Als ich anfing, Künstliche Intelligenz zu lernen: Wissensrepräsentationsmethode

Komm schon, komm schon, überprüfe und spiele vor dem 1. Mai, und du kannst am 1. Mai spielen

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1. Zustandsraumdarstellung

Es gibt zwei Hauptaspekte von Problemlösungstechniken

• Problemausdruck
• Lösungsmethode

State-Space-Methode

• Zustand
• Operator
• State-Space-Methode

1.1 Beschreibung des Problemstatus

Definition

• Zustand : Eine geordnete Sammlung einer Menge von minimalen Variablen q0, q1, ..., qn, die eingeführt wird, um den Unterschied zwischen bestimmten Typen verschiedener Dinge zu beschreiben.
• Operator : Das Mittel, mit dem ein Problem von einem Zustand in einen anderen wechselt, wird Operator oder Operatoren genannt.
• Der Zustandsraum des Problems : ist ein Graph, der alle möglichen Zustände des Problems und ihre Beziehungen darstellt, der einen Satz von drei Beschreibungen enthält, nämlich den ternären Zustand (S, F, G).

1.2 Zustandsdiagrammmethode

Gerichteter Graph
Path
Cost
Graph Anzeigebeschreibung
Graph implizite Beschreibung

1.3 Beispiel einer Zustandsraumdarstellung

1.3.1 Das achtstellige Puzzle

Auf einem 3×3-Schachbrett gibt es acht Schachfiguren, die jeweils mit einer Zahl von 1 bis 8 markiert sind. Es gibt auch ein Feld auf dem Brett, und an das Feld angrenzende Teile können in das Feld bewegt werden.
Wie ändert man das Schachbrett von einem Anfangszustand in den endgültigen Zielzustand?

1.3.2 Ein Name eines Jungen

Genetik-Professorin
Will ihrem neuen Baby einen Namen geben
Nur die Buchstaben D, N & A verwenden
Suche durch Aufschreiben von Möglichkeiten (Zuständen)
D, DN, DNNA, NA, UND, DNAN usw.
Operatoren: Buchstaben am Ende von bereits hinzufügen bekannte Zustände
(i) füge ein 'D' zu einer bestehenden Zeichenkette hinzu
(ii) füge ein 'N' zu einer bestehenden Zeichenkette hinzu und
(iii) füge ein 'A' zu einer bestehenden Zeichenkette hinzu
Anfangszustand ist eine leere Zeichenkette
Zieltest
Suchzustand in einem Buch mit Jungennamen
Gute Lösung: DAN

Frage
Wie viele Folgen von 3 oder weniger Buchstaben gibt es, wenn die
Buchstaben D, N oder A sind?
Findest du
auf diese Weise garantiert alle Jungennamen mit den Buchstaben D, N und A?
Antwort
Bei Saiten der Länge 3 gibt es drei Möglichkeiten für den ersten
Buchstaben (D, N und A), drei Möglichkeiten für den zweiten und drei
Möglichkeiten für den dritten. Daher gibt es 3 3 3 = 27 mögliche
Namen mit drei Buchstaben mit D, N und A in. Ebenso gibt es
3*3 = 9 mögliche Namen mit zwei Buchstaben und 3 mögliche
Namen mit einem Buchstaben. Wenn wir alle Möglichkeiten zusammenzählen, erhalten wir: 27 +
9 + 3 = 39 mögliche Namen.
Ja, alle Namen werden schließlich aufgezählt.

1.3.3 Das Problem der Missionare und Wildlinge

Es gibt drei Missionare M und drei Wilde C, die den Fluss überqueren, und es gibt nur ein Boot, das zwei Personen aufnehmen kann, auf einer Seite des Flusses oder auf dem Boot, wenn die Anzahl der Wilden größer ist als die Anzahl der Missionare Die Missionare sind in Gefahr Kannst du dir keinen sicheren Weg einfallen lassen, um den Fluss zu überqueren?

Wie definiert man Staat?
Wie viele sinnvolle Zustände gibt es?
Welche Operationen stehen zur Verfügung,
was sind die Ausführungsbedingungen und Aktionen der Operationen?

Zustand : Die "Position" und "Situation" des Problems zu einem bestimmten Zeitpunkt.
Entsprechend den von dem Problem betroffenen Faktoren wird dies im Allgemeinen in Vektorform ausgedrückt, und jedes Bit repräsentiert einen Faktor

2. Problemreduktionsmethode

Bestandteile der Problemreduktionsdarstellung :

Eine anfängliche Problembeschreibung;
eine Reihe von Operatoren, die das Problem in Teilprobleme umwandeln;
eine Reihe primitiver Problembeschreibungen.

Die Essenz der Problemreduktion :
Beginnend mit dem Ziel (zu lösendes Problem), umgekehrtes Denken, Aufstellen von Teilproblemen und Teilproblemen von Teilproblemen, bis schließlich das ursprüngliche Problem auf eine Menge gewöhnlicher primitiver Probleme reduziert wird.

2.1 Fanta-Problem

2.2 UND-ODER-Diagramm

2.2.1 und Abbildung, oder Abbildung, und oder Abbildung

Allgemeine Definition von unlösbaren Knoten

• Ein nicht-terminaler Knoten ohne Nachkommen ist ein unlösbarer Knoten.
• Alle Nachkommen sind unlösbare Nichtterminalknoten und enthalten oder Nachfolgeknoten,
• Dieser nichtterminale Knoten ist unlösbar.
• Der Nachkomme hat mindestens einen Nicht-Endknoten, der unlösbar ist und einen Nachfolgeknoten enthält, und dieser Nicht-Endknoten ist unlösbar.

UND ODER Graphbildungsregeln

• Jeder Knoten entspricht einer Frage oder einem Satz von Fragen
• Der Endblattknoten entspricht einem primitiven Problem
• Wandeln Sie das Problem durch Operatoren in eine Reihe von Teilproblemen um
• Verbinden Sie die UND-Knoten desselben Teilproblems mit Verbindungslinien

2.3 Schritte:

1. Jeder Knoten im UND oder Graph stellt ein einzelnes Problem oder eine Reihe von zu lösenden Problemen dar, und der Startknoten entspricht dem ursprünglichen Problem;
2. Der Knoten, der dem ursprünglichen Problem entspricht, wird Endblattknoten genannt, der keine Nachkommen hat;
3. Wandeln Sie das Problem in eine Reihe von Teilproblemen um, die auf nachfolgende Knoten mit gerichteten Bögen zeigen;
4. Verbinden Sie alle Bögen, die einen gemeinsamen Elternknoten mit Nachkommen des Knotens teilen, mit kleinen Bögen;
5. Wenn nur ein Operator auf ein Problem angewendet wird, können Zwischen- oder Knoten, die Sätze von Teilproblemen darstellen, weggelassen werden.

Antworten:

3. Prädikatenlogische Methode

Was ist ein Prädikat?

原子命题中刻画个体的性质或个体间关系的成分

• Die Prädikatenlogik ist eine formale Sprache
• Es ist die bisher präziseste Sprache, die die Gesetze der menschlichen Denktätigkeit ausdrücken kann
• Nahe an der natürlichen Sprache und bequem zur Verarbeitung im Computer zu speichern
• Die früheste Anwendung in der künstlichen Intelligenz zur Darstellung von Wissen
• Es ist geeignet, den Zustand, das Attribut, das Konzept usw. von Dingen auszudrücken, und es kann auch verwendet werden, um die eindeutige kausale Beziehung zwischen Dingen auszudrücken

3.1 Prädikatformel

Terme (Terme)
a. Eine Konstante ist ein Term
b. Eine Variable ist ein Term
c. Wenn f ein n-stelliges Funktionssymbol ist und t1,t2,…,tn Terme sind, dann ist f(t1,t2,…,tn ) ist auch ein Term d. Alle Elemente sind Atome (atomare Formeln)
, die durch die Regeln (a)(b)© erzeugt werden. Wenn P ein n-stelliges Prädikatssymbol ist und t1,t2,…,tn Elemente sind, dann ist P (t1,t2,…,tn) ist eine atomare Formel oder atomare Prädikatformel, und jeder andere Ausdruck ist keine atomare Formel.Der Wert ist wahr T, wenn die entsprechende Aussage im Definitionsbereich wahr ist, andernfalls ist er falsch F.

Beispiel