+ All Categories
Home > Documents > Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3....

Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3....

Date post: 28-Feb-2021
Category:
Upload: others
View: 0 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
24
Motywacja Jeste ´ smy ekspertem/doradc a w jednej z agencji rz adowych, i w niedziel e wieczorem prezes agencji dzwoni do nas na kom´ ork e, ˙ zeby poinformowa´ c, ˙ ze w poniedzia lek rano o godzinie 10-tej odb edzie si e wa ˙ zna narada w Ministerstwie Infrastruktury, i konieczna jest nasza niezawodna obecno ´ c. Co robi ´ c? Mamy wiele mo ˙ zliwo ´ sci, mo ˙ zemy wr´ oci ´ c do kolacji z rodzin a, mo ˙ zemy p´oj ´ c na spacer ˙ zeby si e odstresowa´ c. Wiemy jednak, ˙ ze musimy zaplanowa´ c podr´ z do Warszawy. Samolot nie jest dobr a opcj a. W tanich liniach lotniczych wszystkie miejsca s a dawno wykupione, a w LOT s a pewnie jeszcze miejsca, ale jak rano b edzie mgla i samolot nie odleci, to zostawimy szefa na lodzie, i potem pewnie mo ˙ zemy si e ju ˙ z w og´ole nie pokazywa´ c w agencji (odpraw e przy ´ sl a nam na konto). Co gorsza, PKP w dzisiejszych czasach r´ ownie ˙ z ma zwyczaj odwolywa´ c poci agi z dnia na dzie´ n, i nie ma pewno ´ sci, czy mo ˙ zemy liczy´ c na nocny poci ag 1:32 (jest w Warszawie o 7:32). Mo ˙ zemy sprawdzi ´ c t e opcj e, ale mo ˙ ze si e okaza´ c, ˙ ze czeka nas jazda samochodem. Metody przeszukiwania — motywacja 1 Og´olnie, jest szereg mo ˙ zliwo ´ sci, ka ˙ zda z nich wymaga starannego rozwa ˙ zenia. Prowadzi to do przeszukiwania. Przeszukiwanie jest elementem skladowym wszystkich metod sztucznej inteligencji, i zdolno ´ c skutecznego przeszukiwania w og´ole zdaje si e by´ c inherentnym elementem inteligencji. Metody przeszukiwania — motywacja 2 Reprezentacja w przestrzeni stan´ow 1. opis przestrzeni stan´ow cz esto przestrze´ n mo ˙ ze mie´ c posta´ c iloczynu kartezja´ nskiego dziedzin parametr´ow opisu przestrze´ n mo ˙ ze by´ c sko´ nczona lub niesko´ nczona, cho´ c nie musi to by´ c zwi azane z trudno ´ sci a problemu (np. szachy) czasem cz c calej formalnie zdefiniowanej przestrzeni stanowi a stany niedozwolone (inaczej: nieosi agalne) 2. opis stanu pocz atkowego, zawsze jawny 3. opis stanu celowego, jawny lub niejawny (warunek osi agni ecia celu) 4. opis dost epnych operator´ow przej ´ scia od stanu do stanu np. w postaci warunk´ow stosowalno ´ sci i efekt´ow dzialania operator mo ˙ ze by´ c sparametryzowany (np. w labiryncie mo ˙ zemy mie´ c jeden operator ruchu, cztery operatory, albo liczb e miejsc razy cztery) Zadaniem jest wyznaczenie sekwencji operator´ow prowadz acych ze stanu pocz atkowego do celowego. Metody przeszukiwania — reprezentacja w przestrzeni stan´ow 3 Og´olny schemat przeszukiwania w przestrzeni stan´ow PROCEDURE GT(St) ; St - opis stanu poczatkowego BEGIN UNTIL Term(St) DO ; stan St spelnia warunek celu BEGIN Op := first(ApplOps(St)) ; wybierz operator stosowalny w stanie St St := Apply(Op, St) ; rezultat zastosowania Op do stanu St END END Co prawda powy ˙ zszy zapis algorytmu GT (Generate-and-Test) sugeruje, ˙ ze wybiera on pierwszy mo ˙ zliwy do zastosowania w stanie St operator, jednak algorytm ma wplyw na ten wyb´or operatora przez odpowiednie posortowanie listy operator´ow. Metod e wyboru operatora przez algorytm przeszukiwania nazywamy strategi a. Zastosowanie dobrej strategii jest w algorytmach przeszukiwania zagadnieniem kluczowym. Metody przeszukiwania — reprezentacja w przestrzeni stan´ow 4
Transcript
Page 1: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Mo

tyw

acj

a

Jest

esm

yek

sper

tem

/dor

adca

wje

dnej

zag

encj

irz

adow

ych,

iw

nied

ziel

ew

iecz

orem

prez

esag

encj

idz

won

ido

nas

nako

mor

k e,

zeby

poi

nfor

mow

ac,

zew

pon

iedz

ia le

kra

noo

godz

inie

10-t

ejod

bed

zie

sie

waz

nana

rada

wM

inis

ters

twie

Infr

astr

uktu

ry,

iko

niec

zna

jest

nasz

ani

ezaw

odna

obec

nosc

.

Co

robi

c?

Mam

yw

iele

moz

liwos

ci,

moz

emy

wro

cic

doko

lacj

iz

rodz

ina,

moz

emy

pojs

cna

spac

erze

bysi

eod

stre

sow

ac.

Wie

my

jedn

ak,

zem

usim

yza

plan

owac

pod

roz

doW

arsz

awy.

Sam

olot

nie

jest

dobr

aop

cja.

Wta

nich

linia

chlo

tnic

zych

wsz

ystk

iem

iejs

casa

daw

now

ykup

ione

,a

wL

OT

sap

ewni

eje

szcz

em

iejs

ca,

ale

jak

rano

bed

zie

mg l

ai

sam

olot

nie

odle

ci,

tozo

staw

imy

szef

ana

lodz

ie,

ip

otem

pew

nie

moz

emy

sie

juz

wog

ole

nie

pok

azyw

acw

agen

cji

(odp

raw

epr

zysl

ana

mna

kont

o).

Co

gors

za,

PK

Pw

dzis

iejs

zych

czas

ach

row

niez

ma

zwyc

zaj

odw

o lyw

acp

ocia

giz

dnia

nadz

ien,

ini

em

ap

ewno

sci,

czy

moz

emy

liczy

cna

nocn

yp

ocia

g1:

32(j

est

wW

arsz

awie

o7:

32).

Moz

emy

spra

wdz

icte

opcj

e,al

em

oze

sie

okaz

ac,

zecz

eka

nas

jazd

asa

moc

hode

m.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

mo

tyw

acja

1

Ogo

lnie

,je

stsz

ereg

moz

liwos

ci,

kazd

az

nich

wym

aga

star

anne

goro

zwaz

enia

.P

row

adzi

todo

prz

esz

uk

iwa

nia

.

Prz

eszu

kiw

anie

jest

elem

ente

msk

lado

wym

wsz

ystk

ich

met

odsz

tucz

nej

inte

ligen

cji,

izd

olno

scsk

utec

zneg

opr

zesz

ukiw

ania

wog

ole

zdaj

esi

eby

cin

here

ntny

mel

emen

tem

inte

ligen

cji.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

mo

tyw

acja

2

Re

pre

zen

tacj

aw

prz

est

rze

ni

sta

no

w

1.op

ispr

zest

rzen

ist

anow

•cz

esto

prze

strz

enm

oze

mie

cp

osta

cilo

czyn

uka

rtez

jans

kieg

odz

iedz

inpa

ram

etro

wop

isu

•pr

zest

rzen

moz

eby

csk

oncz

ona

lub

nies

konc

zona

,ch

ocni

em

usi

toby

czw

iaza

nez

trud

nosc

iapr

oble

mu

(np.

szac

hy)

•cz

asem

czes

cca

lej

form

alni

ezd

efini

owan

ejpr

zest

rzen

ist

anow

iast

any

nied

ozw

olon

e(i

nacz

ej:

nieo

siag

alne

)

2.op

isst

anu

poc

zatk

oweg

o,za

wsz

eja

wny

3.op

isst

anu

celo

weg

o,ja

wny

lub

niej

awny

(war

unek

osia

gnie

cia

celu

)

4.op

isdo

step

nych

oper

ator

owpr

zejs

cia

odst

anu

dost

anu

•np

.w

pos

taci

war

unko

wst

osow

alno

sci

ief

ekto

wdz

ia la

nia

•op

erat

orm

oze

byc

spar

amet

ryzo

wan

y(n

p.w

labi

rync

iem

ozem

ym

iec

jede

nop

erat

orru

chu,

czte

ryop

erat

ory,

alb

olic

zbe

mie

jsc

razy

czte

ry)

⇒Z

adan

iem

jest

wyz

nacz

enie

sekw

encj

iop

erat

orow

prow

adza

cych

zest

anu

poc

zatk

oweg

odo

celo

weg

o.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

repr

ezen

tacj

aw

prze

strz

eni

stan

ow

3

Og

oln

ysc

he

ma

tp

rze

szu

kiw

an

iaw

prz

est

rze

ni

sta

no

w

PROCEDUREGT(St)

;St-

opisstanupoczatkowego

BEGIN

UNTILTerm(St)DO

;stanStspelniawarunekcelu

BEGIN

Op:=first(ApplOps(St));

wybierzoperatorstosowalnywstanieSt

St:=Apply(Op,St)

;rezultatzastosowaniaOpdo

stanuSt

END

END

Co

praw

dap

owyz

szy

zapi

sal

gory

tmu

GT

(Generate-and-Test)

suge

ruje

,ze

wyb

iera

onpi

erw

szy

moz

liwy

doza

stos

owan

iaw

stan

ieS

top

erat

or,

jedn

akal

gory

tmm

aw

p lyw

nate

nw

ybor

oper

ator

apr

zez

odp

owie

dnie

pos

orto

wan

ielis

tyop

erat

orow

.M

etod

ew

ybor

uop

erat

ora

prze

zal

gory

tmpr

zesz

ukiw

ania

nazy

wam

yst

rate

gia

.

Zas

toso

wan

iedo

brej

stra

tegi

ije

stw

algo

rytm

ach

prze

szuk

iwan

iaza

gadn

ieni

emkl

uczo

wym

.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

repr

ezen

tacj

aw

prze

strz

eni

stan

ow

4

Page 2: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Str

ate

gie

sle

pe

ip

oin

form

ow

an

e

Str

ateg

iam

oze

byc

ca lk

owic

ieog

olna

,ba

zuja

caty

lko

nasy

ntak

tycz

nych

w la

snos

ciac

hre

prez

enta

cji

zaga

dnie

nia,

ida

jaca

sie

wyk

orzy

stac

we

wsz

ystk

ich

moz

liwyc

hpr

zypa

dkac

h.T

akie

stra

tegi

ena

zyw

asi

esl

ep

ymi.

Prz

yk la

d:ca

lkie

muz

ytec

zna

slep

a(i

todo

s low

nie)

stra

tegi

aw

prze

szuk

iwan

iula

biry

ntow

jest

stra

tegi

apr

awej

reki

.S

trat

egia

tap

ozw

ala

znal

ezc

wyj

scie

zla

biry

ntu,

jesl

ity

lko

tako

we

istn

ieje

.

Str

ateg

iem

oga

row

niez

wyk

orzy

styw

acin

form

acje

ost

anie

,sp

ecyfi

czne

dla

dane

jdz

iedz

iny

prob

lem

owej

.T

akie

stra

tegi

ena

zyw

amy

po

info

rmo

wa

nym

i.

Str

ateg

iep

oinf

orm

owan

eko

rzys

taja

zin

form

acji,

ktor

ew

ogol

nym

przy

padk

uni

esa

dost

epne

,i

mog

aby

cni

ezro

zum

ia le

dla

osob

yp

ostr

onne

j,or

azdl

aca

lkow

icie

ogol

nego

algo

rytm

upr

zesz

ukiw

ania

.

Prz

yk la

d:w

yobr

azm

yso

bie,

zep

oszu

kuja

cw

yjsc

iaz

labi

rynt

uw

iem

y,ze

naze

wna

trz

jest

ha la

s(n

p.sz

umm

orza

),a

wla

biry

ncie

ca lk

owit

aci

sza.

Wte

dyzw

ycza

jne

nads

luch

iwan

iew

ew

szys

tkic

hki

erun

kach

mog

loby

byc

zrod

lem

stra

tegi

ip

oinf

orm

owan

ej,

pom

agaj

acw

wyb

orze

w la

sciw

ych

krok

ow(c

hoc

stra

tegi

ata

moz

eby

csk

utec

zna

tylk

ow

pew

nej

niew

ielk

iej

odle

g los

ciod

wyj

scia

).

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

po

dst

awow

est

rate

gie

5

Prz

esz

uk

iwa

nie

nie

od

wra

caln

ei

zin

tro

spe

kcj

a

Moz

naro

zpat

ryw

acdw

ap

odej

scia

doza

gadn

ieni

apr

zesz

ukiw

ania

:

•gd

yis

tnie

jem

ozliw

osc

intr

osp

ekc

ji,

tozn

aczy

wgl

adu

wca

lapr

zest

rzen

prze

szuk

iwan

ia,

alb

oin

acze

j:sy

mul

acji

rozw

iaza

nia

”nasu

cho”

,al

bo

inac

zej:

cofa

nia

ruch

ow,

•gd

yta

kiej

moz

liwos

cini

em

ai

wyk

onyw

ane

ruch

ysa

nie

od

wra

caln

e.

⇒N

awet

jesl

ip

osia

dam

yko

mpl

etny

ist

upro

cent

owo

pew

nyop

isza

gadn

ieni

ato

intr

osp

ekcj

am

oze

byc

ogra

nicz

ona

prze

zw

ielk

osc

prze

strz

eni,

np.

szac

hy.

⇒z

kole

iw

niek

tory

chza

gadn

ieni

ach

wsz

ystk

ieop

erat

ory

mog

am

iec

oper

ator

yod

wro

tne,

copr

akty

czni

eda

jem

ozliw

osc

cofa

nia

ruch

ow,

naw

etje

sli

teor

etyc

znie

ona

nie

istn

ieje

.W

tedy

jedn

akm

ozliw

esa

pet

le.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

po

dst

awow

est

rate

gie

6

Za

ga

dn

ien

iate

sto

we

—m

isjo

nar

zei

ka

nib

ale

Sfo

rmu l

owan

osz

ereg

zaga

dnie

nte

stow

ych

(toy

problems)

—pr

osty

chi

pog

lado

wyc

h—

ale

zaw

iera

jacy

chja

kas

trud

nosc

,p

ozw

alaj

aca

spra

wdz

icp

odst

awow

em

ozliw

osci

algo

rytm

owro

zwia

zyw

ania

prob

lem

ow.

Jedn

ymz

taki

chza

gadn

ien

test

owyc

hje

stpr

oble

mm

isjo

nar

zyi

kan

iba

li:

•3

mis

jona

rzy

i3

kani

bali

naje

dnym

brze

gurz

eki,

•dw

uoso

bow

a lo

dz,

•na

lezy

prze

praw

icw

szys

tkic

hna

drug

ibr

zeg

rzek

ita

k,ab

ylic

zba

kani

bali

wza

dnym

mie

jscu

icz

asie

nie

prze

krac

za la

liczb

ym

isjo

narz

y.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

po

dst

awow

est

rate

gie

7

Pro

ble

mm

a lp

yi

ba

na

no

w

Inny

mkl

asyc

znym

zaga

dnie

niem

test

owym

jest

prob

lem

ma

lpy

ib

an

an

ow

:

•m

a lpa

wza

mkn

iety

mp

okoj

u,

•na

sufi

cie

wis

zaba

nany

,zb

ytw

ysok

oby

ma l

pam

og la

ich

dosi

egna

c,

•z

bok

ust

oist

o l,

zkt

oreg

om

og la

bydo

sieg

nac

bana

now

,gd

yby

good

pow

iedn

iopr

zesu

nac.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

po

dst

awow

est

rate

gie

8

Page 3: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Kro

tkie

po

dsu

mo

wa

nie

—p

yta

nia

spra

wd

zaja

ce

1.Z

czeg

osk

lada

sie

repr

ezen

tacj

apr

oble

mu

wpr

zest

rzen

ist

anow

?

2.C

oto

sasl

epe

ip

oinf

orm

owan

est

rate

gie

prze

szuk

iwan

ia?

Czy

msi

ero

znia

?

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

po

dst

awow

est

rate

gie

9

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

po

dst

awow

est

rate

gie

10

Prz

esz

uk

iwa

nie

zn

awra

can

iem

(BT

)

FUNCTIONBT(st)

BEGIN

IFTerm(st)

THENRETURN(NIL)

;trywialnerozwiazanie

IFDeadEnd(st)

THENRETURN(FAIL)

;brakrozwiazania

ops:=ApplOps(st)

;listaoper.stosowalnych

L:IFnull(ops)

THENRETURN(FAIL)

;brakrozwiazania

o1:=first(ops)

ops:=rest(ops)

st2:=Apply(o1,st)

path:=

BT(st2)

IFpath==FAIL

THENGOTOL

RETURN(push(o1,path))

END

Alg

oryt

mB

Tsk

utec

znie

prze

szuk

uje

prze

strz

enro

zwia

zan

bez

jaw

nego

budo

wan

iadr

zew

apr

zesz

ukiw

ania

prze

strz

eni.

Str

uktu

ryja

kich

uzyw

ado

zapa

mie

tani

ast

anu

prze

szuk

iwan

sani

ejaw

ne(n

ast

osie

).M

ozna

skon

stru

owac

iter

acyj

naw

ersj

ete

goal

gory

tmu,

ktor

abu

duje

test

rukt

ury

jaw

nie.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zn

awra

can

iem

11

Prz

esz

uk

iwa

nie

zn

awra

can

iem

—w

lasn

osc

i

BT

ma

min

imal

new

ymag

ania

pam

ieci

owe.

Wtr

akci

epr

acy

pam

ieta

tylk

op

ojed

yncz

asc

iezk

edo

rozw

iaza

nia

(ora

zp

ewie

nko

ntek

stdl

aka

zdeg

oel

emen

tute

jsc

iezk

i).

Zat

emje

goz l

ozo

no

scp

am

ieci

ow

ap

rzyp

ad

ku

sre

dn

ieg

ow

yno

siO(d),

gdzi

ed

-od

leg l

osc

stan

up

ocza

tkow

ego

odro

zwia

zani

a(w

sens

ielic

zby

oper

ator

ow).

Efe

ktyw

nosc

czas

owa

jest

gors

za.

Wna

jgor

szym

przy

padk

ual

gory

tmB

Tm

oze

od

wie

dzi

cw

szys

tkie

sta

ny

prz

est

rze

ni

prze

dzn

alez

ieni

emro

zwia

zani

a.P

ozw

ala

jedn

akna

uzyc

iest

rate

gii

—p

oinf

orm

owan

ejlu

bsl

epej

—w

mom

enci

etw

orze

nia

listy

oper

ator

ow,

prze

zje

jod

pow

iedn

iep

osor

tow

anie

.

Pow

azny

mpr

oble

mem

algo

rytm

uB

Tje

stfa

kt,

zem

oze

on

nie

zna

lezc

rozw

iaza

nia

,na

wet

jesl

iis

tnie

jeon

ow

niew

ielk

iej

odle

g los

ciod

stan

ust

arto

weg

o.Je

sli

np.

prze

strz

enst

anow

jest

nies

konc

zona

,al

gory

tmm

oze

wp

ewny

mm

omen

cie

prze

szuk

iwan

iaw

ybra

cop

erat

orpr

owad

zacy

dost

anu,

zkt

oreg

opr

owad

zadr

ogi

doni

esko

nczo

nej

liczb

yst

anow

,al

eza

den

zni

chni

eje

stst

anem

doce

low

ym.

Wta

kim

przy

padk

ual

gory

tmB

Tni

gdy

nie

zako

nczy

prze

szuk

iwan

iate

jcz

esci

prze

strz

eni

stan

ow,

ini

gdy

nie

bed

zie

mog

lw

ycof

acsi

ez

niew

lasc

iweg

ow

ybor

uop

erat

ora.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zn

awra

can

iem

12

Page 4: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Wyk

ryw

an

iep

ow

tarz

aja

cych

sie

sta

no

w

Jedn

ymz

prob

lem

owal

gory

tmu

BT

—ja

kro

wni

ezw

szys

tkic

hin

nych

algo

rytm

owpr

zesz

ukiw

ania

—je

stm

ozliw

osc

pow

staw

ania

pet

li.Je

sli

algo

rytm

kied

ykol

wie

kw

ygen

eruj

eop

isst

anu,

dokt

oreg

odo

szed

l,al

ekt

ory

juz

istn

ieje

naje

godr

odze

odst

anu

poc

zatk

oweg

o,to

nieu

chro

nnie

zacz

nie

pow

tarz

acba

dani

est

anow

wcz

esni

ejzb

adan

ych.

Zja

wis

kute

mu

moz

naoc

zyw

isci

eza

pob

iec.

Naj

pros

tszy

msp

osob

emby

loby

spra

wdz

enie

,p

ow

ygen

erow

aniu

kazd

ego

now

ego

stan

u,cz

yte

nst

anni

ezn

ajdu

jesi

eju

zna

biez

acej

scie

zce

odst

anu

poc

zatk

oweg

o.

Moz

naro

wni

ezsp

raw

dzic

dok l

adni

ej—

czy

now

ow

ygen

erow

any

stan

nie

zost

a lju

zw

ogol

eki

edyk

olw

iek

wcz

esni

ejzn

alez

iony

,i

zbad

any.

Wym

aga

topa

mie

tani

azb

ioru

stan

owzb

adan

ych,

tzw

.lis

tyClosed

.L

ista

taw

algo

rytm

iere

kure

ncyj

nym

mus

iby

cgl

obal

nai

kazd

yno

wo

wyg

ener

owan

yop

isst

anu

mus

iby

cp

orow

nyw

any

zew

szys

tkim

ist

anam

iju

zob

ecny

mi

nalis

cie.

Jedn

oi

drug

iesp

raw

dzan

ieje

stdo

scko

szto

wne

oblic

zeni

owo.

Dla

zaos

zcze

dzen

iacz

asu

moz

naje

pom

inac

,ry

zyku

jac

jedn

akza

pet

leni

epr

oced

ury.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zn

awra

can

iem

13

Og

ran

icze

nie

g le

bo

ko

sci

zit

era

cyjn

ymp

og

leb

ian

iem

Pow

azny

mpr

oble

mem

dla

algo

rytm

uB

Tsa

nies

konc

zone

prze

strz

enie

,z

ktor

ymi

algo

rytm

ogol

nie

sobi

eni

era

dzi.

Pod

obni

ezr

eszt

aja

kin

neal

gory

tmy

och

arak

terz

e(h

ura-

)opt

ymis

tycz

nym

,kt

ore

pref

eruj

am

arsz

dopr

zodu

,o

ilety

lko

jest

moz

liwy.

Pro

stym

rozw

iaza

niem

jest

og

ran

icze

nie

g le

bo

kosc

ipr

zesz

ukiw

ania

doja

kiej

s

”rozs

adne

j”w

arto

sci.

Zau

waz

my,

zep

oza

zab

ezpi

ecze

niem

prze

dni

esko

nczo

nym

ipr

zest

rzen

iam

i,za

bez

piec

zaon

oje

dnoc

zesn

iepr

zed

wpa

dnie

ciem

wp

etle

,co

poz

wal

ap

omin

acw

ykry

wan

iep

owta

rzaj

acyc

hsi

est

anow

.W

ogol

nym

przy

padk

um

oze

nie

byc

jedn

ak la

twe

okre

slen

ieta

kiej

war

tosc

i,a

jej

nied

osza

cow

anie

groz

ioc

zyw

isci

ep

oraz

kaal

gory

tmu

ini

ezna

lezi

enie

mro

zwia

zani

a,kt

ore

istn

ieje

.

Dla

szer

egu

algo

rytm

owp

odob

nie

jak

BT

opty

mis

tycz

nych

(pre

feru

jacy

chru

chy

wg l

ab)

stos

uje

sie

zate

mo

gra

nic

zen

ieg

leb

oko

sci

zit

era

cyjn

ymp

og

leb

ian

iem

.T

enw

aria

ntgw

aran

tuje

znal

ezie

nie

rozw

iaza

nia,

oile

istn

ieje

.

Jedn

akw

przy

padk

ual

gory

tmu

BT

tam

etod

am

oze

byc

bard

zoni

eefe

ktyw

na.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zn

awra

can

iem

14

He

ury

styk

ii

fun

kcj

eo

cen

yst

an

u

Alg

oryt

my

doty

chcz

aspr

zeds

taw

ione

saog

olne

ini

ew

ymag

aja

dosw

ojej

prac

yst

rate

gii

poi

nfor

mow

anej

.Je

dnak

wka

zdym

prak

tycz

nym

zaga

dnie

niu

pos

iada

nie

taki

ejst

rate

gii

jest

bard

zop

ozad

ane.

He

ury

styk

ab

edzi

emy

nazy

wac

wie

dze

odz

iedz

inie

prob

lem

owej

:

•kt

orej

nie

moz

nauz

yska

cz

synt

akty

czne

jan

aliz

yop

isu

prob

lem

u,•

ktor

am

oze

nie

mie

cfo

rmal

nie

pop

raw

nego

uzas

adni

enia

,a

takz

e—

cow

iece

j—

ktor

am

oze

nie

wka

zdym

przy

padk

usp

raw

dzac

sie,

icz

asam

ida

wac

myl

new

skaz

owki

,•

ale

ktor

aog

olni

ep

omag

aw

doko

nyw

aniu

dobr

ych

wyb

orow

wpr

zesz

ukiw

aniu

.

Pos

iada

nie

heur

ysty

kip

ozw

ala

budo

wac

stra

tegi

ep

oinf

orm

owan

e.O

goln

ymi

czes

tost

osow

anym

sche

mat

emko

nstr

ukcj

ist

rate

gii

wyk

orzy

stuj

acym

info

rmac

jehe

urys

tycz

na,

jest

sta

tycz

na

fun

kcja

oce

ny

sta

nu

.D

laka

zdeg

ost

anu

okre

sla

ona

jego

”dobr

oc”,

czyl

isz

anse

,ze

prze

zte

nst

anpr

owad

zidr

oga

doro

zwia

zani

a.W

arto

scte

jfu

nkcj

im

ozna

row

niez

inte

rpre

tow

acja

kom

iare

odle

g los

cist

anu

odro

zwia

zani

a.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

heu

ryst

yczn

efu

nkc

jeo

cen

yst

any

15

Me

tod

yg

rad

ien

tow

e

Fun

kcje

ocen

yst

anu

moz

naw

prze

szuk

iwan

iuza

stos

owac

bez

pos

redn

io.

Pro

wad

zito

dom

etod

ylu

bm

etod

gra

die

nto

wyc

h(hill-clim

bing)

.M

etod

yte

okre

sla

sie

win

form

atyc

eja

kom

etod

yza

ch la

nne.

Ich

bez

pos

redn

ieza

stos

owan

ieog

rani

czon

eje

stdo

dzie

dzin

zba

rdzo

regu

larn

afu

nkcj

aoc

eny

(np.

scis

lem

onot

onic

zna)

.W

prak

tyce

mam

yty

pow

odo

czyn

ieni

az

nast

epuj

acym

ipr

oble

mam

i:

1.lo

kaln

em

aksi

ma

funk

cji

ocen

y2.

obsz

ary

”plat

eau”

funk

cji

ocen

y3.

ukos

negr

anie

funk

cji

ocen

y

curr

ent

stat

e

obje

ctiv

e fu

nctio

n

stat

e sp

ace

glob

al m

axim

um

loca

l max

imum

"fla

t" lo

cal m

axim

um

shou

lder

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

met

od

yg

rad

ien

tow

e1

6

Page 5: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Wyz

arza

nie

Sku

tecz

nai

czes

tost

osow

ana

grup

em

etod

grad

ient

owyc

hst

anow

ite

chni

kazw

ana

wyz

arza

niem

(simulatedannealing)

.Je

jna

zwa

odw

o luj

esi

edo

anal

ogii

zpr

oces

emw

ytap

iani

am

etal

u,ki

edy

stop

niow

ei

pow

olne

zmni

ejsz

anie

tem

per

atur

yp

ozw

ala

osia

gnac

stan

glob

alne

goop

tim

umen

erge

tycz

nego

,z

pe l

nym

upor

zadk

owan

iem

czas

tecz

ekw

ca le

job

jeto

sci

met

alu.

Met

oda

pol

ega

nage

nero

wan

iuru

chow

loso

wyc

h,i

nast

epni

ew

ykon

ywan

iuic

h,lu

bni

e,zg

odni

ez

prze

dsta

wio

nym

naw

ykre

sie

rozk

lade

mpr

awdo

pod

obie

nstw

a.

Jak

wid

ac,

jesl

iw

ygen

erow

any

ruch

pop

raw

iaw

arto

scfu

nkcj

ioc

eny

toje

stza

wsz

ew

ykon

ywan

y,na

tom

iast

jesl

ija

pog

arsz

ato

jest

wyk

onyw

any

zpr

awdo

pod

obie

nstw

emp<

1za

lezn

ymod

stop

nia

pog

orsz

enia

ocen

y,w

por

owna

niu

zest

anem

aktu

alny

m.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

met

od

yg

rad

ien

tow

e1

7

Jedn

ocze

snie

,w

trak

cie

prac

yal

gory

tmu

stop

niow

oob

niza

naje

stte

mp

erat

ura,

cop

owod

uje

zmni

ejsz

anie

praw

dop

odob

iens

twa

wyb

oru

ruch

ow”z l

ych”

.

Met

ode

wyz

arza

nia

stos

uje

sie

zp

owod

zeni

emdo

proj

ekto

wan

iauk

lado

wV

LS

I,si

eci

rozn

ego

rodz

aju,

przy

dzia

luza

dan

wpr

oces

ach

prod

ukcy

jnyc

h,i

inny

chza

dan

opty

mal

izac

jipr

oces

owz l

ozon

ych.

Pro

blem

emw

jej

zast

osow

aniu

jest

dobo

rpa

ram

etro

w,

np.

algo

rytm

uob

niza

nia

tem

per

atur

y.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

met

od

yg

rad

ien

tow

e1

8

Kro

tkie

po

dsu

mo

wa

nie

—p

yta

nia

spra

wd

zaja

ce

1.Ja

kie

wym

agan

iaal

gory

tmu

BT

saba

rdzi

ejkr

ytyc

zne:

pam

ieci

owe

czy

czas

owe?

Uza

sadn

ijod

pow

iedz

.

2.W

jaki

chsy

tuac

jach

algo

rytm

BT

moz

eni

ezn

alez

cro

zwi a

zani

a,gd

yon

ois

tnie

je?

3.N

acz

ymp

oleg

azj

awis

kop

owta

rzaj

acyc

hsi

est

anow

wal

gory

tmac

hpr

zesz

ukiw

ania

?Ja

kie

saje

gom

ozliw

eko

nsek

wen

cje?

4.Ja

kipr

oble

mro

zwia

zuje

met

oda

iter

acyj

nego

pog

lebi

ania

?W

jaki

chpr

zypa

dkac

hko

niec

zne

jest

jej

stos

owan

ie?

5.Ja

kie

sag l

owne

prob

lem

yja

kosc

iow

e(n

ieuw

zgle

dnia

jac

z loz

onos

ci)

wza

stos

owan

iugr

adie

ntow

ych

met

odpr

zesz

ukiw

ania

?

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

met

od

yg

rad

ien

tow

e1

9

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

met

od

yg

rad

ien

tow

e2

0

Page 6: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Prz

esz

uk

iwa

nie

gra

fow

Prz

ypom

nijm

yso

bie

wer

sje

algo

rytm

uB

Tz

iter

acyj

nym

pog

lebi

anie

m,

iko

niec

znos

cw

ielo

krot

nego

prze

szuk

iwan

iap

ocza

tkow

ejcz

esci

prze

strz

eni.

Aby

unik

nac

wie

lokr

otne

good

wie

dzan

iaty

chsa

myc

hst

anow

moz

nauz

ycst

rukt

ury

graf

owej

dopa

mie

tani

azb

adan

ych

juz

czes

cipr

zest

rzen

ist

anow

.A

lgor

ytm

y,kt

ore

uzyw

aja

taki

ejst

rukt

ury

saal

gory

tmam

ip

rze

szu

kiw

an

iag

rafo

w.

Ogo

lne

stra

tegi

epr

zesz

ukiw

ania

graf

ow(s

lep

e):

•st

rate

gia

wsz

erz

BF

S(breadth-firstsearch

)

•st

rate

gia

wg l

abD

FS

(depth-firstsearch

),

•in

nest

rate

gie.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

21

Prz

yk la

d:

8-k

a(8

-pu

zzle

)

12

34

56

78

910

1112

1314

15U

k lad

anka

15-t

ka(15-puzzle

)—

pop

ular

naw

szko

lep

odst

awow

ej.

8-ka

(8-puzzle

)—

zmni

ejsz

ona

wer

sja,

odp

owie

dnia

doilu

stra

cji

dzia

lani

aro

znyc

hst

rate

gii

ial

gory

tmow

sztu

czne

jin

telig

encj

i.

732

618

54

765

84

123

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

22

Prz

esz

uk

iwa

nie

wsz

erz

(BF

S)

•B

adaj

wsz

ystk

iest

any

wod

leg l

oscid

odst

anu

poc

zatk

oweg

os0

prze

dzb

adan

iem

jaki

egok

olw

iek

stan

uw

odle

g los

ci(d

+1)

ods0.

•Z

awsz

egw

aran

tuje

znal

ezie

nie

rozw

iaza

nia

jesl

ity

lko

istn

ieje

.

•C

ow

iece

j,za

wsz

ezn

ajdu

jero

zwia

zani

eop

tym

alne

(tzn

.zn

ajdu

jena

jkro

tsza

drog

eze

stan

up

ocza

tkow

ego

doka

zdeg

ost

anu)

.

•N

ieje

stin

here

ntni

eod

por

nyna

wpa

dani

ew

pet

lest

anow

im

oze

wym

agac

zast

osow

ania

listy

Closed

.

•Z

lozo

nosc

pam

ieci

owa

icz

asow

afa

taln

a,ob

ieO(b

d),

gdzi

e:b

-sr

edni

alic

zba

ga le

ziw

yras

taja

cych

zw

ez la

(tzw

.branchingfactor

),d

-od

leg l

osc

stan

up

ocza

tkow

ego

odro

zwia

zani

a(l

iczb

aop

erat

orow

).

•P

rakt

yczn

ieje

dnak

owa

z loz

onos

cpr

zypa

dku

najg

orsz

ego

isr

edni

ego

(jak

row

niez

najle

psze

go).

•U

wag

aim

plem

enta

cyjn

a:do

daw

ajno

wo

odkr

yte

stan

yna

koni

eclis

tyOpen

.(P

omim

oiz

mow

isi

eo

lista

chw

ez lo

w,

zew

zgle

duna

czes

teod

wo l

ania

wpr

akty

cest

osuj

esi

esz

ybsz

est

rukt

ury

dany

ch,

np.

tabl

ice

hasz

owe.

)

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

23

Prz

esz

uk

iwa

nie

wsz

erz

—p

rzyk

lad

Dia

gram

prze

dsta

wia

frag

men

tgr

afu

prze

szuk

iwan

iaw

szer

z.N

umer

yna

dpl

ansz

ami

(1–2

6)p

okaz

uja

tuko

lejn

osc

wyb

oru

wez

low

doek

span

sji

graf

u.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

24

Page 7: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Prz

esz

uk

iwa

nie

wg

lab

(DF

S)

•B

adaj

wsz

ystk

ieno

wo

odkr

yte

stan

yp

ocho

dne

(pot

omki

)da

nego

stan

un

prze

dp

owro

tem

doba

dani

asa

siad

owst

anun

.

•N

ieda

jeza

dnyc

hz

gwar

ancj

iB

FS

(pew

nosc

izn

alez

ieni

aro

zwia

zani

aop

tym

alne

go,

alb

ow

ogol

ezn

alez

ieni

aja

kieg

osro

zwia

zani

a).

•Z

lozo

nosc

oblic

zeni

owa

przy

padk

una

jgor

szeg

o:pr

zetw

arza

nie

ipa

mi e

tani

ew

szys

tkic

hst

anow

.

•Z

lozo

nosc

przy

padk

usr

edni

ego:

O(b

d)

pam

ieci

owa

icz

asow

a.

•D

lapr

zest

rzen

ini

esko

nczo

nych

jedy

nym

prak

tycz

nie

uzyt

eczn

ymw

aria

ntem

jest

ogra

nicz

enie

g leb

okos

ciz

iter

acyj

nym

pog

lebi

anie

m(a

lepr

zesz

ukiw

anie

graf

uD

FS

nie

jest

azta

kb

ezse

nsow

nie

stra

tne

jak

algo

rytm

BT

).

•E

fekt

ywno

scal

gory

tmu

gwa l

tow

nie

pol

epsz

asi

edl

apr

zypa

dkow

isto

tnie

leps

zych

niz

sred

ni(c

zyli

wyj

atko

wo

szcz

esliw

ych)

,za

tem

sens

jego

stos

owan

iaje

stty

lko

wp

o lac

zeni

uz

dobr

ymi

heur

ysty

kam

i.

•U

wag

aim

plem

enta

cyjn

a:do

daw

ajno

wo

odkr

yte

stan

yna

poc

zate

klis

tyOpen

.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

25

Prz

esz

uk

iwa

nie

wg

lab

—p

rzyk

lad

Fra

gmen

t”pr

zeci

etne

go”

graf

upr

zesz

ukiw

ania

wg l

abz

ogra

nicz

enie

mg l

ebok

osci

do5.

Num

ery

wez

low

pok

azuj

ako

lejn

osc

wyb

oru

wez

low

doek

span

sji

graf

u.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

26

Prz

esz

uk

iwa

nie

row

no

ko

szto

we

UC

S

Wpr

zypa

dku,

gdy

kosz

typ

ojed

yncz

ych

ruch

owni

esa

row

ne,

prze

szuk

iwan

iew

szer

zop

arte

nalic

zbie

ruch

oww

oczy

wis

tysp

osob

nie

gwar

antu

jezn

alez

ieni

aop

tym

alne

jsc

iezk

i.M

ozna

okre

slic

pros

tam

odyfi

kacj

eal

gory

tmu

wsz

erz,

ktor

azn

ajdz

ieop

tym

alna

scie

zke

dla

dow

olny

ch(d

odat

nich

)ko

szto

wp

ojed

yncz

ych

ruch

ow.

Ta

mod

yfika

cja,

zwan

aal

gory

tmem

row

ne

go

kosz

tu(uniform-cost

search

UC

S),

wym

aga

kazd

oraz

owo

wyb

rani

aw

ez la

ona

jniz

szym

kosz

cie

scie

zki.

SG

55

33

3S

G

55

33

3S

G

55

33

3S

G

55

33

3S

G

55

33

3

Wpr

zypa

dku

row

nych

kosz

tow

ruch

owsp

row

adza

sie

todo

met

ody

wsz

erz.

Opt

ymal

nosc

algo

rytm

um

ozna

(try

wia

lnie

)w

ykaz

acp

odw

arun

kiem

,ze

kosz

tp

ojed

yncz

ego

ruch

uje

stja

kas

war

tosc

iado

datn

ia(≥

ǫ).

Pon

iew

azal

gory

tmki

eruj

esi

ed l

ugos

cia

scie

zki,

jego

z loz

onos

cini

em

ozna

scha

rakt

eryz

owac

jako

funk

cjib

id

.Z

amia

stte

go,

ozna

czaj

acpr

zezC

∗ko

szt

opty

mal

nego

rozw

iaza

nia,

moz

naot

rzym

acz l

ozon

osc

najg

orsz

ego

przy

padk

u,za

row

nocz

asow

aja

ki

pam

ieci

owa,

jako

O(b

1+⌊C

∗/ǫ⌋).

Wpr

zypa

dku

row

nych

kosz

tow

form

u la

tare

duku

jesi

edo

O(b

d).

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

27

Za

ko

ncz

en

iep

rze

szu

kiw

an

ia

Cel

empr

zesz

ukiw

ania

moz

eby

csa

mo

znal

ezie

nie

scie

zki

doro

zwia

zani

a,ba

dzzn

alez

ieni

esc

iezk

iop

tym

alne

j.W

pier

wsz

ympr

zypa

dku,

algo

rytm

moz

eza

konc

zyc

prac

eju

zw

mom

enci

e,ki

edy

now

yst

an,

wyg

ener

owan

yw

wyn

iku

kole

jneg

oru

chu,

okaz

esi

est

anem

doce

low

ym,

aw

iec

zost

anie

umie

szcz

ony

nalis

cieOpen

.A

lecz

yta

ksa

mo

moz

emy

pos

tapi

cw

przy

padk

up

oszu

kiw

ania

rozw

iaza

nia

opty

mal

nego

?

SG

55

33

3S

G

55

33

3S

G

55

33

3S

G

55

33

3S

G

55

33

3

Prz

eszu

kiw

anie

nale

zyza

konc

zyc

wm

omen

cie,

gdy

algo

rytm

prze

szuk

iwan

iaop

tym

alne

gow

ybie

rze

doek

span

sji

wez

e l,

ktor

yje

stw

ez le

mdo

celo

wym

(czy

liju

zw

czes

niej

znal

az l

jede

nlu

bki

lka

wez

low

doce

low

ych)

.Je

goek

span

sji

moz

naw

tedy

zani

echa

c,a

najle

psza

znal

ezio

nado

nieg

osc

iezk

aje

stro

zwia

zani

emop

tym

alny

m.

Pon

iew

azal

gory

tmsy

stem

atyc

znie

znaj

duje

wsz

ystk

iena

jtan

sze

scie

zki,

wie

cm

omen

tw

ybra

nia

wez

lado

eksp

ansj

ioz

nacz

a,ze

nie

moz

esi

eju

zw

grafi

ezn

alez

cza

dna

tans

zasc

iezk

ado

nieg

o.

Jedn

akza

nim

tona

stap

i,al

gory

tmba

dasc

iezk

io

nizs

zych

kosz

tach

,i

nie

ma

pew

nosc

i,ze

ktor

asz

nich

nie

okaz

esi

eno

wa,

leps

zasc

iezk

ado

wez

lace

low

ego.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

28

Page 8: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Prz

esz

uk

iwa

nie

na

jpie

rw-n

ajl

ep

szy

Zas

toso

wan

iehe

urys

tycz

nej

funk

cji

ocen

ydo

prze

szuk

iwan

iana

graf

ach

wna

jpro

stsz

ympr

zypa

dku

daje

tzw

.pr

zesz

ukiw

anie

na

jpie

rw-n

ajl

ep

szy

(best-firstsearch

).W

kazd

ejch

wili

wyk

onuj

eon

oru

ch,

ktor

ym

inim

aliz

uje

funk

cje

ocen

y.Je

sli

funk

cja

ocen

yje

stdo

bra,

w la

sciw

iew

ybie

rast

any

doan

aliz

y,i

odp

owie

dnio

mal

eje

wzd

luz

drog

ido

rozw

iaza

nia,

tow

tedy

tam

etod

a

”idzi

e”b

ezp

osre

dnio

doce

lu,

nie

trac

accz

asu

naro

zwija

nie

jaki

chko

lwie

kni

epot

rzeb

nych

wez

low

graf

u.

Row

niez

wpr

zypa

dku

drob

nych

defe

ktow

funk

cji

ocen

y,ki

edy

niek

tore

jej

war

tosc

isa

niet

rafn

ei

zle

ocen

iaja

stan

y,al

ep

oro

zwin

ieci

uki

lku

niep

otrz

ebny

chw

ez lo

wfu

nkcj

aoc

enia

dals

zew

ez ly

wpr

zybl

izen

iup

opra

wni

e,te

nsc

hem

atpr

zesz

ukiw

ania

dobr

zesi

esp

raw

dza.

K lo

pot

yza

czyn

aja

sie

jedn

akki

edy

funk

cja

ma

jaki

sb l

adsy

stem

atyc

zny,

np.

jako

najle

psza

kons

ekw

entn

iew

skaz

uje

drog

e,kt

ora

wog

ole

nie

prow

adzi

doce

lu.

Wte

dym

etod

ana

jpie

rw-n

ajle

pszy

ma

taki

esa

me

wad

yja

km

etod

aw

g lab

,p

omim

o,iz

funk

cja

byc

moz

ep

opra

wni

eos

zaco

wuj

ew

iele

wez

low

.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

29

Na

jpie

rw-n

ajl

ep

szy

jako

we

rsja

prz

esz

uk

iwa

nia

wg

lab

Sp

ostr

zeze

nie,

zem

etod

ana

jpie

rw-n

ajle

pszy

zach

owuj

esi

ep

odob

nie

jak

met

oda

wg l

abp

ozw

ala

naw

ycia

gnie

cie

pew

nych

wni

osko

w.

Alg

oryt

mna

jpie

rw-n

ajle

pszy

jest

obar

czon

yw

szys

tkim

ip

oten

cjal

nym

iw

adam

ial

gory

tmow

wg l

ab,

taki

mi

jak

moz

liwos

cni

ezna

lezi

enia

rozw

iaza

nia,

ktor

eis

tnie

je,

wpa

dani

aw

b led

neal

eni

esko

nczo

nega

lezi

e,it

p.M

aza

tem

sens

stos

owan

iew

obec

niej

ogra

nicz

enia

g leb

okos

ci(z

iter

acyj

nym

pog

lebi

anie

m),

itp.

Jak

wkr

otce

zoba

czym

y,is

tnie

jep

ewna

”inte

ligen

tna”

met

oda

wyk

orzy

stan

iast

rate

gii

heur

ysty

czne

jw

algo

rytm

iew

g lab

,za

bez

piec

zaja

capr

zed

prze

szuk

iwan

iem

nies

konc

zony

chpr

zest

rzen

ile

piej

niz

szty

wne

ogra

nicz

enie

g leb

okos

ci.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

30

Prz

esz

uk

iwa

nie

gra

fuo

par

ten

ako

szta

ch

Na

poz

or,

algo

rytm

UC

Sro

zni

sie

zasa

dnic

zood

algo

rytm

una

jpie

rw-n

ajle

pszy

.P

ierw

szy

jest

algo

rytm

emsl

epym

,a

drug

ip

oinf

orm

owan

ym.

Jedn

akp

orow

nani

eko

duty

chal

gory

tmow

wsk

azuj

e,ze

sani

emal

iden

tycz

ne.

Oba

doko

nuja

syst

emat

yczn

ejek

span

sji

graf

u,w

ybie

raja

cz

listy

Open

wez

e lo

najn

izsz

ejw

arto

sci

ocen

y,a

nast

epni

epr

zeno

sza

gona

liste

Closed

wyk

onuj

acje

dnoc

zesn

ieje

goek

span

sje.

Eks

pans

jap

oleg

ana

wyg

ener

owan

iuw

szys

tkic

hje

gona

step

niko

w,

zain

stal

owan

iuic

hna

grafi

ei

doda

niu

dolis

tyOpen

.

Roz

nica

pom

iedz

yty

mi

algo

rytm

ami

pol

ega

wie

cty

lko

nast

osow

aniu

rozn

ych

kryt

erio

ww

ybor

uw

ez la

doek

span

sji.

Wpi

erw

szym

jest

ono

dete

rmin

isty

czne

,a

wdr

ugim

heur

ysty

czne

.

Pon

iew

azob

ast

ale

wyb

iera

jana

jleps

zyw

eze l

zlis

tyOpen

,m

ase

nsje

jim

plem

enta

cja

jako

listy

sort

owan

ej.

Inny

mdo

brym

wyb

orem

stru

ktur

yda

nych

dla

listy

Open

jest

kole

jka

prio

ryte

tow

a,p

ozw

alaj

aca

na la

twy

wyb

orna

jleps

zego

kand

ydat

az

listy

,i

tani

eop

erac

jedo

daw

ania

ius

uwan

iaz

listy

(O(log

(N))

).

Sle

pe

algo

rytm

yB

FS

iD

FS

rozn

iasi

ety

lko

tym

,ze

nie

por

zadk

uja

listy

Open

,al

esz

tyw

nodo

daja

now

ew

ez ly

nako

niec

lub

poc

zate

klis

ty.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

31

War

totu

doda

c,ze

istn

ieje

algo

rytm

Dijk

stry

(195

9)zn

ajdo

wan

iana

jkro

tszy

chdr

ogna

grafi

ez

jedn

ego

wez

lado

wsz

ystk

ich

wez

low

graf

u.W

pew

nym

sens

ieje

ston

row

now

azny

algo

rytm

owi

UC

S.

Jedn

akD

ijkst

raza

k lad

a lop

erac

jena

grafi

esk

oncz

onym

,w

ca lo

sci

znan

ym,

zbud

owan

ym,

iza

lado

wan

ymdo

pam

ieci

.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

32

Page 9: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Kro

tkie

po

dsu

mo

wa

nie

—p

yta

nia

spra

wd

zaja

ce

1.C

zym

rozn

isi

epr

zesz

ukiw

anie

row

noko

szto

we

odpr

zesz

ukiw

ania

wsz

erz?

2.C

zym

rozn

isi

epr

zesz

ukiw

anie

wg l

abod

prze

szuk

iwan

iana

jpie

rw-n

ajle

pszy

?

3.O

pisz

bazo

wy

cykl

prac

yal

gory

tmu

prze

szuk

iwan

iagr

afow

.

4.O

pisz

oper

acje

nalis

tach

Op

eni

Clo

sed

wro

znyc

hal

gory

tmac

hpr

zesz

ukiw

ania

graf

ow.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

33

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

34

Mo

dyfi

ka

cja

fun

kcj

iw

ybo

ru—

ko

szt

prz

eb

yte

jd

rog

i

Roz

waz

my

nast

epuj

ace

dete

rmin

isty

czne

funk

cje

ocen

y(w

ez la

):

h*(n)

–ko

szt

kosz

tow

o-op

tym

alne

jdr

ogi

zn

doce

lug

*(n)

–ko

szt

kosz

tow

o-op

tym

alne

jdr

ogi

zs0

don

Wte

dy:

f*(n):=

g*(n)+h

*(n)

f*(n)

–ko

szt

kosz

tow

o-op

tym

alne

jdr

ogi

zs0

doce

lubi

egna

cej

prze

zn

Zna

jom

osc

funk

cjif

*(n)

poz

wol

i laby

zaw

sze

wyb

iera

cty

lko

wez

lyle

zace

naop

tym

alne

jdr

odze

odp

ocza

tku

doce

lu.

Pod

obni

ezr

eszt

aw

ysta

rczy

laby

dote

gozn

ajom

osc

sam

ejfu

nkcj

ih

*(n).

Nie

stet

y,zw

ykle

funk

cjeh

*(n)

anig

*(n)

nie

sado

step

ne.

Jest

esm

yzm

usze

nip

os lu

giw

acsi

eic

hpr

zybl

izen

iam

i,kt

ore

poz

wal

aja

jedy

nie

apro

ksym

owac

wyb

iera

nie

w la

sciw

ych

wez

low

.Je

dnak

gdy

pos

lugu

jem

ysi

epr

zybl

izen

iam

i,w

tedy

prze

szuk

iwan

ieba

zuja

cena

funk

cjif

*(n)

nie

mus

iju

zda

wac

taki

chsa

myc

hw

ynik

owja

kto

opie

raja

cesi

ena

funk

cjih

*(n).

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

—al

gor

ytm

A*

35

Mo

dyfi

ka

cja

fun

kcj

iw

ybo

ru—

alg

ory

tmA

*

Roz

waz

my

zate

mna

step

ujac

ehe

urys

tycz

nefu

nkcj

eoc

eny

wez

la:

h(n)

–fu

nkcj

ahe

urys

tycz

naap

roks

ymuj

acah

*(n)

g(n)

–ko

szt

najle

psze

jzn

anej

drog

izs0

don

;za

uwaz

myg(n)≥

g*(n)

f(n):=

g(n)+h(n)

Jak

dzia

lata

kok

resl

ona

stra

tegi

a?Je

sli

funk

cjah(n)

osza

cow

ujeh

*(n)

bard

zopr

ecyz

yjni

e,to

algo

rytm

dzia

lani

emal

idea

lnie

,i

zmie

rza

pros

todo

celu

.

Jedn

akgd

yfu

nkcj

ah(n)

pop

e lni

ab l

edy,

inp

.op

tym

isty

czni

eok

resl

aja

kies

stan

yja

kole

psze

niz

saon

ew

rzec

zyw

isto

sci,

toal

gory

tmna

jpie

rwp

odaz

aw

ich

kier

unku

,zw

abio

nyni

ska

war

tosc

iafu

nkcj

ih(n),

gdyg(n)

jest

pom

ijaln

e.

Po

jaki

ms

czas

ie,

tak

b led

nie

osza

cow

ane

scie

zki

prze

staj

aby

cat

rakc

yjne

,ze

wzg

ledu

nana

rast

ajac

ysk

ladn

ikg(n),

ial

gory

tmz

koni

eczn

osci

prze

rzuc

asw

oje

zain

tere

sow

anie

nain

neat

rakc

yjne

wez

ly.

Prz

yty

mna

atra

kcyj

nosc

nie

ma

wp l

ywu,

czy

saon

eba

rdzi

ejcz

ym

niej

odda

lone

odst

artu

.D

ecyd

uje

lacz

naoc

ena,

czy

prze

zda

nyst

anpr

owad

zina

jleps

zadr

oga

doro

zwia

zani

a.

Alg

oryt

mpr

zesz

ukiw

ania

graf

owst

osuj

acy

pow

yzsz

afu

nkcj

ef(n)

jako

swoj

ast

rate

gie

nazy

wa

sie

alg

ory

tme

mA

*.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

—al

gor

ytm

A*

36

Page 10: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Fu

nkcj

ao

cen

yw

alg

ory

tmie

A*

Sk l

adni

kih(n)

ig(n)

repr

ezen

tuja

wfu

nkcj

if(n)

dwie

prze

ciw

staw

nete

nden

cje:

opty

miz

m(h(n))

iko

nser

wat

yzm

(g(n))

.M

ozem

yca

lkie

msw

obod

nie

ster

owac

stra

tegi

aw

jedn

alu

bdr

uga

stro

nest

osuj

acw

zor:

f(n):=

(1−k)∗g(n)+k∗h(n)

Zw

ieks

zaja

cw

spo l

czyn

nik

wag

ik

moz

emy

nada

wac

prze

szuk

iwan

iuch

arak

ter

bard

ziej

agre

syw

ny(i

ryzy

kow

ny),

gdy

np.

mam

yza

ufan

iedo

funk

cjih(n)

ich

cem

yp

osuw

acsi

esz

ybko

dopr

zodu

.z

kole

izm

niej

szaj

acte

nw

spo l

czyn

nik,

zap

ewni

amy

dok l

adni

ejsz

eba

dani

epr

zest

rzen

i,p

osuw

ajac

sie

wol

niej

dopr

zodu

,al

eko

mp

ensu

jac

niek

tore

b led

yfu

nkcj

ih(n).

Zau

waz

my,

zew

skra

jnyc

hpr

zypa

dkac

h,k=

1da

jepr

zesz

ukiw

anie

najp

ierw

-naj

leps

zy,

nato

mia

stk=

0da

jepr

zesz

ukiw

anie

row

noko

szto

we.

Jedn

akna

jwie

kszy

wp l

ywna

prze

bieg

prze

szuk

iwan

iam

aja

kosc

funk

cjih(n).

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

—al

gor

ytm

A*

37

W la

sno

sci

fun

kcj

ih

(n)

wa

lgo

rytm

ieA

*

Heu

ryty

czna

funk

cje

ocen

yh(n)

wal

gory

tmie

A*

nazy

wam

yd

op

usz

cza

lna

(admissible

)gd

yog

rani

cza

ona

oddo

lurz

eczy

wis

tafu

nkcj

eh

*(n),

czyl

i∀nh(n)≤

h*(n).

Dop

uszc

zaln

osc

ozna

cza

chro

nicz

neni

edos

zaco

wyw

anie

przy

sz ly

chko

szto

w,

zate

mby

wa

nazy

wan

eop

tym

izm

em.

Moz

nado

wie

sc,

zeje

sli

tylk

ois

tnie

jesc

iezk

az

wez

lap

ocza

tkow

ego

doce

low

ego,

toA

*z

dopu

szcz

alna

heur

ysty

kaza

wsz

ezn

ajdu

jeop

tym

alna

taka

scie

zke.

Czy

trud

noje

stzn

alez

cta

kado

pusz

czal

nahe

urys

tyke

?N

ieko

niec

znie

,np

.h(n)≡

0rz

eczy

wis

cie

ogra

nicz

az

do lu

h*(n),

dla

dow

olne

goza

gadn

ieni

a.C

zyta

katr

ywia

lna

heur

ysty

kam

oze

byc

przy

datn

a?O

dpow

iedz

brzm

i:ra

czej

rzad

ko.

Tak

ial

gory

tmw

ybie

raza

wsz

ew

ez ly

ona

jkro

tsze

jdr

odze

zs0,

aza

tem

jest

toal

gory

tmw

szer

z(o

goln

iej:

row

nego

kosz

tu),

ktor

yrz

eczy

wis

cie

zaw

sze

znaj

duje

opty

mal

nadr

oge,

ale

sam

ow

sobi

eto

jesz

cze

nie

jest

wie

lka

zale

ta.

Ocz

ywis

cie

imle

piejh(n)

przy

bliz

ah

*(n)

tym

efek

tyw

niej

sze

prze

szuk

iwan

ie.

Jesl

im

amy

dwie

funk

cjeh1(n),h2(n),

taki

eze

dla

wsz

ystk

ich

wez

low

h1(n)<

h2(n)≤

h*(n)

tom

ozna

dow

iesc

,ze

uzyc

ieh1

prow

adzi

doro

zwin

ieci

aco

najm

niej

tyle

sam

ow

ez lo

wco

h2.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

—al

gor

ytm

A*

38

W la

sno

sci

fun

kcj

ih

(n)

wa

lgo

rytm

ieA

*(c

d.)

Dop

uszc

zaln

osc

funk

cjih(n)

jest

ciek

awa

w la

snos

cia,

ktor

acz

esto

moz

naud

owod

nic

dla

funk

cji

bard

zozg

rubn

ieos

zaco

wuj

acejh

*(n),

ale

juz

niek

onie

czni

edl

am

ozol

nie

opra

cow

anej

funk

cji,

np.

zw

ykor

zyst

anie

mnu

mer

yczn

ego

ucze

nia

sie

nase

rii

przy

k lad

ow(c

oja

ksi

eok

aze

jest

jedn

az

met

odko

nstr

ukcj

ita

kich

funk

cji)

.

Jesz

cze

moc

niej

sza

w la

snos

cia

heur

ysty

czne

jfu

nkcj

ioc

enyh(n)

jest

jej

spo

jno

sc(consistency

),zw

ana

row

niez

og

ran

icze

nie

mm

on

oto

nic

znym

(monotonerestriction

),lu

bp

opr

ostu

nier

owno

scia

troj

kata

:

∀ni→

nj

h(n

i)−h(n

j)≤

c(ni,nj)

Moz

nado

wie

sc,

zedl

afu

nkcj

ih(n)

spe l

niaj

acyc

hog

rani

czen

iem

onot

onic

zne

algo

rytm

A*

zaw

sze

ma

juz

znal

ezio

naop

tym

alna

drog

edo

kazd

ego

wez

la,

ktor

yde

cydu

jesi

ero

zwija

c.W

prak

tyce

poz

wal

ato

niec

oup

rosc

icim

plem

enta

cje

algo

rytm

upr

zesz

ukiw

ania

,je

sli

wie

my,

zefu

nkcj

aoc

eny

jest

spoj

na.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

—al

gor

ytm

A*

39

Z lo

zon

osc

ob

licz

en

iow

aa

lgo

rytm

uA

*

Dla

wie

kszo

sci

prak

tycz

nych

prob

lem

owlic

zba

wez

low

prze

strz

eni

stan

owro

snie

eksp

onen

cjal

nie

zd l

ugos

cia

pos

zuki

wan

ego

rozw

iaza

nia.

Ocz

ywis

cie,

efek

tyw

nahe

urys

tyka

mog

laby

zmni

ejsz

ycz l

ozon

osc

oblic

zeni

owa

algo

rytm

u.P

ytan

ie,

kied

ym

oglib

ysm

yna

tolic

zyc?

Moz

nado

wie

sc,

zeab

yto

osia

gnac

,cz

yli

aby

algo

rytm

A*

dzia

la l

wcz

asie

wie

lom

iano

wym

,b l

adw

heur

ysty

czne

jfu

nkcj

ioc

eny

nie

pow

inie

npr

zekr

oczy

clo

gary

tmu

rzec

zyw

iste

jd l

ugos

ciro

zwia

zani

a:

|h(n)−h∗(n)|≤

O(log

h∗(n))

Pyt

anie

:cz

yta

kie

heur

ysty

kisa

prak

tycz

ne?

Wpr

akty

czny

chpr

zypa

dkac

hni

em

ozna

liczy

cna

znal

ezie

nie

tak

dobr

ych

heur

ysty

k.Z

atem

algo

rytm

A*

nale

zyog

olni

euw

azac

zaek

spon

encj

alny

.T

oje

dnak

zwyk

leni

eje

stje

gona

jwie

ksza

wad

a.P

odob

nie

jak

wsz

ystk

ieal

gory

tmy

prze

szuk

iwan

iana

graf

ach,

prze

chow

uje

onw

szys

tkie

wez

lygr

afu

wpa

mie

cii

zre

gu ly

wyc

zerp

uje

pam

iec

kom

pute

radu

zow

czes

niej

niz

dost

epny

czas

!!

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

—al

gor

ytm

A*

40

Page 11: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Mo

dyfi

ka

cje

alg

ory

tmu

A*

zo

gra

nic

zon

ymi

wym

ag

an

iam

ip

am

ieci

ow

ymi

Istn

ieja

mod

yfika

cje

algo

rytm

uA

*p

ozw

alaj

ace

pok

onac

prob

lem

yz

zap

otrz

ebow

anie

mna

pam

iec.

Alg

oryt

mID

A*

(Iterative-DeepeningA*)

doda

jest

anda

rdow

eog

rani

czen

ieg l

ebok

osci

.P

oos

iagn

ieci

ulim

itu

g leb

okos

cipr

zesz

ukiw

ania

jest

onzw

ieks

zany

,pr

zyje

dnoc

zesn

ymus

unie

ciu

prze

bada

nych

wez

low

graf

uz

pam

ieci

.

Alg

oryt

mR

BF

S(RecursiveBest-First

Search

)je

stp

odob

nydo

algo

rytm

uB

Tw

wer

sji

reku

renc

yjne

j.P

rzes

zuku

jeon

reku

renc

yjni

ep

ojed

yncz

asc

iezk

egr

afu,

pam

ieta

jac

jedn

ocze

snie

naka

zdym

poz

iom

iere

kure

ncji

najle

psza

alte

rnat

ywe

poj

edyn

czeg

okr

oku.

Kie

dyak

tual

nie

anal

izow

ana

scie

zka

okaz

uje

sie

gors

zaod

tej

alte

rnat

ywy,

algo

rytm

wra

ca,

kasu

jac

wyn

iki

swoj

ejpr

acy

(lec

zw

chod

zac

wno

we

wyw

o lan

iare

kure

ncyj

ne,

pon

owni

eza

pam

ietu

jena

jleps

zaal

tern

atyw

e).

Alg

oryt

mS

MA

*(Simplified

Mem

ory-Bounded

A*)

dzia

lado

k lad

nie

jak

A*,

ale

tylk

odo

mom

entu

zap

e lni

enia

ca le

jdo

step

nej

pam

ieci

.W

tym

mom

enci

e,al

gory

tmko

ntyn

uuje

prac

e,ka

suja

cje

dnak

najg

orsz

ezn

ane

wez

lygr

afu

aby

zrob

icm

iejs

cena

now

ood

kryw

ane

stan

y.Je

dnak

osza

cow

anie

skas

owan

ych

wez

low

jest

prze

chow

ywan

ew

ich

rodz

icac

h,ab

ym

ozliw

eby

lop

onow

nep

odje

cie

prze

szuk

iwan

iaw

dane

jcz

esci

graf

u.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

—al

gor

ytm

A*

41

Alg

ory

tmA

*w

pra

kty

ce

Dob

rym

pyta

niem

jest

,cz

yal

gory

tmy

heur

ysty

czne

gopr

zesz

ukiw

ania

graf

ow,

taki

eja

kA

*,m

aja

zast

osow

ania

prak

tycz

new

swie

cie

rzec

zyw

isty

m.

Odp

owie

dzna

topy

tani

ebr

zmi:

tak,

wp

ewny

chog

rani

czon

ych

dzie

dzin

ach,

jak

np.

plan

owan

ieop

tym

alne

jtr

asy

prze

jazd

uro

bot

a,al

bo

znaj

dow

anie

najk

rots

zej

drog

iw

grac

hko

mpu

tero

wyc

h.

Alg

oryt

mA

*je

sthe

urys

tycz

naw

ersj

aal

gory

tmu

Dijk

stry

(195

9)ob

licza

jace

gona

jkro

tsze

drog

iod

usta

lone

gow

ez la

dow

szys

tkic

hp

ozos

ta ly

chw

ez lo

wgr

afu.

Alg

oryt

mD

ijkst

ryje

stro

wni

ezst

osow

any

ww

ielu

zaga

dnie

niac

hte

chni

czny

ch,

jak

np.

siec

iow

epr

otok

o ly

tras

owan

ia(routing

),ta

kie

jak

OS

PF

,or

azzn

ajdo

wan

iedr

ogi

nam

apie

wna

wig

acja

chG

PS

.W

tych

osta

tnic

hza

stos

owan

iach

,ze

wzg

l edu

naw

ielk

osc

graf

u,al

gory

tmD

ijkst

rym

usi

byc

wsp

omag

any

prze

zdo

datk

owe

tech

niki

.M

oga

toby

cw

lasn

iehe

urys

tyki

,al

bo

wpr

owad

zeni

eab

stra

kcji

ihi

erar

chii

scie

zek.

Jedn

akze

wzg

ledu

nako

mer

cyjn

yas

pek

tte

jba

rdzo

rozw

ijaja

cej

sie

tech

nolo

gii,

tech

niki

nie

sazb

ytcz

esto

szcz

ego l

owo

opis

ywan

e.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

—al

gor

ytm

A*

42

Prz

esz

uk

iwa

nie

wst

ecz

Prz

eszu

kiw

anie

prze

strz

eni

stan

owm

ozna

prow

adzi

cro

wni

edo

brze

wpr

zod

jak

iw

stec

z.P

rze

szu

kiw

an

iew

ste

czza

czyn

asi

eod

stan

uko

ncow

ego

(lub

ca le

gozb

ioru

stan

owko

ncow

ych)

,i

wpi

erw

szym

krok

uzn

ajdu

jezb

ior

stan

owp

oprz

edza

jacy

ch,

zkt

oryc

hm

ozna

osia

gnac

jaki

sst

anko

ncow

yw

jedn

ymkr

oku

prze

zkt

orys

zdo

step

nych

oper

ator

ow.

Wko

lejn

ych

krok

ach

proc

esje

stko

ntyn

uow

any.

Prz

eszu

kiw

anie

wst

ecz

moz

eby

cro

wni

e la

twe

wre

aliz

acji

oblic

zeni

owej

jak

prze

szuk

iwan

iew

przo

d,al

bo

moz

eby

cut

rudn

ione

zew

zgle

duna

w la

snos

cipr

zyje

tej

repr

ezen

tacj

i.W

tym

drug

impr

zypa

dku

koni

eczn

am

oze

byc

zmia

nare

prez

enta

cji.

Klu

czow

aje

stje

dnak

latw

osc

poz

yska

nia

heur

ysty

k.W

przy

padk

upr

zesz

ukiw

ania

wpr

zod

heur

ysty

kap

owin

nap

odp

owia

dac

nam

,ja

kie

krok

ina

lezy

wyb

iera

c,ab

ysk

utec

znie

przy

bliz

acsi

edo

celu

.W

niek

tory

chza

gadn

ieni

ach

brak

jest

w la

sciw

ych

intu

icji.

Wpr

zypa

dku

prze

szuk

iwan

iaw

stec

zhe

rust

yka

pow

inna

pod

pow

iada

c,kt

ore

krok

ipr

zybl

izaj

ana

sod

niez

nane

gost

anu

doce

low

ego,

dodo

brze

znan

ego

srod

owis

kast

arto

weg

o.C

zase

m la

twie

jje

sto

intu

icje

wsp

omag

ajac

ep

odej

mow

anie

taki

chde

cyzj

i.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

—al

gor

ytm

A*

43

Prz

esz

uk

iwa

nie

dw

uk

ieru

nko

we

Idee

prze

szuk

iwan

iaw

stec

zm

ozna

latw

ouo

goln

icdo

prz

esz

uk

iwa

nia

dw

uk

ieru

nko

we

go

.Je

sli

repr

ezen

tacj

ana

top

ozw

ala,

todl

acze

goni

ero

bic

napr

zem

ian

krok

owpr

zesz

ukiw

ania

wpr

zod

iw

stec

z.Ja

kw

idac

nary

sunk

up

ole

wej

,m

og lo

byto

przy

nies

cos

zcze

dnos

cirz

edu

50%

(πr2≈

2×π(r 2)2

):

Jedn

akja

kp

okaz

uje

rysu

nek

po

praw

ej,

zam

iast

zaos

zcze

dzic

,m

ozna

nad l

ozyc

prac

y.P

rzes

zuki

wan

iedw

ukie

runk

owe

latw

opr

zyno

sios

zcze

dnos

ciw

przy

padk

ual

gory

tmu

Dijk

stry

(row

noko

szto

weg

o),

jedn

akp

osia

daja

cw

yrafi

now

ana,

ukie

runk

owan

ahe

urys

tyke

,le

piej

jej

zauf

aci

pod

azac

zani

aw

jedn

ymki

erun

ku.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

—al

gor

ytm

A*

44

Page 12: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Ap

let

prz

esz

uk

iwa

nia

lab

iryn

tua

lgo

rytm

em

A*

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

—al

gor

ytm

A*

45

Kro

tkie

po

dsu

mo

wa

nie

—p

yta

nia

spra

wd

zaja

ce

1.C

zym

rozn

isi

eal

gory

tmA

*od

prze

szuk

iwan

iana

jpie

rw-n

ajle

pszy

?Ja

kisk

utek

wyw

iera

taro

znic

ana

proc

espr

zesz

ukiw

ania

?

2.C

oto

sado

pusz

czal

nehe

urys

tyki

dla

algo

rytm

uA

*?Ja

kie

maj

azn

acze

nie

prak

tycz

ne?

3.A

lgor

ytm

heur

ysty

czne

gopr

zesz

ukiw

ania

graf

owA

*z

dopu

szcz

alna

funk

cja

ocen

yh

gwar

antu

jezn

alez

ieni

eop

tym

alne

goro

zwia

zani

apr

oble

mu,

oile

tylk

ota

kie

istn

ieje

nagr

afie.

Roz

waz

pon

izsz

em

odyfi

kacj

efu

nkcj

if

iod

pow

iedz

,cz

yza

chow

uja

one

pow

yzsz

aw

lasn

osc

algo

rytm

uA

*.O

dpow

iedz

uzas

adni

j.

(a)

wpr

owad

zeni

ego

rneg

oog

rani

czen

ia(k

resu

)na

war

tosc

funk

cji

h(n)

(b)

wpr

owad

zeni

edo

lneg

oog

rani

czen

ia(k

resu

)na

war

tosc

funk

cji

g(n)

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

gra

fow

—al

gor

ytm

A*

46

Ko

nst

rukcj

afu

nkcj

ih

eu

ryst

yczn

ych

Jak

wog

olny

mpr

zypa

dku

skon

stru

owac

funk

cje

heur

ysty

czna

,gd

yni

ezn

amy

dost

atec

znie

dobr

zeza

gadn

ieni

a,ze

byj a

po

pros

tuw

ymys

lec ?

Eks

per

ymen

tow

ac,

eksp

erym

ento

wac

,ek

sper

ymen

tow

ac!

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

kon

stru

kcja

fun

kcji

heu

ryst

yczn

ych

47

Prz

yk la

d:

he

ury

styk

id

la8

-pu

zzle

Heu

ryst

yka

1:p

olic

zel

emen

tyni

ena

swoi

chm

iejs

cach

,fu

nkcj

ah1(n)=

W(n)

Heu

ryst

yka

2:dl

aw

szys

tkic

hel

emen

tow

nie

nasw

oich

mie

jsca

ch,

zsum

ujod

leg l

osci

odic

hw

lasc

iwyc

hm

iejs

c(t

zw.

odle

g los

cM

anha

ttan

u).

Otr

zym

ana

liczb

ab

edzi

ena

pew

nom

niej

sza

niz

liczb

aru

chow

wka

zdym

rozw

iaza

niu

(dol

neos

zaco

wan

ieko

sztu

rozw

iaza

nia)

.N

azw

ijmy

jafu

nkcj

ah2(n)=

P(n)

Heu

ryst

yka

3:h3(n)=

P(n)+3∗S(n)

gdzi

efu

nkcj

aS(n)

jest

oblic

zana

dla

elem

ento

wna

obrz

ezu

uk la

dank

i,bi

orac

0dl

ael

emen

tow

,p

okt

oryc

hna

step

uje

ich

w la

sciw

ypr

awy

sasi

ad,

i2

dla

kazd

ego

elem

entu

,p

okt

orym

nast

epuj

eni

ew la

sciw

yel

emen

t.S

rode

kw

nosi

1,je

sli

jest

.

Ani

S(n)

anih3(n)

nie

sado

lnym

ios

zaco

wan

iam

irz

eczy

wis

tej

odle

g los

cido

rozw

iaza

nia

uk la

dank

i,a

jedn

akh3(n)

jest

jedn

az

najle

pszy

chfu

nkcj

ioc

eny

dla

uk la

dank

i8-

puzz

le,

daja

cani

ezw

ykle

ukie

runk

owan

ei

efek

tyw

nepr

zesz

ukiw

anie

.

Zau

waz

my,

zedo

lnym

osza

cow

anie

mod

leg l

osci

odro

zwia

zani

a,za

tem

gwar

antu

jacy

mzn

alez

ieni

ero

zwia

zani

aop

tym

alne

go,

jest

funk

cjah0(n)≡

0.Je

stto

ilust

racj

aog

olne

gofa

ktu,

zep

opra

wno

scfo

rmal

nani

eza

wsz

eid

zie

wpa

rze

zdo

bra

efek

tyw

nosc

iaob

licze

niow

a.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

kon

stru

kcja

fun

kcji

heu

ryst

yczn

ych

48

Page 13: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Ja

ko

scfu

nkcj

ih

eu

ryst

yczn

ej

ako

szt

prz

esz

uk

iwa

nia

A*

Prz

ybliz

ona

liczb

aw

ez lo

wID

Sdl

ad=

24:

54,0

00,0

00,0

00

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

kon

stru

kcja

fun

kcji

heu

ryst

yczn

ych

49

Prz

esz

uk

iwa

nie

he

ury

styc

zne

drz

ew

a8

-pu

zzle

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

kon

stru

kcja

fun

kcji

heu

ryst

yczn

ych

50

Ko

nst

rukcj

afu

nkcj

ih

eu

ryst

yczn

ych

(cd

.)

Jedn

az

ogol

nych

met

odtw

orze

nia

funk

cji

heur

ysty

czny

chje

stna

step

ujac

a.N

alez

yro

zwaz

ycza

dani

eup

rosz

czon

e,w

ktor

ymre

zygn

uje

sie

zja

kieg

ostr

udne

gow

ymag

ania

,ab

yza

dani

eda

wa l

osi

ero

zwia

zac.

Dla

kazd

ego

wyg

ener

owan

ego

stan

uro

zwia

zuje

sie

zada

nie

upro

szcz

one

(np.

met

oda

pe l

nego

prze

glad

u).

Kos

ztop

tym

alne

goro

zwia

zani

aza

dani

aup

rosz

czon

ego

przy

jmuj

esi

ena

step

nie

jako

osza

cow

anie

(dol

ne)

kosz

turo

zwia

zani

aza

dani

aor

ygin

alne

go.

Na

przy

k lad

,je

sli

stan

yw

zaga

dnie

niu

maj

an

para

met

row

,cz

yli

sael

emen

tam

in

-wym

iaro

wej

prze

strz

eni,

tom

ozem

yp

orzu

cic

jede

nz

tych

para

met

row

,cz

yli

zrzu

tow

acst

any

dopr

zest

rzen

i(n

−1)

-wym

iaro

wej

.

Jesl

iis

tnie

jeki

lka

wer

sji

upro

szcz

enia

,p

omie

dzy

ktor

ymi

nie

wie

my

jak

wyb

rac

(np.

ktor

azm

ienn

ast

anu

odrz

ucic

),to

moz

emy

uzyc

ich

kom

bina

cji

jako

funk

cji

ocen

y:h(n)=

max

k(h

1(n),...,hk(n))

Zau

waz

my,

zegd

ybys

my

wuk

lada

nce

8-pu

zzle

zezw

olili

nate

lep

orta

cje

elem

ento

wje

dnym

ruch

emna

swoj

em

iejs

ce,

toby

loby

topr

zyk l

adem

taki

ego

w la

snie

pod

ejsc

ia,

ida

loby

wef

ekci

efu

nkcj

eh1(n).

Nat

omia

stzg

oda

napr

zesu

wan

ieel

emen

tow

oje

dna

poz

ycje

,al

eni

ezal

ezni

eod

po l

ozen

iain

nych

elem

ento

w,

da la

byfu

nkcj

eoc

enyh2(n).

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

kon

stru

kcja

fun

kcji

heu

ryst

yczn

ych

51

Ko

nst

rukcj

afu

nkcj

ih

eu

ryst

yczn

ych

(cd

.)

Inna

met

oda

opra

cow

ania

funk

cji

heur

ysty

czne

jje

stje

jza

mod

elow

anie

stat

ysty

czne

.

Nal

ezy

wyz

nacz

ycat

rybu

tyst

anu,

ktor

em

ozna

uwaz

acza

znac

zace

dla

osza

cow

ania

odle

g los

cido

rozw

iaza

nia.

Wte

dyde

fini

ujac

funk

cje

heur

ysty

czna

jako

kom

bina

cje

linio

wa

tych

atry

buto

w,

zni

ezna

nym

iw

spo l

czyn

nika

mi,

moz

nana

uczy

csi

ety

chw

spo l

czyn

niko

ww

ykon

ujac

pew

nalic

zbe

eksp

erym

ento

ww

ykor

zyst

ujac

ych

pe l

nepr

zesz

ukiw

anie

lub

inna

funk

cje

heur

ysty

czna

.

Otr

zym

ane

d lug

osci

opty

mal

nych

rozw

iaza

nm

ozna

uzyc

dosk

onst

ruow

ania

uk la

duro

wna

ni

wef

ekci

ew

yzna

czen

iapr

zybl

izon

ych

war

tosc

iw

spo l

czyn

niko

w.

Zau

waz

my,

zeta

met

oda

moz

naby

otrz

ymac

funk

cje

ocen

yh3(n)

dla

8-pu

zzle

.F

unkc

jeW

(n)

iP(n)

moz

nauz

nac

zapr

zyda

tne

dobu

dow

ydo

brej

heur

ysty

ki.

Moz

nate

zuz

nac,

zefu

nkcj

aS(n)

dobr

zeod

daje

trud

nosc

osia

gnie

cia

stan

udo

celo

weg

o.Z

aczy

naja

cod

funk

cjih(n)=

a∗W

(n)+b∗P(n)+c∗S(n)

ipr

zepr

owad

zaja

cw

iele

eksp

erym

ento

w,

jest

moz

liwe,

zeop

tym

alne

war

tosc

iok

aza l

yby

sie

zbliz

one

do:a≈

0,b≈

1ic≈

3,co

wef

ekci

eda

loby

funk

cje

h3(n).

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

kon

stru

kcja

fun

kcji

heu

ryst

yczn

ych

52

Page 14: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Kro

tkie

po

dsu

mo

wa

nie

—p

yta

nia

spra

wd

zaja

ce

1.W

ymie

ni

opis

zzn

ane

Ci

ogol

nem

etod

ytw

orze

nia

heur

ysty

czny

chfu

nkcj

ioc

eny.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

kon

stru

kcja

fun

kcji

heu

ryst

yczn

ych

53

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

kon

stru

kcja

fun

kcji

heu

ryst

yczn

ych

54

Prz

esz

uk

iwa

nie

dla

gie

rd

wu

oso

bo

wyc

h

Gry

safa

scyn

ujac

aro

zryw

kai

czes

tost

anow

iaw

yzw

anie

dla

inte

lekt

ucz

low

ieka

.N

icdz

iwne

go,

zeod

daw

naby

lyob

iekt

emza

inte

reso

wan

iasz

tucz

nej

inte

ligen

cji.

Met

ody

prze

szuk

iwan

iaw

prze

strz

eni

stan

owni

eda

jasi

eb

ezp

osre

dnio

zast

osow

acw

typ

owej

grze

dwuo

sob

owej

zew

zgle

duna

koni

eczn

osc

uwzg

ledn

ieni

aru

chow

prze

ciw

nika

,kt

ore

nie

sazn

ane.

”Roz

wia

zani

em”

mus

iby

ctu

sche

mat

uwzg

ledn

iaja

cyw

szys

tkie

moz

liwe

reak

cje

prze

ciw

nika

.

Dod

atko

wo,

wni

ekto

rych

grac

hp

e lna

wie

dza

ost

anie

wog

ole

nie

jest

dost

epna

dla

obu

grac

zy.

Rod

zaje

gier

:

dete

rmin

isty

czne

loso

we

zp

e lna

szac

hy,

war

caby

,ba

ckga

mm

on,

info

rmac

jago

,ot

hello

mon

opol

zni

epe l

nast

atki

,ko

lko

ibr

ydz,

pok

er,

info

rmac

jakr

zyzy

kna

slep

osc

rabb

le

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

dla

gie

r5

5

Drz

ew

og

ryd

wu

oso

bo

we

j

XX

XX

XX

X

XX

MA

X (

X)

MIN

(O

)

XX

O

OO

XO O

OO

OO

O

MA

X (

X)

XO

XO

XO

XX

X

XX

XX

MIN

(O

)

XO

XX

OX

XO

X

. . .

. . .

. . .

. . .

. . .

. . .

. . .

TE

RM

INA

LX

X

−1 0

+1U

tility

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

dla

gie

r5

6

Page 15: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Pro

ced

ura

min

ima

ksu

Moz

naw

yzna

czyc

opty

mal

nast

rate

gie

gry

dla

gry

dete

rmin

isty

czne

jz

pe l

nain

form

acja

zap

omoc

ana

step

ujac

ejpr

oced

ury,

zwan

ejpr

oced

ura

min

ima

x.O

blic

zaon

aw

arto

scw

ez la

star

tow

ego

prze

zpr

opag

acje

war

tosc

iko

ncow

ych

(war

tosc

iw

ygra

nej

dla

nasz

ego

grac

za)

wgo

redr

zew

agr

y:

1.p

ozio

my

drze

wa

odp

owia

daja

ruch

omgr

aczy

:M

AX

-ai

MIN

-a;

przy

jmuj

emy,

zeM

AX

ma

pier

wsz

yru

ch,

2.st

anom

term

inal

nym

wlis

ciac

hdr

zew

apr

zypi

suje

my

war

tosc

wyg

rane

jM

AX

’a(u

jem

na,

jesl

ifa

ktyc

znie

jest

toje

gopr

zegr

ana)

3.w

ez lo

mdr

zew

ap

owyz

ejlis

cipr

zypi

suje

my

stop

niow

ow

arto

sci:

mak

sym

alna

zew

szys

tkic

hga

lezi

jesl

iw

eze l

odp

owia

daru

chow

iM

AX

-a,

im

inim

alna

zew

szys

tkic

hga

lezi

jesl

iw

eze l

odp

owia

daru

chow

iM

IN-a

,4.

najw

yzsz

aga

laz

ona

jwie

ksza

war

tosc

iaw

skaz

uje

opty

mal

nyru

chM

AX

-a.

MA

X

312

86

42

145

2

MIN

3

A1

A3

A2

A13

A12

A11

A21

A23

A22

A33

A32

A31

32

2

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

min

imax

57

Og

ran

icze

nie

zaso

bo

w—

zast

oso

wa

nie

he

ury

styk

i

Pro

cedu

ram

inim

aksu

defi

niuj

eop

tym

alna

stra

tegi

egr

acza

przy

za lo

zeni

u,ze

prze

ciw

nik

row

niez

gra

opty

mal

nie.

Jedn

akty

lko

pod

war

unki

em,

zeda

sie

prze

anal

izow

acca

ledr

zew

ogr

y.

Dla

praw

dziw

ego

drze

wa

gry

moz

eby

cz

tym

prob

lem

.N

p.,

dla

szac

how

b≈

35,m

≈100

dla

sens

owne

jro

zgry

wki

,i

kom

plet

nedr

zew

ogr

ym

oze

mie

cok

o lo35

100≈

10155

wez

low

.(L

iczb

aat

omow

wzn

anej

czes

ciW

szec

hsw

iata

szac

owan

aje

stna

1080.)

Aby

rozw

iaza

cte

npr

oble

m,

moz

nap

os lu

zyc

sie

he

ury

styc

zna

fun

kcja

oce

ny

war

tosc

ip

ozy

cji,

aby

pod

obni

eja

kw

zwyk

lych

met

odac

hpr

zesz

ukiw

ania

prze

strz

eni

stan

ow,

wyz

nacz

acdo

bry

ruch

bez

pos

iada

nia

jaw

nej

repr

ezen

tacj

ica

lej

prze

strz

eni.

Wpr

zypa

dku

gry

dwuo

sob

owej

poz

wol

i loby

toza

stos

owac

tesa

ma

zasa

dem

inim

aksu

,al

eog

rani

czyc

anal

ize

doki

lku

ruch

ow.

Dla

szac

how

,m

ozna

taka

ocen

eob

liczy

cja

kow

arto

scm

ate

ria

lna

pos

iada

nych

figu

r,np

.1

zapi

ona,

3za

wie

zelu

bgo

nca,

5za

skoc

zka,

i9

zahe

tman

a.D

odat

kow

om

ozna

uwzg

ledn

icw

arto

scp

ozyc

jita

kich

jak

”dobr

ero

zsta

wie

nie

pion

ow”,

alb

ow

yzsz

aw

arto

scw

iezy

wko

ncow

cegr

y,a

jesz

cze

wyz

sza

dwoc

hw

iez.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

min

imax

58

Za

sto

sow

an

ieh

eu

ryst

yk—

sytu

acj

esp

ecj

aln

e

Ogr

anic

zeni

eg l

ebok

osci

anal

izy

czas

ami

prow

adzi

dosy

tuac

jisz

czeg

olny

ch,

ktor

ew

ymag

aja

niec

ozm

odyfi

kow

aneg

op

odej

scia

.

Jedn

az

nich

jest

zaga

dnie

nie

op

an

ow

an

eg

oza

gro

zen

ia.

Wni

ekto

rych

sytu

acja

chfu

nkcj

aoc

eny

moz

esu

gero

wac

war

tosc

iko

rzys

tne

dla

jedn

ego

zgr

aczy

,al

ena

jbliz

sze

ruch

y—

poz

ag l

ebok

osci

auw

zgle

dnio

napr

zez

funk

cje

prze

szuk

iwan

ia—

nieu

chro

nnie

dopr

owad

zado

dras

tycz

nej

zmia

ny.

Roz

wia

zani

emje

stw

ykry

wan

ieta

kich

nies

tabi

lnyc

hsy

tuac

jiza

groz

enia

ip

og le

bien

iepr

zesz

ukiw

ania

azdo

osia

gnie

cia

stan

owba

rdzi

ejst

abiln

ych

(quiescentstates

).

Inny

mpr

oble

mem

jest

pro

ble

mh

ory

zon

tu.

Ma

onm

iejs

cew

tedy

,gd

yna

dcho

dzi

nieu

chro

nne

zagr

ozen

iedl

aje

dneg

oz

grac

zy,

ale

jest

onw

stan

ieod

suw

acje

wcz

asie

wyk

onuj

acru

chy,

ktor

eje

dnak

nie

rozw

iazu

japr

oble

mu.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

min

imax

59

Prz

esz

uk

iwa

nie

min

ima

x—

od

cin

an

iep

rze

szu

kiw

an

ia

Na

jaki

eef

ekty

prak

tycz

nem

ozna

liczy

cst

osuj

acoc

ene

heur

ysty

czna

nag l

ebok

osci

kilk

uru

chow

?

Np.

,dl

asz

acho

w,

przy

jmuj

ac10

6w

ez lo

wna

seku

nde,

i180

seku

ndna

ruch

,m

ozem

yzb

adac

108≈

355

poz

ycji,

czyl

ido

5ru

chow

wpr

zod.

Pro

gram

graj

acy

wte

nsp

osob

zach

owuj

esi

era

cjon

alni

e,le

czpr

zeci

etne

mu

cz lo

wie

kow

ini

etru

dno

zni

mw

ygra

c.P

otrz

ebne

sado

datk

owe

met

ody

zwie

ksza

jace

efek

tyw

nosc

prze

szuk

iwan

ia.

Lat

wo

zauw

azyc

,ze

moz

naw

anal

izie

min

imak

sow

ejdr

zew

agr

yp

oczy

nic

pew

neos

zcze

dnos

ci.

Naj

pros

tsze

zni

chna

zyw

ane

saod

ciec

iam

ial

fa-b

eta.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

min

imax

60

Page 16: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Od

cie

ciaα

–β

—il

ust

racj

a

Cw

icze

nie:

znaj

dzb l

adw

pow

yzsz

ymdr

zew

ie(z

rod l

o:P

atri

ckH

enry

Win

ston

,ArtificialIntelligence

,3r

ded

.).

Odp

owiedz:

wkroku

10

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

min

imax

61

Od

cie

ciaα

–β

—a

lgo

rytm

PROCEDUREMINIMAX-ALPHA-BETA(n,alpha,beta,depth)

BEGIN

IFdepth==MAXDEPTHTHENRETURN(h(n))

choices:=

Lista_potomkow(n)

WHILE(NOTEmpty(choices))AND(alpha<

beta)DO

;;zaniechaniebadaniakolejnychpotomkowwezlan

oznaczaodciecie

BEGIN

n1

:=First(choices)

choices:=Rest(choices)

w1

:=MINIMAX-ALPHA-BETA(n1,alpha,beta,depth+1)

IF

EVEN(depth)THEN

;dlawezlowMAX’a

IFw1>

alphaTHENalpha:=w1

IF

ODD(depth)THEN

;dlawezlowMIN’a

IFw1<

betaTHENbeta:=w1

END

IFEVEN(depth)THENRETURN(alpha)

;wezelMAX’a

ELSERETURN(beta)

;wezelMIN’a

END

⇒w

pier

wsz

ymw

ywo l

aniu

przy

jmuj

emyα=

−∞

,β=

+∞

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

min

imax

62

Oci

eci

–β

—p

rzyp

ad

ek

op

tym

aln

y

Opt

ymal

nypr

zypa

dek

prze

szuk

iwan

iam

inim

akso

weg

oz

odci

ecia

mi

alfa

-bet

aza

chod

zigd

yna

kazd

ymp

ozio

mie

wez

lysa

rozp

atry

wan

ew

kole

jnos

ciod

najb

ardz

iej

korz

ystn

ego,

dla

dane

gogr

acza

.W

tedy

wka

zdym

pod

drze

wie

oblic

zana

jest

tylk

oje

dna

”seri

a”w

ez lo

w,

nato

mia

stpr

zyka

zdym

pow

roci

ew

gore

drze

wa

nast

epuj

eod

ciec

ie.

Na

pow

yzsz

ymdi

agra

mie

oszc

zedn

osc

wyn

osi

16w

ez lo

w;

na27

wez

low

nana

jniz

szym

poz

iom

ieob

liczo

nych

mus

iby

cty

lko

11.

Zro

d lo:

Pat

rick

Hen

ryW

inst

on,ArtificialIntelligence

,3r

ded

.(u

wag

a,b l

ad:

wez

ly18

,19

,21

,i

22m

og ly

byro

wni

ezby

cod

ciet

e).

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

min

imax

63

W la

sno

sci

alg

ory

tmuα

–β

Zas

toso

wan

ieod

ciec

wan

aliz

iedr

zew

am

inim

axni

ezm

ieni

aos

tate

czne

gow

ynik

u,tz

n.ru

chu

grac

za.

Dob

reup

orza

dkow

anie

poz

wal

aos

iagn

acw

ieks

zaef

ekty

wno

scod

cina

nia.

Wgr

anic

y,op

tym

alne

odci

ecia

poz

wal

aja

osia

gnac

O(b

m/2).

Wpr

akty

cep

ozw

ala

top

odw

oic

g leb

okos

cpr

zesz

ukiw

ania

.

Wyn

ikan

aliz

ym

inim

ax/α

–βni

eza

lezy

odko

nkre

tnyc

hw

arto

sci

funk

cji

ocen

y.Is

totn

eje

stty

lko

upor

zadk

owan

iew

arto

sci.

Ozn

acza

to,

zedo

wol

natr

ansf

orm

acja

mon

oton

iczn

afu

nkcj

aoc

eny

dzia

lata

ksa

mo

jak

oryg

inal

nafu

nkcj

a.

MIN

MA

X

211

422

20

1 140

02020

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

min

imax

64

Page 17: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Min

ima

x—

uo

go

lnie

nie

dla

gry

wie

loo

sob

ow

ej

Alg

oryt

mm

inim

aksu

moz

na la

two

uogo

lnic

napr

zypa

dek

gry

wie

loos

obow

ej.

Zam

iast

skal

arne

jna

lezy

zast

osow

acw

ekto

row

afu

nkcj

eoc

eny,

ktor

azw

raca

wek

tor

ocen

war

tosc

ip

ozyc

jiz

punk

tuw

idze

nia

pos

zcze

goln

ych

grac

zy.

Kaz

dygr

acz

mak

sym

aliz

uje

swoj

elem

ent

wek

tora

,i

proc

edur

apr

opag

acji

ocen

yw

gore

drze

wa

gry

prze

bieg

ap

odob

nie

jak

wpr

zypa

dku

gry

dwuo

sob

owej

.

to m

ove

A B C A

( 1,

2, 6

)(

4, 2

, 3)

( 6,

1, 2

)(

7, 4

,−1)

( 5,

−1,

−1)

(−1,

5, 2

)(7

, 7,−

1)(

5, 4

, 5)

( 1,

2, 6

)(

6, 1

, 2)

(−1,

5, 2

)(

5, 4

, 5)

( 1,

2, 6

)(−

1, 5

, 2)

( 1,

2, 6

)

Wgr

ach

wie

loos

obow

ych

poj

awia

jasi

eje

dnak

doda

tkow

eel

emen

tyst

rate

gii

taki

eja

kso

jusz

e.C

zasa

mi

grac

zom

op la

casi

eza

wie

rac

soju

sze

prze

ciw

inny

mgr

aczo

m,

ana

wet

dyna

mic

znie

zmie

niac

teso

jusz

ew

trak

cie

rozg

ryw

ki.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

min

imax

65

Pra

kty

ka

ko

mp

ute

row

ych

gie

rd

wu

oso

bo

wyc

h

War

caby

:pr

ogra

mC

hino

okw

1994

zako

nczy

l40

-let

nia

dom

inac

jem

istr

zasw

iata

Mar

iona

Tin

sley

a1R

okpo

znie

jpr

ogra

mp

okon

a lko

lejn

ego

mis

trza

.

Sza

chy:

prog

ram

Dee

pB

lue

w19

97p

ora

zpi

erw

szy

pok

ona l

mis

trza

swia

taG

ary

Kas

paro

wa

wot

war

tym

mec

zu(r

okw

czes

niej

mis

trz

prze

gra l

zty

msa

mym

prog

ram

empi

erw

sza

gre)

.P

rzez

kole

jne

10la

tpr

ogra

my

szac

how

eni

eod

nios

lyw

ieks

zych

zwyc

iest

w.

Wro

ku20

06pr

ogra

mD

eep

Fri

tzp

okon

a lw

turn

ieju

mis

trza

swia

taV

ladi

mir

aK

ram

nika

.P

oty

mzw

ycie

stw

ieza

inte

reso

wan

iero

zgry

wka

mi

najle

pszy

chpr

ogra

mow

zlu

dzm

iza

cze l

osp

adac

.

Oth

ello

:m

istr

zow

ieni

ech

cagr

acz

kom

pute

ram

i,kt

ore

sazb

ytdo

bre.

Go:

mis

trzo

wie

nie

chca

grac

zko

mpu

tera

mi,

ktor

esa

zbyt

s lab

e.W

gob>

300

wie

cza

mia

stsy

stem

atyc

zneg

opr

zesz

ukiw

ania

drze

wa

gry,

wie

kszo

scpr

ogra

mow

uzyw

are

gu lo

wej

bazy

wie

dzy

doge

nera

cji

ruch

ow.

1A

czko

lwie

km

istr

zw

yco

fa l

sie

ztu

rnie

juz

przy

czyn

zdro

wo

tnyc

hi

wkr

otc

ep

ote

mzm

ar l

na

raka

.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

min

imax

66

Za

sto

sow

an

iem

inim

ak

sui

he

ury

styk

do

gry

ww

arca

by

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

min

imax

67

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

min

imax

68

Page 18: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Gry

ze

lem

en

tam

ilo

sow

ymi

—e

xpe

ctim

ax

Jeze

liw

grze

wys

tepu

jecz

ynni

klo

sow

y,np

.w

ynik

pew

nych

ruch

owza

lezy

odel

emen

tulo

sow

ego,

jak

rzut

kost

ka,

toan

aliz

ata

kiej

gry

jest

bard

ziej

z loz

ona.

Wym

aga

rozw

azen

iaw

szys

tkic

hm

ozliw

osci

,i

oblic

zani

aw

arto

sci

ocze

kiw

anej

po

dyst

rybu

cji

zmie

nnyc

hlo

sow

ych

repr

ezen

tuja

cych

elem

enty

loso

we.

Na

przy

k lad

,m

ozna

rozw

azac

gry

jedn

ooso

bow

ez

czyn

niki

emlo

sow

ym.

Co

drug

ikr

okje

stw

ybor

emgr

acza

,kt

ory

mak

sym

aliz

uje

war

tosc

swoj

ejfu

nkcj

ioc

eny,

aco

drug

ikr

okje

stlo

sow

y(l

ubtr

aktu

jem

ygo

jako

loso

wy)

,ze

znan

ymze

staw

emw

ynik

owi

znan

ymro

zk la

dem

praw

dop

odob

iens

twa

tych

wyn

ikow

.A

lgor

ytm

dost

osow

any

doan

aliz

yta

kich

gier

nazy

wa

sie

exp

ect

ima

x.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

exp

ecti

max

69

Da

lsze

uo

go

lnie

nie

—e

xpe

ctim

inim

ax

Pe l

neuo

goln

ieni

eal

gory

tmu

min

imak

suo

czyn

niki

loso

we

nazy

wam

yuw

zgle

dnia

ruch

ygr

aczy

MA

Xa

iM

INa

oraz

krok

ilo

sow

e.A

lgor

ytm

anal

izy

drze

wa

taki

ejgr

yna

zyw

asi

ee

xpe

ctim

inim

ax.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

exp

ecti

max

70

He

ury

styc

zna

fun

kcj

ao

cen

yw

exp

ect

imin

ima

x

Zau

waz

my

rozn

ice

w la

snos

ciw

odni

esie

niu

dost

osow

anej

funk

cji

ocen

y.W

ybor

ruch

una

pod

staw

iean

aliz

ym

inim

axje

stid

enty

czny

dla

wsz

ystk

ich

funk

cji

ocen

yda

jace

jte

nsa

mp

orza

dek

wez

low

.T

ejw

lasn

osci

nie

zach

owuj

eex

pec

tim

inim

ax,

jak

wid

acna

pon

izsz

ymry

sunk

u.R

uch

wyb

rany

dla

prze

dsta

wio

nych

drze

wje

stro

zny,

ab

ezkr

oku

loso

weg

oza

kazd

ymra

zem

wyb

rany

by lb

ypr

awy.

DIC

E

MIN

MA

X

22

33

11

44

23

14

.9.1

.9.1

2.1

1.3

2020

3030

11

400

400

2030

140

0

.9.1

.9.1

2140

.9

Wpr

zypa

dku

exp

ecti

min

imak

sufu

nkcj

aoc

eny

nie

moz

eby

cdo

wol

nafu

nkcj

ap

opra

wni

ep

orza

dkuj

aca

ocen

iane

poz

ycje

.W

prak

tyce

mus

ion

aod

zwie

rcie

dlac

ocze

kiw

ana

wyg

rana

(lub

jej

doda

tnia

linio

wa

tran

sfor

mac

je).

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

exp

ecti

max

71

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

exp

ecti

max

72

Page 19: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Gry

zn

iep

e ln

ain

form

acj

a

Prz

yk la

d:ro

zne

gry

wka

rty.

Moz

naob

liczy

cpr

awdo

pod

obie

nstw

aw

szys

tkic

hko

mbi

nacj

iro

zdan

ia.

Idea

:ob

licz

war

tosc

min

imax

kazd

ejm

ozliw

ejak

cji

dla

kazd

ego

rozd

ania

,na

step

nie

wyb

ierz

akcj

ez

najw

ieks

zaw

arto

scia

ocze

kiw

ana

oblic

zona

dla

wsz

ystk

ich

moz

liwyc

hro

zdan

.

Naj

leps

zepr

ogra

my

dogr

yw

bryd

zaim

plem

entu

jato

pod

ejsc

iepr

zez

wyg

ener

owan

iew

ielu

rozd

anzg

odny

chz

info

rmac

jaw

ywni

osko

wan

az

doty

chcz

asow

ego

prze

bieg

ulic

ytac

jii

rozg

ryw

ki,

iw

ybie

raja

akcj

e,kt

ora

mak

sym

aliz

uje

liczb

ew

ygra

nych

.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

gry

zn

iep

e ln

ain

form

acja

73

Kro

tkie

po

dsu

mo

wa

nie

—p

yta

nia

spra

wd

zaja

ce

1.D

lap

oniz

szeg

odr

zew

agr

ydw

uoso

bow

ej,

pod

ajdo

k lad

nase

kwen

cje

war

tosc

ifu

nkcj

ioc

eny

oblic

zony

chpr

zez

algo

rytm

min

imak

suz

odci

ecia

mi

alfa

/bet

a(w

por

zadk

uod

lew

ejdo

praw

ej).

MA

X

312

86

42

145

2

MIN

3

A1

A3

A2

A13

A12

A11

A21

A23

A22

A33

A32

A31

32

2

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia7

4

Prz

esz

uk

iwa

nie

zw

ieza

mi

Zag

adni

enia

prze

szuk

iwan

iaz

wie

zam

i(Constrained

SatisfactionProblem,

CSP

),al

bo

zog

rani

czen

iam

i,st

anow

iasp

ecyfi

czna

grup

epr

oble

mow

prze

szuk

iwan

iaw

prze

strz

eni

stan

ow,

zdefi

niow

ane

jako

:

•sk

oncz

ony

zbio

rzm

ienn

ychX

={x

1,x

2,...,x

n}

•dl

aka

zdej

zmie

nnejxi

skon

czon

yzb

ior

moz

liwyc

hje

jw

arto

sci,

zwan

yd

zie

dzi

na

dane

jzm

ienn

ej

•sk

oncz

ony

zbio

rw

iezo

w(constraints

),zw

anyc

hro

wni

ezog

rani

czen

iam

i,na

kom

bina

cje

war

tosc

izm

ienn

ych,

np.,

jesl

ix1=

5,to

x2

mus

iby

cpa

rzys

te,

ako

mbi

nacj

a(x

1=

5,x2=

8,x3=

11)

jest

nied

ozw

olon

a

Roz

wia

zani

empr

oble

mu

CS

Pje

stka

zda

kom

bina

cja

war

tosc

izm

ienn

ych,

ktor

asp

e lni

aw

szys

tkie

wie

zy.

Zau

waz

my,

zepr

oble

my

CS

Psa

wis

toci

esz

czeg

olny

mpr

zypa

dkie

mog

olne

gopr

zesz

ukiw

ania

wpr

zest

rzen

ist

anow

,je

sli

pot

rakt

ujem

yzb

ior

wie

zow

jako

spec

yfika

cje

celu

,a

przy

pisy

wan

iew

arto

sci

zmie

nnym

jako

oper

ator

y.M

ozna

zate

mza

stos

owac

doty

chza

gadn

ien

wsz

ystk

iew

czes

niej

poz

nane

met

ody.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

75

Prz

esz

uk

iwa

nie

zw

ieza

mi

—b

lizs

zaa

na

liza

Prz

yk la

dypr

oble

mow

CS

P:

kolo

row

anie

graf

ulu

bm

apy,

prob

lem

8-he

tman

ow(k

lasy

ka),

prob

lem

SA

T(p

rzyp

isan

iew

arto

sci

0/1

elem

ento

mfo

rmu l

ylo

gicz

nej

spe l

niaj

ace

tefo

rmu l

e),

kryp

toar

ytm

etyk

a,pr

ojek

tow

anie

uk la

dow

VL

SI,

tzw

.pr

oble

met

ykie

tow

ania

wez

low

poz

wal

ajac

yro

zpoz

naw

acob

iekt

yna

obra

zach

po

ich

kont

urow

aniu

,ko

lejk

owan

ieza

dan,

plan

owan

ie,

iw

iele

inny

ch.

Wie

lesp

osro

dty

chza

gadn

ien

stan

owia

prob

lem

yN

P-t

rudn

e.

Roz

wia

zani

epr

oble

mu

CS

Pm

oze

istn

iec

lub

nie,

badz

moz

eis

tnie

cw

iele

rozw

iaza

n.C

elem

prze

szuk

iwan

iam

oze

byc

znal

ezie

nie

jedn

ego

dow

olne

goro

zwia

zani

a,w

szys

tkic

hro

zwia

zan,

badz

rozw

iaza

nia

opty

mal

nego

wse

nsie

jaki

ejs

dane

jfu

nkcj

iko

sztu

.

Moz

natr

akto

wac

wie

zyw

yste

puja

cew

CS

Pja

kobi

narn

e,cz

yli

obej

muj

ace

pary

zmie

nnyc

h.W

iezy

obej

muj

ace

wie

cej

zmie

nnyc

hm

ozna

prze

kszt

a lci

cna

bina

rne,

aw

iezy

nap

ojed

yncz

ezm

ienn

em

ozna

wbu

dow

acw

defi

nicj

eic

hdz

iedz

iny.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

76

Page 20: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Lo

ka

lne

spe

lnia

nie

wie

zow

Roz

waz

my

prob

lem

kolo

row

ania

map

y.N

alez

yta

kpr

zypi

sac

obsz

arom

dane

jm

apy

kolo

ryze

zbio

row

dopu

szcz

alny

chko

loro

w,

byc

moz

ero

znyc

hdl

aro

znyc

hob

szar

ow,

aby

obsz

ary

sasi

aduj

ace

mia

lypr

zypi

sane

rozn

eko

lory

.

D1=

{R,G

,B}

D2=

{R,G

}

D3=

{R}

Zan

imza

czni

emy

prze

szuk

iwac

prze

strz

enm

ozliw

ych

pod

staw

ien

war

tosc

izm

ienn

ych,

moz

emy

prze

prow

adzi

cp

ewne

anal

izy

loka

lne

go

spe l

nian

iaw

iezo

w.

Roz

waz

my

gra

fw

iezo

w,

ktor

ego

wez

lyod

pow

iada

jazm

ienn

ym,

a lu

ki—

wie

zom

oryg

inal

nego

prob

lem

u(b

inar

nym

).T

rakt

ujem

y lu

kgr

afu

jako

pare

prze

ciw

sobn

ych

luko

wsk

iero

wan

ych,

iok

resl

amy

spo

jno

sc lu

kow

a(arc

consistency

) lu

kusk

iero

wan

egoxi−→

xj

graf

u,kt

ora

zach

odzi

jesl

i∀x∈D

i∃y∈D

ji

para

(x,y)

spe l

nia

wsz

ystk

iew

iezy

okre

slon

ena

luk.

Moz

napr

zyw

roci

csp

ojno

scni

espo

jnym

luko

mpr

zez

usuw

anie

war

tosc

iz

dzie

dzin

pew

nych

zmie

nnyc

h(k

onkr

etni

e,ty

chw

arto

scix∈D

idl

akt

oryc

hni

eis

tnie

jew

arto

scy∈D

jsp

e lni

ajac

aja

kis

wyb

rany

wie

z).

Ta

proc

edur

ap

ozw

ala

nazr

eduk

owan

iei

upro

szcz

enie

oryg

inal

nego

prob

lem

u.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

77

Sp

ojn

osc

luko

wa

Roz

waz

my

nast

epuj

ace

przy

k lad

owe

zaga

dnie

nie

kolo

row

ania

map

y:D

1=

{R,G

,B},

D2=

{R,G

},D

3=

{R},

C=

{x16=

x2,x

26=

x3,x

16=

x3}.

D2=

{R,G

}

D1=

{R,G

,B}

D3=

{R}

✉✟

✟✟

✟✟

✟✟

✟✟

✟✟ ✟✉ PPPPPPPPP✉✂✂✂✂✂✂✂✂✂

x1∈{

R,G

,B}

x2∈{

R,G}

x3∈{

R}

6=

6=

6=

Dla

luku

(x1—x2)

spoj

nosc

luko

wa

zach

odzi

,p

onie

waz

zaro

wno

∀x∈D

1∃y∈D

2x6=

yja

ki∀y∈D

2∃x∈D

1x6=

y.

Fak

tza

chod

zeni

asp

ojno

sci

luko

wej

tow

efek

cie

niez

byt

poz

ytyw

naw

iado

mos

c.O

znac

zaon

,ze

anal

iza

spoj

nosc

ite

goko

nkre

tneg

o lu

kuw

grafi

eni

cni

ew

nosi

.Je

dnak

pe l

naan

aliz

agr

afu

CS

Pm

oze

czas

ami

przy

nies

cba

rdzo

wym

iern

ew

ynik

i.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

78

Prz

yk la

d:

ko

loro

wa

nie

ma

py

Pon

owni

ero

zwaz

my

zaga

dnie

nie

kolo

row

ania

map

y:D

1=

{R,G

,B},

D2=

{R,G

},D

3=

{R},

C=

{x16=

x2,x

26=

x3,x

16=

x3}.

Ana

liza

pier

wsz

ego

wie

zu(x

16=

x2)

nie

daje

zadn

ych

wyn

ikow

,b

o,ja

kju

zst

wie

rdzi

lism

y,dl

ate

gow

iezu

istn

ieje

spoj

nosc

luko

wa.

(Dla

kazd

ejw

arto

sci

zD

1is

tnie

jewD

2w

arto

scsp

e lni

ajac

aog

rani

czen

ie,

ina

odw

rot.

)

✉✟

✟✟

✟✟

✟✟

✟✟

✟✟ ✟✉ PPPPPPPPP✉✂✂✂✂✂✂✂✂✂

x1∈{

R,G

,B}

x2∈{

R,G}

x3∈{

R}

6=

6=

6=

✉✟

✟✟

✟✟

✟✟

✟✟

✟✟ ✟✉ PPPPPPPPP✉✂✂✂✂✂✂✂✂✂

x1∈{

R,G

,B}

x2∈{6R

,G}

={

G}

x3∈{

R}

6=

6=

6=

Jedn

akan

aliz

adr

ugie

gow

iezu

(x26=

x3)

przy

nosi

pew

nep

ozyt

ywne

rezu

ltat

y.O

iledl

ax3=

Ris

tnie

jeod

pow

iedn

iaw

arto

scdl

ax2,

todl

ax2=

Rni

eda

sie

dobr

acw

arto

scix3

spe l

niaj

acej

ten

wie

z.Z

atem

war

tosc

Rm

ozem

yus

unac

zdz

iedz

iny

zmie

nnejx2.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

79

Prz

yk la

d:

ko

loro

wa

nie

ma

py

(cd

.)

Pod

obna

anal

iza

wod

nies

ieni

udo

wie

zu(x

16=

x3)

poz

wal

aw

yklu

czyc

zdz

iedz

iny

zmie

nnejx1

war

tosc

R:

✉✟

✟✟

✟✟

✟✟

✟✟

✟✟ ✟✉ PPPPPPPPP✉✂✂✂✂✂✂✂✂✂

x1∈{6R

,G,B}

={

G,B}

x2∈{6R

,G}

={

G}

x3∈{

R}

6=

6=

6=

Ana

liza

wsz

ystk

ich

wie

zow

zako

nczy

lasi

ecz

esci

owym

usun

ieci

emw

arto

sci

zdz

iedz

inzm

ienn

ych.

Zag

adni

enie

zost

a lo

zred

ukow

ane

(mni

ejje

stm

ozliw

ych

przy

pisa

nw

arto

sci

zmie

nnym

),al

ena

dal

istn

ieje

wie

cej

niz

jedn

op

oten

cjal

nero

zwia

zani

e.

Lat

wo

jedn

akza

uwaz

yc,

zean

aliz

esp

ojno

sci

luko

wej

moz

na,

ina

lezy

,ko

ntyn

uow

ac.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

80

Page 21: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Pro

pa

ga

cja

wie

zow

Pon

iew

azw

ynik

iem

spra

wdz

ania

spoj

nosc

i lu

kow

ejje

stre

dukc

jadz

iedz

inni

ekto

rych

zmie

nnyc

h,m

ase

nsje

gop

owto

rzen

iena

wet

dla

luko

wgr

afu,

ktor

epi

erw

otni

esp

ojno

scp

osia

da ly

,ba

dzzo

sta l

aim

ona

przy

wro

cona

.P

row

adzi

todo

pro

pa

ga

cji

wie

zow

,cz

yli

pow

tarz

ania

anal

izy

spoj

nosc

iw

i ezo

wi

redu

kcji

dzie

dzin

tak

d lug

oja

kda

jeto

jaki

esef

ekty

.

Pro

paga

cja

wie

zow

wom

awia

nym

przy

k lad

zie

kolo

row

ania

map

yp

owod

uje

dla

luku

(x16=

x2)

—p

ocza

tkow

osp

ojne

go—

usun

ieci

ew

arto

sci

Gz

dzie

dzin

yx1:

✉✟

✟✟

✟✟

✟✟

✟✟

✟✟ ✟✉ PPPPPPPPP✉✂✂✂✂✂✂✂✂✂

x1∈{6R

,6G

,B}

={

B}

x2∈{6R

,G}

={

G}

x3∈{

R}

6=

6=

6=

Ost

atec

znie

wsz

ystk

iezm

ienn

em

aja

jedn

oele

men

tow

edz

iedz

iny,

iw

doda

tku

zaw

arte

wni

chw

arto

sci

spe l

niaj

aw

szys

tkie

wie

zy.

Zat

empr

opag

acja

wie

zow

dopr

owad

zi la

wty

mpr

zypa

dku

dozn

alez

ieni

aje

dyne

goro

zwia

zani

a.

Wog

olno

sci

jedn

akan

aliz

asp

ojno

sci

ipr

opag

acja

wie

zow

prow

adzi

jedy

nie

doup

rosz

czen

ia,

ani

ekon

iecz

nie

doca

lkow

iteg

oro

zwia

zani

apr

oble

mu.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

81

Sp

ojn

osc

luko

wa

—p

rzyk

lad

yn

iero

zwia

zan

e

Jak

latw

oza

uwaz

yc,

wpr

zeds

taw

iony

mtu

inny

mpr

zyk l

adzi

eza

gadn

ieni

ako

loro

wan

iam

apy,

wsz

ystk

ie lu

kisa

spoj

ne.

Pom

imo

to,

zaga

dnie

nie

nie

pos

iada

rozw

iaza

nia.

✉✟

✟✟

✟✟

✟✟

✟✟

✟✟ ✟✉ PPPPPPPPP✉✂✂✂✂✂✂✂✂✂

D1={

R,G}

D2={

R,G}

D3={

R,G}

6=

6=

6=

✉✟

✟✟

✟✟

✟✟

✟✟

✟✟ ✟✉ PPPPPPPPP✉✂✂✂✂✂✂✂✂✂

D1={

B,G}

D2={

R,G}

D3={

R,G}

6=

6=

6=

Wko

lejn

ympr

zyk l

adzi

ep

onow

nie

wsz

ystk

ie lu

kisa

spoj

ne.

Zag

adni

enie

pos

iada

dwa

rozw

iaza

nia,

lecz

prop

agac

jaw

iezo

wni

ep

ozw

ala

ich

wyz

nacz

yc,

aw

recz

nie

przy

nosi

zadn

ych

redu

kcji

dzie

dzin

zam

ienn

ych.

Jesl

ido

pop

rzed

nieg

opr

zyk l

adu

doda

my

wie

z:(x

16=

B)∨(x

26=

R)

toot

rzym

amy

war

iant

,w

ktor

ymty

lko

jedn

oz

dwoc

hro

zwia

zan

jest

dopu

szcz

alne

,al

eni

eda

sie

gow

yzna

czyc

met

oda

prop

agac

jiw

iezo

w.

✉✟

✟✟

✟✟

✟✟

✟✟

✟✟ ✟✉ PPPPPPPPP✉✂✂✂✂✂✂✂✂✂

D1={

B,G}

D2={

R,G}

D3={

R,G}

6=(x

16=

B)

∨(x

26=

R)

6=

6=

Zat

emob

licza

nie

spoj

nosc

i lu

kow

eji

prop

agac

jaw

iezo

wsa

me

wso

bie

nie

gwar

antu

jazn

alez

ieni

aro

zwia

zani

a.K

onie

czne

jest

prze

szuk

iwan

ie.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

82

Alg

ory

tmy

pro

pa

ga

cji

wie

zow

Naj

pros

tszy

msp

osob

emsp

raw

dzan

iasp

ojno

sci

luko

wej

jest

bran

iep

oko

lei

wsz

ystk

ich

wie

zow

,i

oblic

zani

eic

hw

arun

kow

logi

czny

ch,

oraz

pow

tarz

anie

proc

esu

tak

d lug

o,az

pe l

nycy

klsp

raw

dzan

iaw

szys

tkic

hw

iezo

wni

epr

zyni

esie

zadn

ych

zmia

n.P

rzy

wie

luw

ieza

chm

oze

totr

wac

d lug

o.Je

dnak

pon

iew

azte

sam

ew

arun

kisp

raw

dzan

esa

wie

lera

zy,

moz

liwe

sap

ewne

oszc

zedn

osci

.

Moz

naza

uwaz

yc,

zep

ow

ykon

aniu

redu

kcji

pew

nej

dzie

dzin

yD

ipr

opag

acja

moz

epr

zyni

esc

now

yw

ynik

tylk

opr

zyp

owto

rnym

spra

wdz

aniu

luko

wo

pos

taci

(Dk,D

i),

ity

lko

taki

ew

arto

spra

wdz

ac.

Co

wie

cej,

przy

jaki

ejko

lwie

kre

dukc

jiwD

kni

em

aju

zp

otrz

eby

spra

wdz

ania

luku

(Di,D

k),

pon

iew

azel

emen

tyus

unie

tew

wyn

iku

tej

redu

kcji

zD

kni

eby

lyju

zp

otrz

ebne

dla

zap

ewni

enia

spe l

nien

iaja

kieg

okol

wie

kw

iezu

dla

zadn

ego

elem

entu

zD

i.T

aki

spos

obpr

opag

acji

wie

zow

nazy

wa

sie

algo

rytm

emA

C-3

(197

7).

Kie

dysp

ojno

sc lu

kusp

raw

dzan

aje

stp

ora

zko

lejn

y,w

arun

kisa

spra

wdz

ane

dla

tych

sam

ych

par

war

tosc

i.Z

apam

ieta

nie

tych

spra

wdz

onyc

hpa

rw

arto

sci

wod

pow

iedn

iej

stru

ktur

zeda

nych

poz

wol

i loby

nie

pow

tarz

acic

hsp

raw

dzan

iaw

kole

jnyc

hcy

klac

h.W

ykor

zyst

uje

toal

gory

tmpr

opag

acji

wie

zow

AC

-4(1

986)

.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

83

Nie

bin

arn

ew

iezy

Na

poc

zatk

upr

zyje

lism

yza

loze

nie,

zem

ozna

ogra

nicz

ycsi

edo

rozw

azan

iaw

iezo

wbi

narn

ych,

tzn.

obej

muj

acyc

hdo

k lad

nie

dwie

zmie

nne.

Wie

zyob

ejm

ujac

ew

iece

jzm

ienn

ych

moz

napr

zeks

zta l

cic

nabi

narn

e.

Jede

nz

najp

rost

szyc

hsc

hem

atow

konw

ersj

iw

iezo

wna

bina

rne,

tzw

.ko

do

wa

nie

du

aln

e(dualencoding

)p

oleg

ana

wpr

owad

zeni

uno

wej

zmie

nnej

dla

kazd

ego

wie

zuor

ygin

alne

gopr

oble

mu.

Dzi

edzi

naka

zdej

now

ejzm

ienn

ejje

stzb

ior

n-ek

war

tosc

ity

chor

ygin

alny

chzm

ienn

ych,

ktor

ew

yste

pow

a ly

ww

iezi

e.Z

auw

azm

y,ze

taki

ew

prow

adze

nie

zmie

nnyc

hod

razu

gwar

antu

jein

dyw

idua

lne

spe l

nien

iew

szys

tkic

hw

iezo

w.

Poz

osta

jesp

raw

dzic

,kt

ore

kom

bina

cje

war

tosc

isp

e lni

aja

wsz

ystk

iew

iezy

nara

z.W

tym

celu

kodo

wan

iedu

alne

wpr

owad

zaod

pow

iedn

iew

iezy

,kt

ore

wys

tepu

jap

omie

dzy

wsz

ystk

imi

para

mi

zmie

nnyc

h(n

owyc

h),

ktor

eza

wie

raja

tesa

me

zmie

nne

oryg

inal

ne.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

84

Page 22: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Nie

bin

arn

ew

iezy

—p

rzyk

lad

Roz

waz

my

przy

k lad

zaga

dnie

nia

CS

Pz

trze

ma

zmie

nnym

i:X

={x

,y,z},

ich

dzie

dzin

amiD

x,y,z=

{1,2,3},

idw

oma

wie

zam

i:C=

{x+y=

z,x

<y}.

Kod

owan

iedu

alne

dla

tego

prob

lem

uza

wie

radw

iezm

ienn

ei

dwa

wie

zy:

U1

:〈o

c1,[x,y,z]〉,D

U1=

{(1

,2,3),(2

,1,3),(1

,1,2)}

U2

:〈o

c2,[x,y]〉,

DU2=

{(1

,2),(1

,3),(2

,3)}

C1

:arg(1

,U

1)=

arg(1

,U

2)

C2

:arg(2

,U

1)=

arg(2

,U

2)

Nie

stet

y,an

aliz

asp

ojno

sci

dla

tego

prob

lem

uni

cni

ew

nosi

,p

onie

waz

dla

kazd

ejw

arto

sci

jedn

ejzm

ienn

ejis

tnie

jaw

arto

sci

drug

iej

zezg

odny

mi

pos

zcze

goln

ymi

argu

men

tam

i.Je

dnak

wie

kszo

scw

arto

sci

zmie

nnyc

hdu

alny

chst

anow

ian-

kini

edop

uszc

zaln

ew

rozw

iaza

niu

oryg

inal

nego

zada

nia.

Ogo

lnie

,ko

nwer

sja

wie

zow

wie

loar

gum

ento

wyc

hna

bina

rne

prow

adzi

czas

ami

dosf

orm

u low

anpr

oble

mow

,kt

ore

nie

pod

daja

sie

anal

izie

spoj

nosc

i.D

late

goop

raco

wan

oro

wni

ezsz

ereg

algo

rytm

owsp

ojno

sci

luko

wej

dla

wie

zow

wie

loar

gum

ento

wyc

h.T

eal

gory

tmy

nie

bed

atu

omaw

iane

.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

85

Sp

ojn

osc

scie

zko

wa

Defi

niuj

emy

dla

graf

uw

iezo

wpr

oble

mu

CS

Pp

ojec

ieK

-sp

ojn

osc

i.G

raf

jest

K-s

pojn

y(d

lap

ewne

goK

),je

sli

dla

dow

olny

ch(K

-1)

zmie

nnyc

h,kt

ore

maj

asp

e lni

one

wsz

ystk

iew

iezy

mie

dzy

soba

,dl

ado

wol

nej

(K-1

)-tk

iw

arto

sci

tych

(K-1

)zm

ienn

ych

spe l

niaj

acej

wsz

ystk

iew

iezy

dla

(K-1

)zm

ienn

ych,

istn

ieje

war

tosc

wdz

iedz

inie

dow

olni

edo

bran

ejK

-tej

zmie

nnej

,ta

ka,

zep

owst

a la

wte

nsp

osob

K-t

kaw

arto

sci

zmie

nnyc

hsp

e lni

aw

szys

tkie

wie

zydl

aK

zmie

nnyc

h.G

raf

wie

zow

jest

siln

ieK

-sp

ojn

yje

sli

jest

K-s

pojn

ydl

aka

zdeg

oJ,

J<K

.

Zau

waz

my,

zezd

efini

owan

aw

czes

niej

spoj

nosc

luko

wa

jest

row

now

azna

siln

ej2-

spoj

nosc

igr

afu

wie

zow

.

Siln

a3-

spoj

nosc

graf

uje

stro

wni

ezna

zyw

ana

spo

jno

scia

scie

zko

wa

(path

consistency

).

Zna

czen

ieK

-spo

jnos

cije

stta

kie,

zeje

sli

graf

prob

lem

uC

SP

zn

wez

lam

ije

stsi

lnien

-spo

jny,

topr

oble

mm

ozna

rozw

iaza

cb

ezpr

zesz

ukiw

ania

.Je

dnak

algo

rytm

yos

iaga

nia

K-s

pojn

osci

saek

spon

encj

alne

,w

iec

zwyk

lesi

eto

nie

op la

ca.

Wyj

atki

emje

stos

labi

ona

wer

sja

spoj

nosc

isc

iezk

owej

—o

gra

nic

zon

asp

ojn

osc

scie

zko

wa

(restrictedpathconsistency

),dl

akt

orej

algo

rytm

jest

czas

emst

osow

any.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

86

Prz

esz

uk

iwa

nie

wza

ga

dn

ien

iach

CS

P

Wza

gadn

ieni

ach

CS

Pm

ozna

stos

owac

wsz

ystk

ieom

owio

new

czes

niej

algo

rytm

ypr

zesz

ukiw

ania

.Je

dnak

ww

i eks

zosc

iis

totn

ietr

udny

chpr

oble

mow

CS

P,

gdzi

ew

iezy

maj

ach

arak

ter

trud

nych

doro

zwia

zani

a,ci

asny

chko

mpr

omis

ow,

najw

ieks

zezn

acze

nie

ma

w la

snie

synt

akty

czna

ise

man

tycz

naan

aliz

aw

iezo

w.

Nat

omia

stzw

ykle

trud

noje

stw

ypra

cow

acuz

ytec

zna

heur

ysty

ke,

ktor

aby

laby

zdol

nap

okie

row

acpr

oces

empr

zesz

ukiw

ania

prze

strz

eni

przy

pisa

nw

arto

sci

zmie

nnym

.

Dla

tego

czes

tost

osow

anym

algo

rytm

emje

stna

jpro

stsz

yz

algo

rytm

owpr

zesz

ukiw

ania

,cz

yli

prze

szuk

iwan

iez

naw

raca

niem

BT

.Z

amia

stdo

brej

heur

ysty

kiw

ybie

raja

cej

najle

psze

moz

liwos

ciw

pier

wsz

ejko

lejn

osci

,te

nal

gory

tmje

stuz

upe l

nion

ylo

kaln

aan

aliz

aw

iezo

w.

Pow

oduj

eto

redu

kcje

liczb

ym

ozliw

osci

wko

lejn

ych

krok

ach

wg l

abal

gory

tmu.

Wsk

rajn

ympr

zypa

dku,

gdyb

ydz

iedz

ina

ktor

ejs

zezm

ienn

ych

zred

ukow

a la

sie

dozb

ioru

pust

ego,

algo

rytm

doko

nuje

naty

chm

iast

oweg

ona

wro

tudo

alte

rnat

ywny

chw

arto

sci

wcz

esni

ejsz

ych

przy

pisa

n.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

87

Prz

yk la

d:

pro

ble

m4

he

tma

no

w

Roz

waz

my

zast

osow

anie

algo

rytm

upr

zesz

ukiw

ania

zna

wra

cani

em(B

T)

dopr

oble

mu

4he

tman

ow.

Pon

izsz

yry

sune

kpr

zeds

taw

iafr

agm

ent

drze

wa

prze

szuk

iwan

ia(n

alez

ypa

mie

tac,

zeal

gory

tmB

Tpr

zesz

ukuj

eto

drze

wo

syst

emat

yczn

ie,

lecz

nie

pam

ieta

ca le

jje

gost

rukt

ury,

aje

dyni

ebi

ezac

asc

iezk

e):

Alg

oryt

moc

zyw

isci

ep

orad

ziso

bie

zpr

oble

mem

,je

dnak

spra

wdz

aw

iele

moz

liwos

ci,

ktor

em

ozna

by la

two

wyk

lucz

ycz

rozw

azan

spra

wdz

ajac

spe l

nien

iew

iezo

w.

Zau

waz

my,

zew

szys

tkie

zazn

aczo

neko

nfigu

racj

eko

ncow

esa

niep

opra

wne

zew

zgle

duna

umie

szcz

enie

drug

iego

hetm

ana,

iw

idac

toju

zna

drug

imp

ozio

mie

zag l

ebie

nia.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

88

Page 23: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Prz

yk la

d:

pro

ble

m4

he

tma

no

w(c

d.)

Ocz

ywis

tym

ulep

szen

iem

algo

rytm

uje

stw

iec

naty

chm

iast

owe

spra

wdz

anie

wsz

ystk

ich

wie

zow

bina

rnyc

h,gd

yty

lko

przy

pisa

nezo

stan

azm

ienn

ew

chod

zace

wsk

lad

dane

gow

iezu

.S

twie

rdze

nie

naru

szen

iakt

oreg

okol

wie

kw

iezu

pow

oduj

ena

wro

t.N

azw

iem

yte

nal

gory

tmB

T-E

C(earlychecking)

.Z

auw

azm

y,ze

wcz

esni

ejsz

esp

raw

dzan

iew

i ezo

wza

wsz

esi

eop

laca

,p

onie

waz

tesa

me

wie

zym

usia

lyby

ita

kby

csp

raw

dzon

epo

znie

j.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

89

Prz

yk la

d:

pro

ble

m4

he

tma

no

w(c

d.)

Po l

acze

nie

prze

szuk

iwan

iaz

naw

raca

niem

zm

inim

alna

form

asp

raw

dzan

iasp

ojno

sci

wie

zow

zwan

eje

stal

gory

tmem

spra

wd

zan

iaw

prz

od

BT

-FC

(forwardchecking)

.S

praw

dzan

esa

wsz

ystk

iew

iezy

doty

czac

eka

zdor

azow

op

odst

awio

nej

zmie

nnej

,i

tylk

oon

e.T

enal

gory

tmw

praw

ieka

zdym

przy

padk

uda

jele

psze

wyn

iki

niz

BT

-EC

,i

oczy

wis

cie

BT

.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

90

Prz

yk la

d:

pro

ble

m4

he

tma

no

w(c

d.)

Moz

emy

row

niez

zast

osow

acp

e lne

spra

wdz

anie

spoj

nosc

i lu

kow

ej,

zpr

opag

acja

wie

zow

nadz

iedz

iny

wsz

ystk

ich

zmie

nnyc

h,ro

wni

ezty

chje

szcz

eni

epod

staw

iony

ch.

Tak

iw

aria

ntpr

zesz

ukiw

ania

nazy

wan

yje

stal

gory

tmem

BT

-LA

(look-ahead

).W

wie

lupr

zypa

dkac

hp

ozw

ala

tow

yelim

inow

acw

ieks

zosc

prze

szuk

iwan

ia,

jedn

akilo

scob

licze

nw

tym

przy

padk

um

oze

byc

wie

ksza

niz

wpr

zypa

dku

inny

chal

gory

tmow

,ta

kich

jak

BT

-FC

,i

stos

owan

ieB

T-L

Ani

eza

wsz

esi

eop

laca

.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

91

Naw

raca

nie

ste

row

an

eza

lezn

osc

iam

i

Wpr

zesz

ukiw

aniu

drze

wa

CS

Pm

ozem

yna

trafi

cna

por

azke

wyw

o luj

aca

naw

rot

algo

rytm

uB

T,

ktor

ejpr

zycz

yna

nie

by lo

jedn

akos

tatn

iodo

kona

nepr

zypi

sani

ew

arto

sci,

ale

ktor

ysz

wcz

esni

ejsz

ych

krok

ow.

Wta

kim

przy

padk

ual

gory

tmb

edzi

epr

obow

a lro

znyc

hm

ozliw

osci

,st

ale

gene

ruja

cp

oraz

ki,

azdo

mom

entu

,ki

edy

naw

roci

dost

atec

znie

g leb

oko,

izm

ieni

war

tosc

kluc

zow

ejzm

ienn

ej.

Jest

moz

liwe

wyk

ryci

eta

kiej

sytu

acji

—gd

yzb

ior

zmie

nnyc

hw

chod

zacy

chw

wie

zyz

biez

aca

zmie

nna,

tzw

.zb

ior

konfl

ikto

wy

(conflictset)

,ni

eob

ejm

uje

zmie

nnej

osta

tnio

przy

pisa

nej.

Wte

dyna

wro

tm

og lb

yzo

stac

wyk

onan

ydo

osta

tnio

przy

pisa

nej

zmie

nnej

zte

gozb

ioru

.A

lgor

ytm

taki

zwan

yje

stB

J(backjumping)

.

Pro

sty

algo

rytm

BJ

ma

znac

zeni

era

czej

tylk

ohi

stor

yczn

e,p

onie

waz

rozw

iazu

jepr

oble

m,

dokt

oreg

ona

wet

nie

dopu

szcz

aja

algo

rytm

ysp

ojno

sci:

BT

-FC

ida

lsze

.Je

dnak

moz

nask

onst

ruow

acba

rdzi

ejw

yrafi

now

ana

(isz

ersz

a)de

fini

cje

zbio

ruko

nflik

tow

ego,

jako

zbio

ruty

chzm

ienn

ych,

ktor

ych

przy

pisa

new

arto

sci

spow

odow

a ly

por

azke

biez

acej

zmie

nnej

,w

raz

zpo

znie

jpr

zypi

sany

mi

zmie

nnym

i.W

ersj

aB

Jop

arta

nata

kiej

defi

nicj

i,zw

anaconflict-directed

backjumping

wpr

owad

zada

lsze

uspr

awni

enie

proc

esu

prze

szuk

iwan

ia.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

92

Page 24: Reprezentacja w przestrzeni stan´ow Og´olny schemat …witold/ai/ai_search_q.pdf · 2015. 3. 15. · misjonarzy i kanibali: • 3 misjonarzy i 3 kanibali na jednym brzegu rzeki,

Dyn

am

iczn

ep

orz

ad

ko

wa

nie

Wsp

omni

elis

my

wcz

esni

ej,

zew

wie

kszo

sci

prob

lem

owC

SP

trud

noo

rzec

zyw

iste

heur

ysty

kiw

spom

agaj

ace

wyb

or”do

bryc

h”ru

chow

nadr

zew

iepr

zesz

ukiw

ania

.Is

tnie

jaje

dnak

inne

tech

niki

wsp

omag

ajac

epr

zesz

ukiw

anie

,zw

iaza

nez

dyn

am

iczn

ymp

orz

ad

kow

an

iem

(dynam

icordering)

zaro

wno

zmie

nnyc

h,dl

akt

oryc

hop

laca

sie

doko

nyw

acpr

zypi

sani

aw

pier

wsz

ejko

lejn

osci

,ja

ki

war

tosc

i,kt

ore

war

topr

obow

acw

pier

w.

Heu

ryst

yka

na

jbar

dzi

ej

og

ran

iczo

ne

jzm

ien

ne

j(m

ostconstrained

variable

)(z

wan

aro

wni

ezM

RV

,minimum

remainingvalues

),su

geru

jew

ybor

zmie

nnyc

hz

najb

ardz

iej

ogra

nicz

onym

i(l

iczn

ymi)

dzie

dzin

ami.

Tak

iw

ybor

daje

najw

ieks

zasz

anse

natr

afien

iana

nies

pojn

osci

,i

wyn

ikaj

acyc

hz

nich

redu

kcji

prob

lem

u.T

ahe

urys

tyka

dobr

zew

spo l

prac

uje

zal

gory

tmem

BT

-FC

.

Inna

jest

heur

ysty

karz

ed

u(degreeheuristic

),su

geru

jaca

wyb

orzm

ienn

ejw

yste

puja

cej

wna

jwie

ksze

jlic

zbie

wie

zow

zni

epod

staw

iony

mi

zmie

nnym

i.

Po

wyb

orze

zmie

nnej

przy

daje

sie

heur

ysty

kan

ajm

nie

jo

gra

nic

zon

ej

war

tosc

i(least

constrainingvalue)

,pr

efer

ujac

aw

arto

sci

wyk

lucz

ajac

ena

jmni

ejw

arto

sci

inny

chzm

ienn

ych.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

93

Prz

esz

uk

iwa

nie

loka

lne

wza

ga

dn

ien

iach

CS

P

Moz

liwe

jest

jesz

cze

inne

pod

ejsc

iedo

prob

lem

owC

SP

,p

oleg

ajac

ena

mni

ejlu

bba

rdzi

ejpr

zypa

dkow

ymw

ybor

zew

step

nego

przy

pisa

nia

war

tosc

izm

ienn

ych,

ina

step

nie

napr

awie

nia

go,

jesl

ina

rusz

a lo

jaki

esw

iezy

.C

ow

iece

j,pr

oces

tego

napr

awia

nia

pol

ega

napr

zesz

ukiw

aniu

zach

lann

ym,

aw

iec

nies

yste

mat

yczn

ym.

Jedn

az

heur

ysty

ksp

raw

dzaj

acyc

hsi

ew

prze

szuk

iwan

iulo

kaln

ymje

sthe

urys

tyka

zwan

amin-conflict

ip

oleg

ajac

ana

loso

wym

wyb

orze

jedn

ejze

zmie

nnyc

h,kt

oryc

hw

arto

scna

rusz

aja

kies

wie

zy,

ipr

zypi

sani

uje

jin

nej

war

tosc

i,w

ybra

nej

tak,

aby

pow

odow

a la

najm

niej

konfl

ikto

w(n

arus

zen

wie

zow

)z

inny

mi

zmie

nnym

i.

Alg

oryt

my

prze

szuk

iwan

ialo

kaln

ego

opar

tena

pow

yzsz

ymsc

hem

acie

spra

wdz

aja

sie

zask

akuj

aco

dobr

zew

wie

luza

gadn

ieni

ach

CS

P.

Klu

czow

ymic

hel

emen

tem

jest

loso

wos

c,kt

ora

poz

wal

auc

iec

odm

aksi

mow

loka

lnyc

hi

inny

chpu

lap

ek,

oraz

natr

afic

nakl

uczo

wa

zmie

nna

dop

opra

wie

nia,

lub

pom

inac

nief

ortu

nnie

wyb

rana

zmie

nna,

ktor

ejw

arto

scna

lezy

przy

pisa

cpo

znie

j.

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

94

Kro

tkie

po

dsu

mo

wa

nie

—p

yta

nia

spra

wd

zaja

ce

1.R

ozw

azpr

oble

mC

SP

zcz

tere

ma

zmie

nnym

i:A,B

,C,D

zdz

iedz

inam

i:{1,2,3}

dla

kazd

ejz

nich

,i

zbio

rem

wi e

zow

pod

anym

nize

j.N

arys

ujgr

afw

iezo

wza

dani

a,p

ocz

ymsp

robu

jje

rozw

iaza

cm

etod

apr

opag

acji

wie

zow

(spo

jnos

ci lu

kow

ej).

Pok

azka

zdy

krok

rozw

iaza

nia

(bez

rysu

nku)

.P

rzed

staw

graf

po

zako

ncze

niu

prop

agac

jiw

iezo

w.

Ilere

prez

entu

jeon

moz

liwyc

hro

zwia

zan

prob

lem

uC

SP

?N

apis

zje

dno

zni

ch.

Zbi

orw

iezo

w:

C=

{C6=

D,B

>D,B

>C}

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

95

Lin

ki

do

lite

ratu

ry

Dob

rew

prow

adze

nie

doza

gadn

ien

CS

PR

oman

aB

arta

kahttp://ktiml.mff.cuni.cz/~bartak/constraints/constrsat.html

Met

od

ypr

zesz

uki

wan

ia—

prze

szu

kiw

anie

zw

ieza

mi

96


Recommended