人工智能7课题优秀PPT.ppt
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1、0871-503130131 十月 20221/信 息 学 院人工智能 一种现代方法 第三部分第三部分 学问和推理学问和推理命题逻辑命题逻辑谓词逻辑谓词逻辑学问表示方法学问表示方法0871-503130131 十月 20222/信 息 学 院人工智能 一种现代方法第七章第七章 逻辑智能体逻辑智能体7.1 7.1 基于学问的智能体基于学问的智能体 7.2 wumpus7.2 wumpus世界世界7.3 7.3 逻辑逻辑7.4 7.4 命题逻辑命题逻辑7.5 7.5 命题逻辑的推理模式命题逻辑的推理模式7.6 7.6 基于命题逻辑的智能体基于命题逻辑的智能体0871-503130131 十月 20
2、223/信 息 学 院人工智能 一种现代方法基于学问的智能体基于学问的智能体学问库学问库(Knowledge base,KB):语句的集合:语句的集合TELL:将新语句添加到学问库,:将新语句添加到学问库,告知学问库感知的信息告知学问库感知的信息 记录选择的行动记录选择的行动ASK:查询学问库,以获得应当执行的行动:查询学问库,以获得应当执行的行动0871-503130131 十月 20224/信 息 学 院人工智能 一种现代方法WumpusWumpus世界世界性能度量:性能度量:金子金子+1000,死亡,死亡-1000每次行动每次行动-1,用掉箭,用掉箭-10环境:环境:4*4网格,金子、陷
3、阱、网格,金子、陷阱、wumpus传感器:传感器:Stench,Breeze,Glitter,Bump,Scream执行器:向前移动,左、右转执行器:向前移动,左、右转90度,度,Grab,shoot,部分可视察、确定性的、部分可视察、确定性的、持续式的、静态的、离散持续式的、静态的、离散的、单智能体环境。的、单智能体环境。0871-503130131 十月 20225/信 息 学 院人工智能 一种现代方法None,None,None,None,None0871-503130131 十月 20226/信 息 学 院人工智能 一种现代方法0871-503130131 十月 20227/信 息 学
4、 院人工智能 一种现代方法None,Breeze,None,None,None0871-503130131 十月 20228/信 息 学 院人工智能 一种现代方法0871-503130131 十月 20229/信 息 学 院人工智能 一种现代方法Stench,None,None,None,None0871-503130131 十月 202210/信 息 学 院人工智能 一种现代方法0871-503130131 十月 202211/信 息 学 院人工智能 一种现代方法None,None,None,None,None0871-503130131 十月 202212/信 息 学 院人工智能 一种现代
5、方法Stench,Breeze,Glitter,None,None0871-503130131 十月 202213/信 息 学 院人工智能 一种现代方法逻辑逻辑逻辑的历史逻辑的历史Aristotle:逻辑学:逻辑学Leibnitz:数理逻辑:数理逻辑Gottlob frege:一阶谓词演算系统,符号论一阶谓词演算系统,符号论(19世纪世纪)20世纪世纪30年头,数理逻辑广泛发展年头,数理逻辑广泛发展0871-503130131 十月 202214/信 息 学 院人工智能 一种现代方法逻辑系统逻辑系统一个逻辑系统是定义语言和它的含义的方法。一个逻辑系统是定义语言和它的含义的方法。逻辑符号集合:在
6、全部该逻辑的逻辑理论中均出现的符号逻辑符号集合:在全部该逻辑的逻辑理论中均出现的符号非逻辑符号集合:不同的逻辑理论中出现的不同的符号非逻辑符号集合:不同的逻辑理论中出现的不同的符号语句规则:定义什么样的符号串是有意义的语句规则:定义什么样的符号串是有意义的语义规则:定义符号串的语义语义规则:定义符号串的语义推理规则、公理和证明推理规则、公理和证明0871-503130131 十月 202215/信 息 学 院人工智能 一种现代方法逻辑和程序语言的对比逻辑和程序语言的对比逻辑系统逻辑系统程序语言程序语言逻辑符号逻辑符号保留字或符号保留字或符号非逻辑符号非逻辑符号用户自定义的符号用户自定义的符号(
7、变量名,变量名,函数名等函数名等)语句规则语句规则构造一个程序的语句规则构造一个程序的语句规则语义规则语义规则定义程序做什么的规则定义程序做什么的规则推理规则、公理和证明推理规则、公理和证明无无0871-503130131 十月 202216/信 息 学 院人工智能 一种现代方法语义语义x+2 y 在在x=7,y=1的世界中为真的世界中为真x+2 y 在在x=0,y=6的世界中为假的世界中为假可能世界可能世界 模型模型m是是的一个模型,表示的一个模型,表示语句句在模型在模型m m中中为真真0871-503130131 十月 202217/信 息 学 院人工智能 一种现代方法逻辑推理逻辑推理-蕴
8、含关系(蕴含关系(entailmententailment),当且当且仅当在当在为真的模型中,真的模型中,也也为真真 (当(当为真,真,必定必定为真)真)即即的真的真值包含于包含于的真的真值中中例如:例如:x+y=4 蕴含蕴含 4=x+yKB KB 一个语句逻辑上跟随另一个语句而出现一个语句逻辑上跟随另一个语句而出现0871-503130131 十月 202218/信 息 学 院人工智能 一种现代方法模型检验模型检验3个方格中的每个可能包含或不包含陷阱,个方格中的每个可能包含或不包含陷阱,则存在则存在8个可能的模型个可能的模型0871-503130131 十月 202219/信 息 学 院人工
9、智能 一种现代方法与智能体所知内容相冲突的模型中,与智能体所知内容相冲突的模型中,KB为假。为假。1:1,2无陷阱,无陷阱,2:2,2无陷阱无陷阱模型检验模型检验 依据依据1,1无微风,则在随意无微风,则在随意1,2有陷阱的模型中,有陷阱的模型中,KB为假为假仅仅3个模型使得个模型使得KB为真。为真。0871-503130131 十月 202220/信 息 学 院人工智能 一种现代方法1:1,2无陷阱无陷阱KB 1模型检验模型检验0871-503130131 十月 202221/信 息 学 院人工智能 一种现代方法KB 22:2,2无陷阱无陷阱模型检验模型检验模型检验模型检验:枚举出全部可能的
10、模型用于检验在枚举出全部可能的模型用于检验在KB中为真的全中为真的全部模型中部模型中为真。为真。0871-503130131 十月 202222/信 息 学 院人工智能 一种现代方法推理的牢靠性和完备性推理的牢靠性和完备性KB i:通过推理算法通过推理算法i从从KB中导出,中导出,推理算法推理算法i从从KB中导出中导出 推理算法推理算法i是牢靠的:假如是牢靠的:假如KB i,则则KB 推理算法推理算法i是完备的:假如是完备的:假如 KB,则则KB i 0871-503130131 十月 202223/信 息 学 院人工智能 一种现代方法命题逻辑命题逻辑 命题:能够辨别真假的陈述句。命题:能够辨
11、别真假的陈述句。例如:例如:1+1=21+1=2 雪是绿色的雪是绿色的 昆明是云南的省会昆明是云南的省会 快点走吧快点走吧!到哪去?到哪去?一个原子命题可以用字母表示一个原子命题可以用字母表示(命题符号命题符号)。命题逻辑是由命题符号和逻辑连接符组成。命题逻辑是由命题符号和逻辑连接符组成。原子命题:一个命题,且是不能再进一步分解成更简洁语句。是原子命题:一个命题,且是不能再进一步分解成更简洁语句。是命题的基本单位。命题的基本单位。0871-503130131 十月 202224/信 息 学 院人工智能 一种现代方法逻辑连接符逻辑连接符合取式:合取式:p与与q,记为,记为pq析取式:析取式:p或
12、或q,记为,记为p q蕴含式:假如蕴含式:假如p则则q,记为,记为p q等价式:等价式:p当且仅当当且仅当q,记为,记为p q否定式:非,否定式:非,p优先级:优先级:,0871-503130131 十月 202225/信 息 学 院人工智能 一种现代方法命题表示命题表示将陈述句转化为命题公式:将陈述句转化为命题公式:例如:设例如:设“下雨下雨”为为p,“骑车上班骑车上班”为为q1.“只要不下雨,我就骑自行车上班只要不下雨,我就骑自行车上班”。p是是q的充分条件,可得命题公式:的充分条件,可得命题公式:p q2.“只有不下雨,我才骑自行车上班只有不下雨,我才骑自行车上班”。p是是q的必要条件,
13、可得命题公式:的必要条件,可得命题公式:q p3.“应届毕业生,得过国家级竞赛一等奖或全班排名第一,保应届毕业生,得过国家级竞赛一等奖或全班排名第一,保送探讨生送探讨生”设:设:p“应届毕业生应届毕业生”,q“保送探讨生保送探讨生”,r“得过国家级竞赛一等得过国家级竞赛一等奖奖”,t“全班排名第一全班排名第一”则有命题公式:则有命题公式:p (r t)q0871-503130131 十月 202226/信 息 学 院人工智能 一种现代方法True永真命题,永真命题,False永假命题永假命题析取范式:仅由有限个简洁合取式组成的析取式析取范式:仅由有限个简洁合取式组成的析取式 p (p q)(p
14、 q)合取范式:仅由有限个简洁析取式组成的合取式合取范式:仅由有限个简洁析取式组成的合取式p (p q)(p q)0871-503130131 十月 202227/信 息 学 院人工智能 一种现代方法语义语义例如:某模型下,例如:某模型下,P1,2 P2,2 P3,1 假假真真假假语义定义了用于判定关于特定模型的语句真值的规则语义定义了用于判定关于特定模型的语句真值的规则 逻辑连接符的真值表:指定了复合句在其组成部分的逻辑连接符的真值表:指定了复合句在其组成部分的真值的每种可能赋值状况下的真值。真值的每种可能赋值状况下的真值。P1,2 (P2,2 P3,1)=true (true false)
15、=true true=true0871-503130131 十月 202228/信 息 学 院人工智能 一种现代方法WumpusWumpus世界的学问库世界的学问库Pi,j:在:在i,j有陷阱有陷阱Bi,j:在:在i,j有微风有微风 P1,1 B1,1B2,1陷阱使得其邻域方格有微风陷阱使得其邻域方格有微风B1,1 (P1,2 P2,1)B2,1 (P1,1 P2,2 P3,1)0871-503130131 十月 202229/信 息 学 院人工智能 一种现代方法推理的基本概念推理的基本概念推理:从已知事实动身,运用已驾驭的学问,推导出推理:从已知事实动身,运用已驾驭的学问,推导出其中蕴含的事
16、实性结论或归纳出某些新的结论的过程。其中蕴含的事实性结论或归纳出某些新的结论的过程。推理所用的事实:初始证据;中间结论。推理所用的事实:初始证据;中间结论。初始初始证据证据推理机推理机结论结论学问库学问库目标是推断某些语句x,kB|=x是否成立。模型检验:枚举出模型,验证x在KB为真的每个模型中为真0871-503130131 十月 202230/信 息 学 院人工智能 一种现代方法推理真值表推理真值表1:P1,22:P2,20871-503130131 十月 202231/信 息 学 院人工智能 一种现代方法真值表枚举算法真值表枚举算法真值表枚举算法,是牢靠的、完备的真值表枚举算法,是牢靠的
17、、完备的n个符号,存在个符号,存在2n个模型,时间困难度个模型,时间困难度O(2n)用于命题逻辑的有效模型检验推理算法包括回溯用于命题逻辑的有效模型检验推理算法包括回溯(DPLL算法算法)和局部搜寻方法(和局部搜寻方法(WALKSAT算法)。算法)。0871-503130131 十月 202232/信 息 学 院人工智能 一种现代方法推理方法推理方法演绎推理:从已知的一般性学问动身,推理出适合于某些演绎推理:从已知的一般性学问动身,推理出适合于某些个别状况的结论的过程。个别状况的结论的过程。归纳推理:从大量的特殊事例动身,归纳出一般性结论的归纳推理:从大量的特殊事例动身,归纳出一般性结论的推理
18、过程。推理过程。默认推理:在学问不完全的状况下假设某些条件已经具备默认推理:在学问不完全的状况下假设某些条件已经具备所进行的推理。所进行的推理。0871-503130131 十月 202233/信 息 学 院人工智能 一种现代方法推理的不确定性及其单调性推理的不确定性及其单调性确定性推理:推理所用的证据、学问及结论都是可以精确表示确定性推理:推理所用的证据、学问及结论都是可以精确表示的,其真值不为真就为假,不会有第三种状况出现。的,其真值不为真就为假,不会有第三种状况出现。不确定性推理:推理所用的证据、学问及结论都是不确定的,不确定性推理:推理所用的证据、学问及结论都是不确定的,都是不行以精确
19、表示的,其真值位于真和假之间。都是不行以精确表示的,其真值位于真和假之间。单调性推理:由于新学问的加入和运用,使推理所得到的结论单调性推理:由于新学问的加入和运用,使推理所得到的结论会越来越接近目标。会越来越接近目标。非单调性推理:推理过程中某些新学问的加入和运用,不但没非单调性推理:推理过程中某些新学问的加入和运用,不但没有加强已经推出的结论,反而会否定原来已推出的结论。有加强已经推出的结论,反而会否定原来已推出的结论。0871-503130131 十月 202234/信 息 学 院人工智能 一种现代方法交换律:交换律:pq qp pq q p 结合律:结合律:(pq)r p(qr)(p q
20、)r p (q r)支配率:支配率:p(q r)(p q)(p r)p(q r)(p q)(p r)基本等值式:基本等值式:,当且仅当,当且仅当 且且 0871-503130131 十月 202235/信 息 学 院人工智能 一种现代方法摩根律:摩根律:(pq)p q (pq)p q 吸取律:吸取律:p(pq)p p(pq)p同一律:同一律:p 0 p p1 p蕴含等值式:蕴含等值式:p q p q(蕴含消去)(蕴含消去)假言易位式:假言易位式:p q q p(逆否命题)(逆否命题)双向蕴含消去:双向蕴含消去:pq(p q)(q p)基本等值式:基本等值式:0871-503130131 十月
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