人工智能发展历史 (65).pdf

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1、谓词逻辑表示举例谓词逻辑表示举例机器人世界的问题房间c处有一机器人，a处b处各有一张桌子，桌子a上有一个盒子box，现在为机器人设计一个动作序列，使机器人把盒子从a上拿到b上，再回到c处。robotca b谓词逻辑表示举例第一步：定义谓词Table(x):x是桌子Empty(y):y手中是空的At(y,z):y在z附近Holds(y,w):y拿着wOn(w,x):w在x上robotca b谓词逻辑表示举例第二步：确定所涉及到的个体机器人：robot积木块：box桌子：a，brobotca b谓词逻辑表示举例第三步：定义谓词中的个体域Table(x):x是桌子Empty(y):y手中是空的At(

2、y,z):y在z附近Holds(y,w):y拿着wOn(w,x):w在x上x的个体域是a,b,y的个体域是robotz的个体域是a,b,c,w的个体域是boxrobotca b谓词逻辑表示举例第四步：用一组谓词公式的合取描述问题的初始状态：At(robot,c)Empty(robot)On(box,a)Table(a)Table(b)robotca b谓词逻辑表示举例第五步：问题的最终状态可以描述如下：At(robot,c)Empty(robot)On(box,b)Table(a)Table(b)robotca b谓词逻辑表示举例机器人行动的目标：操作可以分为条件和动作两部分条件：用谓词公式来

3、表示动作：用动作前后状态的变化来表示把问题的初始状态转化为目标状态，其间它必须完成一系列的操作，用谓词逻辑如何表示呢？robotca b谓词逻辑表示举例机器人需执行以下三个操作：goto(x,y):从x处走到y处pick-up(x)：在x处拿起盒子set-down(x)：在x处放下盒子robotca b谓词逻辑表示举例这三个操作可分别用条件和动作表示为：goto(x,y)条件：at(robot,x)动作：删除：at(robot,x)增加：at(robot,y)robotca b谓词逻辑表示举例pick-up(x)条件：on(box,x)table(x)at(robot,x)empty(robo

4、t)动作：删除：empty(robot)on(box,x)增加：holds(robot,box)robotca b谓词逻辑表示举例set-down(x)条件：at(robot,x)table(x)holds(robot,box)删除：holds(robot,box)增加：empty(robot)on(box,x)robotca b谓词逻辑表示举例机器人在执行每一个操作之前，总要先检查当前状态是否可使所要求的条件得到满足，若满足就执行相应的操作，否则就检查下一个操作所要求的条件。检查当前状态是否满足所要求的条件：是一个定理证明的过程，即证明当前状态是否蕴涵操作所要求的条件，若蕴涵，就表示所要求的

5、条件得到了满足。robotca b谓词逻辑表示举例有了上述概念，可写出机器人行动规划问题的求解过程。在检查条件的满足性时要进行变量的代换。robotca b谓词逻辑表示举例执行过程如下：At(robot,c),Empty(robot),On(box,a),Table(a),Table(b)/*状态1即初始状态用c代x,a代y*/robotca b谓词逻辑表示举例执行过程如下：At(robot,c),Empty(robot),On(box,a),Table(a),Table(b)/*状态1即初始状态用c代x,a代y*/goto(x,y)robotca b谓词逻辑表示举例执行过程如下：At(rob

6、ot,c),Empty(robot),On(box,a),Table(a),Table(b)/*状态1即初始状态用c代x,a代y*/goto(x,y)At(robot,a),Empty(robot),On(box,a),Table(a),Table(b)/*状态2用a代x*/robotca b谓词逻辑表示举例执行过程如下：At(robot,c),Empty(robot),On(box,a),Table(a),Table(b)/*状态1即初始状态用c代x,a代y*/goto(x,y)At(robot,a),Empty(robot),On(box,a),Table(a),Table(b)/*状态2

7、用a代x*/pick-up(x)robotca b谓词逻辑表示举例执行过程如下：At(robot,c),Empty(robot),On(box,a),Table(a),Table(b)/*状态1即初始状态用c代x,a代y*/goto(x,y)At(robot,a),Empty(robot),On(box,a),Table(a),Table(b)/*状态2用a代x*/pick-up(x)At(robot,a),Holds(robot,box),Table(a),Table(b)/*状态3用a代x,用b代y*/robotca b谓词逻辑表示举例goto(x,y)robotca b谓词逻辑表示举例g

8、oto(x,y)At(robot,b),Holds(robot,box),Table(a),Table(b)/*状态4用b代x*/robotca b谓词逻辑表示举例goto(x,y)At(robot,b),Holds(robot,box),Table(a),Table(b)/*状态4用b代x*/set-down(x)robotca b谓词逻辑表示举例goto(x,y)At(robot,b),Holds(robot,box),Table(a),Table(b)/*状态4用b代x*/set-down(x)At(robot,b),Empty(robot),On(box,b),Table(a),Tab

9、le(b)/*状态5用b代x,用c代y*/robotca b谓词逻辑表示举例goto(x,y)At(robot,b),Holds(robot,box),Table(a),Table(b)/*状态4用b代x*/set-down(x)At(robot,b),Empty(robot),On(box,b),Table(a),Table(b)/*状态5用b代x,用c代y*/goto(x,y)robotca b谓词逻辑表示举例goto(x,y)At(robot,b),Holds(robot,box),Table(a),Table(b)/*状态4用b代x*/set-down(x)At(robot,b),Em

10、pty(robot),On(box,b),Table(a),Table(b)/*状态5用b代x,用c代y*/goto(x,y)At(robot,c),Empty(robot),On(box,b),Table(a),Table(b)/*状态6目标状态*/robotca b谓词逻辑表示举例两个直接相关的问题：1）当某一状态可同时满足多个操作的条件时，应选用哪一个操作？例：状态3既满足goto(x,y)的条件又满足set-down(x)的条件，此时该选哪一个操作？2）在进行变量代换时，如果存在多种代换的可能性，如何确定用哪一个？例：在把状态1变化为状态2时，用c代换了x,用a代换了y。用c代换x是明

11、显的，否则就不满足goto(x,y)的条件。但是，为什么用a代换y而不用b代换y呢？谓词逻辑表示举例第一个问题与所采用的搜索策略有关。解决：每当进行一个操作使问题由一种状态转换为另一状态时，立即检查新状态是否为目标状态若是，则问题得到了解决；若不是，则检查该状态与已经出现过的状态是否相同，如相同，则表明刚才进行的操作对求解是无帮助的，这时回溯到上一状态选择别的操作。At(robot,a)Empty(robot)On(box,a)Table(a)Table(b)谓词逻辑表示举例例：若状态3选用set-down(x)，则变为：说明状态3不能选用set-down(x)操作，而只能选用goto(x,y

12、)显然，这就是状态2。谓词逻辑表示举例第二个问题也可以采用类似的方法来解决。例：若状态1采用b来代换y，则得到：At(robot,b)Empty(robot)On(box,a)Table(a)Table(b)此状态既不是目标状态，又不能满足pick-up(x)和set-down(x)的条件谓词逻辑表示举例如果仍用goto(x,y)对它进行操作，则可能出现两种情况用b代换x，用c代换y，这就又回到状态1，即机器人到b处转了一圈，什么事没干，又回到了c处用b代换x，用a代换y，即机器人从b处走到a处。这与让机器人直接从c处走到a处相比，显然多走了弯路，浪费了时间。对状态1直接用a代换y是最佳选择还可用谓词公式表示知识的前提条件和结论人工智能基础人工智能基础