي کند ناکا

پايگ�اه دانش مس�تلزم ش�ده اند ولي روي�ه نمي توان�د درجمالتي ک�ه

آنها را استنتاج کند.

)()( xRxPx

پرس�ش در م�ورد وج�ود رويه ه�اي اثب�ات کام�ل بح�ثي اس�ت ک�ه

ارتب�اط مس�تقيم ب�ا رياض�يات دارد. اگ�ر ي�ک روي�ه اثب�ات کام�ل

بتواند براي عبارات رياضي پيدا شود، دو چيز دنبال مي شود:

تمام مفروضات مي توانند به طور مکانيکي ايجاد شوند .

تم�ام رياض�يات مي توانن�د ب�ه عن�وان نتيج�ة منطقي مجم�وعه اي

از اصل موضوع هاي پايه اي ايجاد شوند.

يک روي�ه اثب�ات کام�ل ب�راي منط�ق مرتب�ه اول ارزش بس�ياري در

AI:دارد

نظريه هاي عملي در رابطه با پيچيدگي کامپيوتري.

ي�ک س�اختن فع�ال ماش�ين ب�راي ح�ل ه�ر گون�ه مس�ئله ک�ه در

.زبان مي تواند قرار داده شود

نش�ان داد ک�ه، ب�راي منط�ق مرتب�ه اول، ه�ر جمله اي قض�يه کام�ل ب�ودن گ�ودل

ک�ه توس�ط مجموع�ه جمالت ديگ�ري مس�تلزم ش�ود مي توان�د از آن مجموع�ه

اثب�ات ش�ود. بن�ابراين مي ت�وانيم ق�وانين اس�تنتاجي را ک�ه ب�ه ي�ک روي�ه اثب�ات

اجازه مي دهد، پيدا کنيم:Rکامل

ي ب�راي ي�افتن ااين قض�يه کام�ل ب�ودن مش�ابه اين اس�ت ک�ه بگ�وييم رويه

س�وزني در ي�ک پش�ته ک�اه وج�ود دارد و اين ادع�اي بيه�وده نيس�ت زي�را جمالت

ب�ا س�ود عم�ومي و س�يمبول هاي ت�ابع النه اي دلخ�واهي در پش�ته هاي ک�اه ب�ا

اندازه نامحدود، استفاده مي شوند.

گودل نشان داد که رويه اثباتي وجود دارد اما هيچ رويه اي را ذکر نکرد.

RKBthenKBif ||

( Semidecidable)اس�تلزام در منط�ق مرتب�ه اول، نيم�ه تص�ميم پذير

بن�ابراين مي ت�وانيم نش�ان دهيم ک�ه جمالت از پيش فرض�يات تبعيت

مي کنن���د، ام���ا هميش���ه نمي ت���وانيم نش���ان دهيم ک���ه آنه���ا از

.پيش فرضيات تبعيت نمي کنند

( مجموع�ه جمالت consistencyي )ربه عن�وان ي�ک فرض�يه، س�ازگا

)س��ؤالي در م��ورد وج��ود راه حلي ب��راي تب��ديل تم��ام جمالت ب��ه

جمالت درست( نيز نيمه تصميم پذير است.

Resolutionيک رويه استنتاج کامل :

از دو ت�رکيب ش�رطي مي ت�وانيم ت�رکيب س�ومي را مش�تق ک�نيم ک�ه

پيش فرض اولي را به نتيجه دومي متصل مي کند.

Modus Ponens ب�ه م�ا اج�ازه اس�تخراج ت�رکيب ش�رطي جدي�د را

نمي ده�د و فق�ط نت�ايج اتمي را اس�تخراج مي کن�د. از اين رو ق�انون

resolution قدرتمندتر از Modus Ponens.است

:resolutionقانون استنتاج

� دو resolutionدر ف�رم س�اده ق�انون ، پيش فرض�يات داراي دقيق�ا

ت�رکيب فص�لي هس�تند. م�ا مي ت�وانيم اين ق�انون را ب�راي دو ت�رکيب

فص�لي ب�ه ه�ر ط�ولي وس�عت بخش�يم، ک�ه اگ�ر يکي از قس�مت هاي

ب�ا نقيض قس�مت ديگ�ر ت�رکيب clause(Pj)ت�رکيب فص�لي در يک

( يکس��ان باش��ند، س��پس ت��رکيب فص��لي از تم��ام qkفص��لي )

بغير از آن دو:قسمت ها استنتاج مي شود

Resolution)تعميم يافته )ترکيبات فصلي

Resolution)تعميمي يافته )ترکيبات شرطي

Resolution:)تعميم يافته )ترکيبات فصلي

UNIFY (Pj ¬ qk)=θ فرضي که qi و Piبراي

�، مي ت��وانيم اين عب��ارت را ب��ه ص��ورت ت��رکيب ش��رطي مع��ادال

بنويسيم.

nk

mj

qqq

PPP

......

......

1

1

))............(,( 111111 nkkmjj qqqqpPPPSUBST

Resolution:)تعميم يافته )ترکيبات شرطي

که si و riو qi و Piبراي اتم هاي

UNIFY (Pj , qk)=θ

4131

2111

.........

.........

nkn

nnj

qqqss

rrPPP

))...............(,( 411121311111 nkknnnjj qqqqrrsspPPPSUBST

:resolutionبراي Canonicalفرم هاي

ه��ر جمل��ه ي��ک ت��رکيب ،resolutionدر نس}}خه اولي}}ه ق}}انون

رضي است.ففصلي از حروف

ف��رض ش��ده اند ک��ه در ي��ک ت��رکيب KBتم��ام ترکيب��ات فص��لي در

معم��ولي( ب��ه هم متص��ل ش��ده اند، KBعطفي ص��ريح )مانن��د ي��ک

Conjunctive normal formبنابراين اين فرم، فرم نرمال عطفي

(CNF).ناميده مي شود

هر جمله به تنهايي يک ترکيب فصلي است.اگرچه

ه�ر جمل�ه ي�ک ت�رکيب ش�رطي ،resolutionدر ص}ورت ثانوي}ه ق}انون

ب�ا ي�ک ت�رکيب عطفي از اتم ه�ا در س�مت چپ و ي�ک ت�رکيب فص�لي از

اتم ها در طرف راست است.

نامي�ده implicative normal form (INF)اين ح�الت، ف�رم نرم�ال ش�رطي)

مي شود.

ف�رم نرم�ال هر مجموع�ه از جمالت مي توانن�د ب�ه دو ف�رم ترجم�ه ش�وند.

طبيعي تر به نظر مي آيد.فرم نرمال شرطي رايج تر است، اما عطفي

Resolution تعميمي از Modus Ponens.است

، ب�ه دلي�ل اينک�ه اس�تHornفرم نرم�ال ش�رطي رايج ت�ر از ف�رم

ط�رف س�مت راس�ت مي توان�د ي�ک ت�رکيب ش�رطي باش�د و ن�ه فق�ط

يک اتم تنها.

Modus Ponens ق�ابليت ت�رکيب اتم ه�ا ب�ا ي�ک ت�رکيب ش�رطي را ب�ه

ق�ادر ب�ه resolution دارد ک�ه ي اس�تخراج نتيج�ه ب�ه ص�ورترمنظ�و

انجام آن نيست.

Modus قدرتمندتر از زنجيره سازي با resolutionزنجيره سازي با

Ponensاست، اما هنوز کامل نيست .

برهان خلف:

اس�تفاده مي کن�د بره�ان resolutionروي�ه اس�تنتاج ک�املي ک�ه از

( نامي�ده مي ش�ود و هم چ�نين ب�ه عن�وان اثب�ات refutationخل�ف )

( تناقض )proof by contradictionتوسط و )reduction and

absurdum.شناخته شده است

:تبديل به فرم نرمال

ه�ر جمل�ه مرتب�ه اولي مي توان�د ب�ه ص�ورت ف�رم نرم�ال ش�رطي

)يا عطفي( دربيايد.

از ي�ک مجموع�ه از جمالت ب�ه ف�رم نرم�ال مي ت�وانيم اثب�ات ک�نيم

که يک جمله نرمال از مجموعه پيروي خواهد کرد.

رويه اي براي تبديل به فرم نرمال:

:حذف ترکيب شرطي( 1

مي توان تمام ترکيبات شرطي را با معادل فصلي جايگزين نمود.

:¬حذف ( 2

نقيض فق�ط ب�راي ف�رم نرم�ال عطفي مج�از اس�ت، و ب�راي تم�ام

فرم هاي نرمال شرطي قدغن است.

استاندارد کردن متغيرها:( 3

� از ايجاد ابهام زمان حذف سورها جلوگيري مي کند. اين عمل بعدا

انتقال سورها به سمت چپ: ( 4

5 )Skolemize:

Skolemization پردازش�ي اس�ت ک�ه در آن تم�ام س�ورهاي وج�ودي

حذف مي شوند.

: νبر Λتوزيع ( 6

ترکيبات فصلي و عطفي النه اي مسطح شده:( 7

( است.CNF)در اين مورد، جمله به فرم نرمال عطفي

تبديل ترکيبات فصلي به ترکيب شرطي:( 8

برخورد با مسئله تساوي:

يکسان س�ازي ي�ک تس�ت نح�وي مبت�ني ب�ر ظ�اهر ترم ه�اي آرگوم�اني

ک�ه نم�ايش يياس�ت و تس�ت ص�حيح معن�ايي مبت�ني ب�ر اش�يا

مي دهند، نيست.

دو روش براي انجام اين امر:

:بديهي نمودن تساوي به وسيله ذکر خواص آن( 1

باي��د ذک��ر ش��ود ک��ه تس��اوي، انعطاف پ��ذير، متق��ارن و )متع��دي(

است.

اس}}تفاده از ي}}ک ق}}انون اس}}تنتاج از ي}}ک ق}}انون ( 2

:استنتاج

مي توانيم قانون استنتاج را به صورت زير تعريف کنيم:

Demodulation براي تمام ترم هاي :z,y,x که UNIFY (x,y) =

θ

)...),((...

...)(...,

ySUBST

zyx

:Resolutionاستراتژي هاي

اس�تراتژي ک�ه ب�راي راهنم�ايي جس�تجو ب�ه س�مت ي�ک اثب�ات 4

استفاده مي شوند، را بررسي خواهيم کرد:

(1Unit preference:

صورت به کوتاهي جمله توليد بر سعي ما اينجا <= Trueدر

False.داريم

اين اس�تراتژي ي�ک کش�ف کننده مفي�د اس�ت ک�ه مي توان�د ب�ا ديگ�ر

استراتژي ها ترکيب شود.

Support( مجموعه 2

ب�ا جمل�ه ديگ�ري Support جمله اي را از مجموع�ه resolutionهر

اض�افه مي کن�د. Supportت�رکيب مي کن�د و نتيج�ه را ب�ه مجموع�ه

ب��ه نس��بت تم��ام پايگ��اه دانش کوچ��ک Supportاگ��ر مجموع��ه

باشد، فضاي جستجو را قطع خواهد کرد.

الگ��وريتم را ناکام��ل Supportيک انتخ��اب ب��د ب��راي مجموع��ه

خواهد ساخت.

داراي اين م���زيت اس���ت ک���ه Supportاس���تراتژي مجموع���ه

درخت ه�اي اثب�اتي تولي�د مي کن�د ک�ه اغلب ب�راي درک اف�راد آس�ان

هستند، زيرا آنها هدف گرا هستند.

3 )Resolutionورودي :

يکي از جمالت resolution ورودي ه��ر resolutionدر اس��تراتژي

( با جمله ديگر ترکيب مي کند.query يا KBورودي را )از

ن�وعي از اس�تراتژي Horn، Modus Ponensدر پايگاه ه�اي دانش

resolution ورودي اس�ت، زي�را ي�ک ت�رکيب ش�رطي از KB اص�لي

را ب�ا ديگ�ر جمالت ت�رکيب مي کن�د. از اين رو ش�گفتي آور نخواه�د

ورودي ب�راي پايگاه ه�اي دانش�ي ک�ه ب�ه ص�ورت resolutionب�ود ک�ه

Horn در حالت کلي ناکامل است هستند، کامل باشد اما.

4 )Subsumption:

تم�ام جمالتي ک�ه توس�ط ي�ک جمل�ه موج�ود در Subsumptionمت�د

KB، Subsume.مي شوند، را حذف مي کند

Subsumption ب�ه نگه�داري KB ب�ه ص�ورت کوچ�ک کم�ک مي کن�د، و

در نتيجه فضاي جستجو را کوچک مي سازد.

. .

برنامه ريزي

فصل نهم :

تفاوت عامل برنامه ريزي با عامل حل مسئله در سه چيز است:

عمليات و حاالت، اهدافبازنمايي

اس��تفاده از بازنمايي ه��اي منطقي و ص��ريح برن��امه ريز را ق��ادر

را معقوالنه هدايت کند.سنجش عاملمي سازد تا

ب�راي جس�تجو و بازنم�اييعام�ل برن�امه ريزي همچ�نين در روش

راه حل ها نيز تفاوت دارد.

:يک عامل ساده برنامه ريزي

زم�اني ک�ه ح�الت دني�ا قاب�ل دسترس�ي اس�ت، عام�ل مي توان�د از

ادراک�ات تولي�د ش�ده توس�ط محي�ط اس�تفاده ک�رده و م�دل کام�ل و

ص�حيحي از ح�الت دني�اي ج�اري بس�ازد. س�پس، ب�ا داش�تن ه�دف،

مي توان�د الگ�وريتم برن�امه ريزي مناس�بي را ب�راي تولي�د برنام�ه عم�ل

فراخ�واني کن�د. عام�ل س�پس مي توان�د در طي مراح�ل برنام�ه، ه�ر

لحظه يک عمل را اجرا کند.

عام�ل ب�ا محي�ط از طري�ق ي�ک روش ح�داقل در عم�ل اس�ت و از

ادراک�اتش ب�راي ش�رح ح�الت اولي�ه اس�تفاده مي کن�د و از اين رو

مراح�ل توانس�ته م�ا ب�ه س�ادگي ا ؛دنب�ال مي کن�د را ه�دف اولي�ه

بدهد.برنامه را تشکيل

:از حل مسئله به برنامه ريزي

موض�عات متف�اوتي هس�تند زي�را در ح}ل مس}ئله و برن}امه ريزي

س�اختار و هم چ�نين بازنم�ايي عملي�ات و ح�االت و اه�دافبازنم�ايي

متفاوت عمل مي کنند.دنباله هاي عملياتي

عناصر اوليه يک حل مسئله مبتني بر جستجو:

.بازنمايي عمليات

.بازنمايي حاالت

.بازنمايي اهداف

.بازنمايي برنامه ها

بازنمايي عمليات:

برنامه ه}ايي ک}ه ش}رح ح}الت مابع}د را تولي}د عملي�ات توس�ط

، تعريف مي شود.مي کنند

بازنمايي حاالت:

در ح��ل مس��ئله، ش��رح کام��ل ح��الت اولي��ه داده ش��ده اس��ت و

برن}امه اي ک}ه ش}رح کام}ل ح}الت را تولي}د عملي�ات توس�ط

، بازنمايي مي شوند.مي کنند

:بنابراين

تمام بازنمايي هاي حالت، کامل هستند.

بازنمايي اهداف:

تس}ت تنه��ا دانش��ي ک��ه عام��ل در م��ورد ه��دف در اختي��ار دارد،

اس�ت. ه�ر دو اينه�ا ب�ر روي حالت ه�ا ت}ابع کش}ف کننده و ه}دف

اعمال مي شوند تا مطلوبيت آنها مورد ارزيابي قرار گيرد.

بازنمايي برنامه ها:

در ح�ل مس�ئله ي�ک راه ح�ل دنب�اله اي از عملي�ات اس�ت. در ط�ول

تش�کيل راه حل ه�ا، الگوريتم ه�اي جس�تجو فق�ط دنباله ه�اي پيوس�ته

عملي�ات را ک�ه از ح�الت اولي�ه آغ�از مي ش�وند )ي�ا در م�ورد جس�تجوي

دوطرفه، خاتمه دادن به حالت هدف( در نظر مي گيرند.

حال ببي��نيم چط��ور اين تص��ميمات ب��ر روي ق��ابليت عام��ل ت��أثير

مي گذارند، تا مسئله ساده زير را حل کنند:

»يک ليتر شير و يک خوشه موز و يک مته چندسرعته را بخر.«

عام��ل در خان��ه اس��ت ام��ا ب��دون هيچ ي��ک از اش��ياء حالت اولي��ه:

.موردنظر

تمام کارهايي که عامل قادر به انجام آن است.عملگر:

: تعداد چيزهايي که هنوز به دست آورده نشده اند.تابع کشف کننده

اولين ايده کليدي در وراي برنامه ريزي:

»بس���ط دادن« بازنم���ايي ح���االت، اه���داف و عملي���ات اس���ت.

الگوريتم ه��اي برن��امه ريزي از تع��اريفي ب��ه زبان ه��اي رس��مي

� منط�ق مرتب�ه اول و ي�ا زيرمجم�وعه اي اس�تفاده مي کنن�د ک�ه معم�وال

از آن است.

حاالت و اه����داف توس����ط مجموعه ه����ايي از جمالت بازنم����ايي

مي ش�وند و عملي�ات توس�ط ش�رح پيش ش�رط ها و ت�أثيرات منطقي

بازنم�ايي مي ش�وند ک�ه برن�امه ريزي را ق�ادر مي س�ازد ت�ا ارتباط�ات

بين حاالت و عمليات را هدايت کند.

دومين ايده کليدي در وراي برنامه ريزي:

اين اس�ت ک�ه برن�امه ريز آزاد اس�ت ت�ا عملي�ات را ب�ه برنام�ه ه�ر

زم�ان ک�ه الزم باش�د، اض�افه کن�د. هرچن�د ک�ه دنبال�ه افزايش�ي در

حالت اوليه وجود داشته باشد.

هيچ ال�زامي ب�ر وج�ود ارتب�اط بين مرتب�ه برنام�ه ري�زي و مرتب�ه

اج��را نيس��ت. ب��ا س��اختن تص��ميمات »مش��خص« و »مهم« در

ابت�دا، برن�امه ريزي مي توان�د ف�اکتور انش�عاب را ب�راي انتخاب ه�اي

بع�دي و ني�از ب�ه پي ج�ويي ب�ه عقب را ب�راي تص�ميمات اختي�اري

کاهش دهد.

سومين ايده کليدي در وراي برنامه ريزي:

اين اس�ت ک�ه بيش�تر بخش ه�اي دني�ا مس�تقل از ديگ�ر بخش ه�ا

هس�تند.و اين ام�ر داش�تن ي�ک ه�دف عطفي را ممکن مي س�ازد و

حل نمود.م و غلبهياستراتژي تقسمي توان آن را با يک

� هميش�ه ح�ل ؛الگوريتم ه�اي تقس�يم و غلب�ه م�ؤثر هس�تند زي�را تقريب�ا

چن�دين زيرمس�ئله کوچ�ک آس�ان تر از ي�ک مس�ئله ب�زرگ اس�ت. به�ر

ح��ال تقس��يم و غلب��ه در م��واردي ک��ه هزين��ه ت��رکيب راه حل ه��اي

زيرمس�ائل زي�اد باش�د، ب�ا شکس�ت مواج�ه مي ش�ود. بس�ياري از

معماها داراي اين خاصيت هستند.

دلي�ل اينک�ه معماه�ا »گول زنن�ده« هس�تند، اين اس�ت ک�ه ق�رار دادن

زيربرنامه ها کنار هم کار دشواري است.

. .

عدم قطعيت

فصل : دهم

مسئله اي که با منطق مرتبه اول و بنابراين با رهيافت عامل

:منطق گرا وجود دارد اين است که

عامل ها اغلب هيچگاه دسترسي کامل به تمام

حقيقت درباره محيط خود را ندارند.

سؤاالت بس�يار مهمي وج�ود دارن�د ک�ه عام�ل نمي توان�د پاس�خ

ع}}دم طبقه بن��دي ش��ده ب��ه آن را بياب��د. بن��ابراين باي��د تحت

عمل کند.(uncertainity)قطعيت

و، عدم قطعيت به علت کامل نبودن

ناش���ي عدم ص}}}حت درک عام}}}ل از خ}}}واص محي}}}ط

مي شود.

مسئله کيفيت:

:زيرا ؛قوانين بسياري در دامنه کامل نيستند

� شمارش شوند،(1 شرايط بسيار زيادي بايد دقيقا

يا

برخي از شرايط ناشناخته هستند.( 2

برخورد با دانش غيرقطعي:

اب�زار اص�لي م�ا ب�راي کن�ار آم�دن ب�ا درج�ات ب�اور، تئ�وري احتم�االت

ب��ه جمالت 1 و 0خواه��د ب��ود ک��ه درج��ه ع��ددي از ب��اور را بين

اختصاص مي دهد.

روش��ي از خالصه س��ازي ع��دم قطعيت را ب��ه وج��ود احتم}االت

ما ناشي مي شوند.جهل و تنبليمي آورد که از

براي باور مبهمي که داراي جمالت نادرست است، و 0احتمال

ب��راي ب��اور مبهمي ک��ه داراي جمل��ه درس��ت اس��ت، 1احتم��ال

.تخصيص داده مي شود

در حقيقت خودش هم درست و هم نادرست است.جمله

درج}ه درس}تي ب�ا درج}ه ب}اورمهم اس�ت توج�ه داش�ته باش�يم ک�ه

متفاوت است.

را همانن�د منط�ق ايج�اد مي کن�د، ontologicalتئ�وري احتم�االت تعه�د

که حقايق در دنيا هم وجود دارند و هم ندارند.

موض�وع ، درج}ه درس}تي ک}ه ب}ا درج}ه ب}اور در تض}اد اس}ت

است.منطق فازي

در منط�ق مرتب�ه اول و گ�زاره اي، جمل�ه بس�ته ب�ه تعب�ير و دني�ا،

درس�ت ي�ا نادرس�ت خواه�د ب�ود و زم�اني درس�ت اس�ت ک�ه حقيق�تي

را که به آن رجوع مي کند، موضوع اصلي باشد.

� مش�ابه اين ن�وع معناه�ا نيس�تند. ب�ه آن علت عب�ارات احتم�الي ک�امال

اس�ت ک�ه احتم�االتي ک�ه عام�ل ب�ه ي�ک گ�زاره تخص�يص مي ده�د ب�ه

بستگي دارد.ادراکاتي که تا آن لحظه دريافت کرده است

مي (evidence)ش}اهد در بحث اس�تدالل غ�يرقطعي، م�ا آن را

ناميم.

هم��انطور ک��ه وض��عيت اس��تلزام زم��اني ک��ه جمالت بيش��تري ب��ه

پايگ��اه دانش اض��افه مي ش��وند تغي��ير مي کن��د، احتم��االت ن��يز در

صورت وجود شواهد بيشتر، تغيير خواهند کرد.

تم�ام عب�ارات احتم�الي باي�د ش�واهدي را ب�ا توج�ه ب�ه اينک�ه ک�دام

احتم�ال تش�خيص داده ش�ده اس�ت، تع�يين کنن�د. همانگون�ه ک�ه

عام�ل ادراک�ات جدي�دي را دري�افت مي کن�د، ارزيابي ه�اي احتم�الي

.به منظور انعکاس شاهد جديدي، به روز درآورده مي شوند

:عدم قطعيت و تصميمات عقالني

حض�ور ع�دم قطعيت روش ه�اي تص�ميم گيري عام�ل را تغي�ير داده

� ه�دف واح�دي دارد و ه�ر برن�امه اي اس�ت. عام�ل منطقي عموم�ا

ک�ه امک�ان رس�يدن ب�ه آن قطعي اس�ت را اج�را مي کن�د. ي�ک عم�ل

مي توان�د انتخ�اب و ي�ا رد ش�ود، چ�ه ب�ه ه�دف برس�د و چ�ه نرس�د و

بدون توجه به آنچه که ديگر عمليات انجام مي دهند.

تئوري سودمندي:

اين تئوري اين گونه بيان مي شود:

هر وض�عيت درجه اي از فاي�ده ي�ا س�ودمندي را ب�راي ي�ک عام�ل دارد

وعامل به حاالتي با سودمندي باالتر رجوع خواهد کرد.

سودمندي ي�ک ح�الت ب�ه ع�املي وابس�ته اس�ت ک�ه مفروض�اتش

توسط تابع سودمندي بازنمايي شده است.

تئ�وري س�ودمندي رع�ايت ح�ال ديگ�ران را ن�يز مي کن�د. ب�راي ي�ک

� منطقي اس�ت ک�ه س�ودمندي ب�االتر را ب�ه وض�عيتي عام�ل ک�امال

اختص�اص ده�د ک�ه عام�ل خ�ودش از آن رنج ولي ديگ�ران منفعت

مي برند.

مفروض�ات ک�ه ب�ه عن�وان س�ودمندي ها، مط�رح ش�دند ب�ا احتم�االت

در تئ�وري عم�ومي تص�ميمات عقالني ک�ه تئ�وري تص�ميم گيري نامي�ده

مي شود، ترکيب مي شوند:

Dicision theory=probalility+utility theory

ايده اساسي در مورد تئوري تصميم گيري اين است که يک عامل

منطقي است

اگر و فقط اگر

عملي را که منتهي به باالترين سودمندي مي شود، انتخاب کند.

( ناميده مي شود.MEUاين اصل سودمندي مورد انتظار ماکزيمم)

:طراحي براي يک عامل تصميم گيري نظري

ساختار ع�املي ک�ه از تئ�وري تص�ميم گيري ب�راي انتخ�اب عملي�ات

ب��ا عام�ل منطقي يکس�ان در س��طح ان��تزاعياس��تفاده مي کن��د،

است.

احتم��االت و س��ودمندي ها در ارزي��ابي ي��ک عم��ل توس��ط ت��وزين

س�ودمندي ي�ک نتيج�ه وي�ژه و ب�ا احتم�الي ک�ه پدي�د آورده اس�ت،

ترکيب مي شوند.