,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021-05-12,#,Searching Problems in AI,人工智能中的搜刮问题,Searching Problems in AI人工智能中的,1,智能体的初始状况是一定的,智能体当前状况是不是为方针状况是可以检测的,智能体的状况空间是离散的,智能体在每一个状况可以接纳的合法动作和响应后继状况是一定的,情况是静态的,路径的耗散函数是的,什么是搜刮问题,搜索问题：已知智能体的初始状态和目标状态，求解一个行动序列使得智能体能从初始状态转移到目标状态。如果所求序列可以使得总耗散最低，则问题称为最优搜索问题。,智能体的初始状况是一定的什么是搜刮问题搜索问题：已知智能体的,2,几个典型的搜刮问题,起始状态,：,Arad,路径规划问题,目标状态,：,Bucharest,合法行动与后继的确定性,：,与某一城市相邻的城市才能成为合法后继,状态空间的离散性,：,城市是离散的,环境的静态性,：,城市的相对位置不会改变,路径的耗散函数的确定性,：,城市之间的距离是已知的,搜索问题：从,Arad,到,Bucharest,的路径,最优化搜索问题：从,Arad,到,Bucharest,的最短路径,几个典型的搜刮问题起始状态：Arad路径规划问题目标状态：B,3,几个典型的搜刮问题,起始状态,8-Puzzle,问题,目标状态,合法行动与后继的确定性,：,只有空格四周的格子是可以移动的,状态空间的离散性,：,8,个格子的排列方式是离散的,环境的静态性,：,九宫格的大小和形状在格子移动过程中不会改变,路径的耗散函数的确定性,：,相邻两个状态之间所需步骤为,1,搜索问题：从起始状态到目标状态的移动方法,最优化搜索问题：从起始状态到目标状态步骤最少的移动方法,华容道是不是一个搜索问题？,几个典型的搜刮问题起始状态8-Puzzle问题目标状态合法行,4,几个典型的搜刮问题,八皇后问题,合法行动与后继的确定性,：,满足棋盘上所有皇后不能互相攻击的后继才是合法的,状态空间的离散性,：,0-8,个皇后在棋盘上的摆放方式,环境的静态性,：,棋盘的格局和大小不会改变,路径的耗散函数的确定性,：,相邻两个状态之间所需步骤为,1,搜索问题：求出（所有）合法的目标状态,起始状态,：空的棋盘,目标状态,：棋盘上摆了八个皇后，并且任意两个皇后都不能互相攻击。目标状态不确定，但是当前状态是否为目标状态是可以检测的。,几个典型的搜刮问题八皇后问题合法行动与后继的确定性：状态空间,5,搜刮问题的构成,初始状况：智能体所处的初始状况,后继函数：输入给定状况，可以输出合法动作和响应的后继状况,方针测试：用来一定给定的状况是不是为方针状况,路径耗散函数：在两个给定状况之间进展转移所需的“价值,普通搜索问题：求出一条从初始状态到目标状态之间的行动序列,全局搜索问题：求出所有从初始状态到目标状态之间的行动序列,最优化搜索问题：求出从初始状态到目标状态之间耗散最少的行动序列,搜刮问题的构成初始状况：智能体所处的初始状况普通搜索问题：求,6,搜刮问题的求解,所有搜刮历程都可以用搜刮树算法来进展暗示,搜索树,搜刮问题的求解所有搜刮历程都可以用搜刮树算法来进展暗示搜索树,7,搜刮问题的求解,搜索树实例,搜刮问题的求解搜索树实例,8,搜刮问题的求解,搜索树实例,搜刮问题的求解搜索树实例,9,搜刮问题的求解,搜索树实例,搜刮问题的求解搜索树实例,10,搜刮问题的求解,节点与状态的区别,节点Node是一种数据布局，每一个节点的信息包孕当前状况、父节点、子节点、深度和路径耗散,状况State只是一种系统可能存在的形式,不合节点包孕的状况多是一样的,搜刮问题的求解节点与状态的区别节点Node是一种数据布局,11,搜刮问题的求解,完全性：当问题有解时，这个算法是不是保证能找到一个解？,最优性：这个搜刮策略是不是能找到最优解？,时候复杂度：找一个解需要破费多长时候？,空间复杂度：在履行搜刮历程中需要几何内存？,普通搜索问题：求出一条从初始状态到目标状态之间的行动序列,全局搜索问题：求出所有从初始状态到目标状态之间的行动序列,最优化搜索问题：求出从初始状态到目标状态之间耗散最少的行动序列,搜索策略的性能,搜刮问题的求解完全性：当问题有解时，这个算法是不是保证能找到,12,搜刮问题的求解,无信息的搜刮策略：没法知道当前状况离方针状况的“远近或倒霉用近似的先验信息来进展搜刮的策略,广度优先搜刮BFS，Breadth-first search,价值一致搜刮UCS，Uniform-cost search,深度优先搜刮DFS，Depth-first search,深度有限搜刮Depth-limited search,迭代深切搜刮Iterative deepening search,有信息的启发式搜刮策略：使用启发式信息来进展搜刮的策略,贪婪最好优先搜刮Greedy best first search,A*搜刮A*search,搜索策略的分类,不同搜索策略的区别仅在于扩展节点的顺序,搜刮问题的求解无信息的搜刮策略：没法知道当前状况离方针状况的,13,无信息的搜刮策略,广度优先搜索,先被会见的节点先辈行扩大,每次扩大深度最浅的节点,可以用一个先辈先出的数据布局来保存待扩大节点序列,C,B,D,E,C,F,G,D,E,D,G,E,F,C,D,E,D,E,F,G,无信息的搜刮策略广度优先搜索先被会见的节点先辈行扩大CBDE,14,无信息的搜刮策略,代价一致搜索,积累路径耗散最小的节点先被扩大,倘使每步的耗散都为正，那么保证可以取得最优解,假设单步耗散相等，该算法和广度优先搜刮一样,C,B,D,E,？,？,？,C,D,E,？,为累积路径耗散最小的节点,无信息的搜刮策略代价一致搜索积累路径耗散最小的节点先被扩大C,15,无信息的搜刮策略,深度优先搜索,后被会见的节点先辈行扩大,每次扩大深度最深的节点,“一条路走到黑，对无界限搜刮问题没法保证完全性,可以用一个掉队先出的数据布局来保存待扩大节点序列,无信息的搜刮策略深度优先搜索后被会见的节点先辈行扩大,16,无信息的搜刮策略,深度优先搜索,C,B,E,D,D,I,H,C,E,C,E,D,C,E,I,H,无信息的搜刮策略深度优先搜索CBEDDIHCECEDCEIH,17,无信息的搜刮策略,深度优先搜索,C,H,I,C,E,C,E,I,C,E,I,H,E,I,C,E,无信息的搜刮策略深度优先搜索CHICECEICEIHEICE,18,无信息的搜刮策略,深度有限搜索,深度优先搜刮它可能毛病地选择一条分支并且沿着一条很长的乃至是无穷的路径一向走下去,对无界限的搜刮问题，可以经由过程对深度优先搜刮供应一个预先设定的深度限制m来避免深度优先搜刮进入死轮回,假如方针深度d深度限制m，深度有限搜刮可能没法取得解，是以完全性也没法保证,无信息的搜刮策略深度有限搜索深度优先搜刮它可能毛病地选择一条,19,无信息的搜刮策略,迭代深入搜索,用来寻觅最合适的深度限制的通用策略，常常和深度优先搜刮连系使用,不休增大年夜深度限制，直到找到方针节点,连系了深度有限搜刮的优点，又保证了完全性，还能保证取得最优解,无信息的搜刮策略迭代深入搜索用来寻觅最合适的深度限制的通用策,20,无信息的搜刮策略,迭代深入搜索,无信息的搜刮策略迭代深入搜索,21,无信息的搜刮策略,策略之间的比较,为了避免含有相同状态的节点被重复扩展，可以用一个数据结构来记录所有被访问过的节点。如果当前待扩展节点与某个已访问过的节点对应的状态相同的话，则当前节点将不会被扩展。,这时树搜索（,Tree Search,）策略将成为图（,Graph Search,）策略,无信息的搜刮策略策略之间的比较为了避免含有相同状态的节点被重,22,启发式搜刮策略,最佳搜索策略,最好优先搜刮的通用思惟：用一个评价函数f(n)来对节点进展评价。在扩大节点的历程中，从候选节点中选择f(n)最小的节点来进展扩大。,对BFS，f(n)暗示节点深度；对UCS，f(n)暗示节点的累计路径耗散；对DFS，f(n)暗示节点深度的负值,很多时刻f(n)不克不及真正器度节点的利害，是以可以斟酌引进启发式信息来估计节点离方针状况的距离,启发式函数：,h(n)=,从节点,n,到目标节点的最低耗散路径的耗散估计值,启发式搜刮策略最佳搜索策略最好优先搜刮的通用思惟：用一个评价,23,启发式搜刮策略,贪婪最佳优先搜索,评价函数,f(n)=h(n),在这个路径规划问题中，,h(n),取为当前城市离目标,Bucharest,的直线距离,启发式搜刮策略贪婪最佳优先搜索评价函数f(n)=h(n)在这,24,启发式搜刮策略,贪婪最佳优先搜索,评价函数,f(n)=h(n),启发式搜刮策略贪婪最佳优先搜索评价函数f(n)=h(n),25,启发式搜刮策略,贪婪最佳优先搜索,评价函数,f(n)=h(n),启发式搜刮策略贪婪最佳优先搜索评价函数f(n)=h(n),26,启发式搜刮策略,贪婪最佳优先搜索,评价函数,f(n)=h(n),启发式搜刮策略贪婪最佳优先搜索评价函数f(n)=h(n),27,启发式搜刮策略,贪婪最佳优先搜索,与深度优先搜刮一样，它更倾向于沿着一条路径搜刮下去直到方针,因为在扩大节点时没有斟酌累计路径耗散，是以它也不克不及保证取得最优解,假如状况空间是无穷的，它也多是不完全的,启发式搜刮策略贪婪最佳优先搜索与深度优先搜刮一样，它更倾向于,28,启发式搜刮策略,A,*搜索,为了填补贪婪最好优先搜刮没法找到最优解的弱点，斟酌在评价函数里到场累计路径耗散，由此构成A*搜刮算法,评价函数,f(n)=g(n)+h(n),g(n),：从起始节点到节点,n,的路径耗散,h(n),：从节点,n,到目标节点的最低耗散路径的耗散估计值,f(n),：经过节点,n,到目标节点的总耗散估计值,启发式搜刮策略A*搜索为了填补贪婪最好优先搜刮没法找到最优解,29,启发式搜刮策略,A,*搜索,启发式搜刮策略A*搜索,30,启发式搜刮策略,A,*搜索,启发式搜刮策略A*搜索,31,启发式搜刮策略,A,*搜索,启发式搜刮策略A*搜索,32,启发式搜刮策略,A,*搜索,启发式搜刮策略A*搜索,33,启发式搜刮策略,A,*搜索,启发式搜刮策略A*搜索,34,启发式搜刮策略,假如h(n)是可采用的admissible，即h(n)从不外高估计节点n到方针节点的最低耗散，那么基于A*搜刮策略的树搜刮方式不搜检反复节点是最优的,假如h(n)是一致的consistent，那么基于A*搜刮策略的图搜刮方式搜检反复节点是最优的,A,*搜索,启发式搜刮策略假如h(n)是可采用的admissible,35,Thanks,Thanks,36,质量认证，企业全球化的通行证，也是企业管理的起点。,11月-24,11月-24,Saturday,November 16,2024,安全意识自觉增强，执行规章牢记心上。,12:23:54,12:23:54,12:23,11/16/2024 12:23:54 PM,ISO9000-,效率、效益之源。,11月-24,12:23:54,12:23,Nov-24,16-Nov-24,安全,我们永恒的旋律。,12:23:54,12:23:54,12:23,Saturday,November 16,2024,企业精神，品质第一。,11月-24,11月-24,12:23:54,12:23:54,November 16,2024,环境优雅，造福大家。,2024年11月16日,12:23 下午,11月-24,11月-24,你的品位，我的品质，好的搭档，你我都需要。,16 十一月 2024,12:23:54 下午,12:23:54,11月-24,居安思危，提高责任感，坚持不懈抓产品质量。,十一月 24,12:23 下午,11月-24,12:23,November 16,2024,上有老下有小、出了事故不得了。,2024/11/16 12:2