人工智能部分習(xí)題答案

1、1. 什么是人類智能？它有哪些特征或特點(diǎn)？ 定義：人類所具有的智力和行為能力。 特點(diǎn)：主要體現(xiàn)為感知能力、記憶與思維能力、歸納與演繹能力、學(xué)習(xí)能力以及行為能力。2. 人工智能是何時(shí)、何地、怎樣誕生的？解：人工智能于 1956 年夏季在美國(guó) Dartmouth 大學(xué)誕生。 此時(shí)此地舉辦的關(guān)于用機(jī)器模擬人類智能問題的 研討會(huì)，第一次使用“人工智能”這一術(shù)語(yǔ)，標(biāo)志著人工智能學(xué)科的誕生。3. 什么是人工智能？它的研究目標(biāo)是？ 定義：用機(jī)器模擬人類智能。 研究目標(biāo)：用計(jì)算機(jī)模仿人腦思維活動(dòng)，解決復(fù)雜問題；從實(shí)用的觀點(diǎn)來看，以知識(shí)為對(duì)象，研究知識(shí)的 獲取、知識(shí)的表示方法和知識(shí)的使用。4. 人工智能的發(fā)展經(jīng)

2、歷了哪幾個(gè)階段？解：第一階段：孕育期( 1956 年以前)；第二階段：人工智能基礎(chǔ)技術(shù)的研究和形成( 19561970 年)；第 三階段：發(fā)展和實(shí)用化階段( 19711980 年)；第四階段：知識(shí)工程和專家系統(tǒng)( 1980 年至今)。5. 人工智能研究的基本內(nèi)容有哪些？ 解：知識(shí)的獲取、表示和使用。6. 人工智能有哪些主要研究領(lǐng)域？ 解：?jiǎn)栴}求解、專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別、自動(dòng)定論證明、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、自然語(yǔ)言理解、機(jī)器人 學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和智能檢索等。7. 人工智能有哪幾個(gè)主要學(xué)派？各自的特點(diǎn)是什么？ 主要學(xué)派：符號(hào)主義和聯(lián)結(jié)主義。 特點(diǎn)：符號(hào)主義認(rèn)為人類智能的基本單元是符號(hào)，認(rèn)識(shí)過程就是

3、符號(hào)表示下的符號(hào)計(jì)算，從而思維就是符 號(hào)計(jì)算；聯(lián)結(jié)主義認(rèn)為人類智能的基本單元是神經(jīng)元，認(rèn)識(shí)過程是由神經(jīng)元構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞，這種 傳遞是并行分布進(jìn)行的。8. 人工智能的近期發(fā)展趨勢(shì)有哪些？ 解：專家系統(tǒng)、機(jī)器人學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和智能檢索。9. 什么是以符號(hào)處理為核心的方法？它有什么特征？ 解：通過符號(hào)處理來模擬人類求解問題的心理過程。 特征：基于數(shù)學(xué)邏輯對(duì)知識(shí)進(jìn)行表示和推理。11. 什么是以網(wǎng)絡(luò)連接為主的連接機(jī)制方法？它有什么特征？ 解：用硬件模擬人類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)人類智能在機(jī)器上的模擬。 特征：研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。1. 請(qǐng)寫出用一階謂詞邏輯表示法表示知識(shí)的步驟。步驟：( 1)定義謂詞及個(gè)體，確定

4、每個(gè)謂詞及個(gè)體的確切含義； (2)根據(jù)所要表達(dá)的事物或概念，為每個(gè) 謂詞中的變?cè)x予特定的值； (3)根據(jù)所要表達(dá)的知識(shí)的語(yǔ)義用適當(dāng)?shù)穆?lián)接符號(hào)將各個(gè)謂詞聯(lián)接起來，形 成謂詞公式。2. 設(shè)有下列語(yǔ)句，請(qǐng)用相應(yīng)的謂詞公式把它們表示出來：(1) 有的人喜歡梅花，有的人喜歡菊花，有的人既喜歡梅花又喜歡菊花。 解：定義謂詞如下：Like(x,y) ： x 喜歡 y 。 Club(x) ：x 是梅花。Human(x) ：x 是人。 Mum(x) ： x 是菊花?！坝械娜讼矚g梅花”可表達(dá)為： ( x)(Human(x) Like(x,Club(x)“有的人喜歡菊花”可表達(dá)為： ( x)(Human(x) L

5、ike(x,Mum(x) “有的人既喜歡梅花又喜歡菊花”可表達(dá)為： ( x)(Human(x) Like(x,Club(x) Like(x,Mum(x)(1) 他每天下午都去玩足球。解：定義謂詞如下：PlayFootball(x) ：x 玩足球。 Day(x) ： x 是某一天。 則語(yǔ)句可表達(dá)為： ( x)(D(x) PlayFootball(Ta)(2) 太原市的夏天既干燥又炎熱。解：定義謂詞如下：Summer(x) ： x 的夏天。 Dry(x) ：x 是干燥的。 Hot(x) ： x 是炎熱的。 則語(yǔ)句可表達(dá)為： Dry(Summer(Taiyuan) Hot(Summer(Taiyua

6、n)(3) 所有人都有飯吃。解：定義謂詞如下：Human(x) ： x 是人。 Eat(x) ： x 有飯吃。 則語(yǔ)句可表達(dá)為： ( x)(Human(x) Eat(x)(4) 喜歡玩籃球的人必喜歡玩排球。解：定義謂詞如下：Like(x,y) ：x 喜歡 y。 Human(x) ： x 是人。 則語(yǔ)句可表達(dá)為： ( x)(Human(x) Like(x,basketball) Like(x,volleyball)(5) 要想出國(guó)留學(xué)，必須通過外語(yǔ)考試。解：定義謂詞如下：Abroad(x) ：x 出國(guó)留學(xué)。 Pass(x) ： x 通過外語(yǔ)考試。則語(yǔ)句可表達(dá)為： Abroad(x) Pass(x

7、) 、猴子問題：2.7 解：根據(jù)謂詞知識(shí)表示的步驟求解問題如下：解法一：(1) 本問題涉及的常量定義為：猴子：Monkey,箱子：Box，香蕉：Banana,位置：a, b, c(2) 定義謂詞如下：SITE(x , y) ：表示 x 在 y 處；HANG(x , y) ：表示 x 懸掛在 y 處；ON(x , y) ：表示 x 站在 y 上；HOLDS(y , w) ：表示 y 手里拿著 w。(3) 根據(jù)問題的描述將問題的初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)分別用謂詞公式表示如下：?jiǎn)栴}的初始狀態(tài)表示：SITE(Monkey , a) A HANG(Banana b) A SITE(Box , c) A ON(

8、Monkey Box) A HOLDS(Monkey Banana)問題的目標(biāo)狀態(tài)表示：SITE(Monkey b) A HANG(Banana b)A SITE(Box b)A ON(Monkey Box) A HOLDS(Monkey Banana)解法二：本問題涉及的常量定義為：猴子： Monkey 箱子： Box 香蕉： Banana 位置： a b c定義謂詞如下：SITE(x y) ：表示 x 在 y 處；ONBOX(x) ：表示 x 站在箱子頂上；HOLDS(x) ：表示 x 摘到了香蕉。(3) 根據(jù)問題的描述將問題的初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)分別用謂詞公式表示如下：?jiǎn)栴}的初始狀態(tài)表示：

9、SITE(Monkey a) A SITE(Box c) A ONBOX(MonkeyA) HOLDS(Monkey)問題的目標(biāo)狀態(tài)表示：SITE(Box b) A SITE(Monkey b) A ONBOX(MonkeyA) HOLDS(Monkey)從上述兩種解法可以看出 只要謂詞定義不同 問題的初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)就不同。所以 對(duì)于同樣 的知識(shí) 不同的人的表示結(jié)果可能不同。2.8 解：本問題的關(guān)鍵就是制定一組操作 將初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換為目標(biāo)狀態(tài)。為了用謂詞公式表示操作 可將 操作分為條件 (為完成相應(yīng)操作所必須具備的條件 )和動(dòng)作兩部分。條件易于用謂詞公式表示 而動(dòng)作則可 通過執(zhí)行該動(dòng)作前后的

10、狀態(tài)變化表示出來 即由于動(dòng)作的執(zhí)行 當(dāng)前狀態(tài)中刪去了某些謂詞公式而又增加 一些謂詞公式從而得到了新的狀態(tài) 通過這種不同狀態(tài)中謂詞公式的增、減來描述動(dòng)作。定義四個(gè)操作的謂詞如下 操作的條件和動(dòng)作可用謂詞公式的增、刪表示：(1) gotox y) ：從 x 處走到 y 處。條件： SITE(Monkey x)動(dòng)作：刪除 SITE(Monkey x) ；增加 SITE(Monkey y)(2) pushbox (xy) ：將箱子從 x 處推到 y 處。條件： SITE(Monkey x) ASITE(Box x)A ONBOX(Monkey)動(dòng)作：刪除 SITE(Monkey , x) , SITE

11、(Box , x);增加 SITE(Monkey , y) , SITE(Box , y)(3) climbbox :爬到箱子頂上。條件：ONBOX(Monkey)動(dòng)作：刪除ONBOX(Monkey)增加 ONBOX(Monkey)(4) grasp :摘下香蕉。條件：HOLDS(Monkey) A ONBOX(Monkey) A SITE(Monkey, b)動(dòng)作：刪除HOLDS(Monkey)增加 HOLDS(Monkey)在執(zhí)行某一操作前，先檢查當(dāng)前狀態(tài)是否滿足其前提條件。若滿足，則執(zhí)行該操作。 作的條件是否被滿足。 檢查的方法就是當(dāng)前的狀態(tài)中是否蘊(yùn)含了操作所要求的條件。 就可以給岀從初

12、始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)的求解過程。在求解過程中，當(dāng)進(jìn)行條件檢查時(shí)，要進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兞看鷵Q。SITE(Monkey，a)JsITE(Box，c) I P(E 1)，使用 P(H | S) 公式的后半部分，得到在當(dāng)前 觀察S1下的后驗(yàn)概率P(H1| S 1)和后驗(yàn)幾率O(H| S 1)P(H 1| S 1) = P(H 1) + (P(H 1| E 1) - P(H1) / (1 - P(E1)x (P(E 打S)- P(E 1)=0.091 + (0.16682 - 0.091) / (1 - 0.6) x (0.84 - 0.6)=0.091 + 0.18955x 0.24 = 0.136492O(H

13、 1| S 1) = P(H 1| S 1) / (1 - P(H 1| S1)= 0.15807(2) 由 r2計(jì)算 0(H| S 2)先把H的先驗(yàn)概率更新為在 巳下的后驗(yàn)概率P(Hi| E 2)P(H i| E 2)=(LS2 X P(Hi)/ (LS2-1) X P(Hi)+1)=(100X 0.091) / (100 -1) X 0.091 +1)=0.909i8由于 P(E2|S2)=0.68 P(E 2)，使用 P(H | S) 公式的后半部分，得到在當(dāng)前 觀察S2下的后驗(yàn)概率P(H1| S 2)和后驗(yàn)幾率O(H| S 2)P(H1| S 2) = P(H 1) + (P(H 1|

14、 E 2) - P(H1) / (1 - P(E2)X (P(E 2|52) - P(E 2)=0.091 + (0.90918 - 0.091) / (1 - 0.6) X (0.68 - 0.6)=0.25464O(H1| S 2) = P(H 1| S 2) / (1 - P(H 1| S2)=0.34163(3) 計(jì)算 O(H| S 1,S2)和 P(H1| S 1,S2)先將 H1 的先驗(yàn)概率轉(zhuǎn)換為先驗(yàn)幾率O(H1) = P(H 1) / (1 - P(H1) = 0.091/(1-0.091)=0.10011再根據(jù)合成公式計(jì)算Hi的后驗(yàn)幾率O(H1| S 1,S2)= (O(H 1

15、| S 1) / O(H 1) X (O(H1| S 2) / O(H 1) X O(H1)=(0.15807 / 0.10011) X (0.34163) / 0.10011) X 0.10011= 0.53942再將該后驗(yàn)幾率轉(zhuǎn)換為后驗(yàn)概率P(H1| S 1,S2) = O(H 1| S 1,S2) / (1+ O(H 1| S 1,S2)= 0.35040(4) 由 ra計(jì)算 O(H| Sa)先把H的先驗(yàn)概率更新為在Ea下的后驗(yàn)概率P(H2| E 3)P(H2| E 3)=(LS3 X P(H2) / (LS3-1) X P(H2)+1)=(200X 0.01) / (200 -1) X

16、 0.01 +1)=0.09569由于 P(E3|S3)=0.36 P(H 1)，使用P(H | S)公式的后半部分，得到 在當(dāng)前觀察S,S2下H2的后驗(yàn)概率P(H2| S 1,S2)和后驗(yàn)幾率0但| S 1,S2)P(H2| S1,S2)= P(H 2) + (P(H 2| H1) - P(H2) / (1- P(H 1) X (P(H 1|S,S2)- P(HJ)=0.01 + (0.33557 - 0.01) / (1 - 0.091) X (0.35040 -0.091)=0.102910(H2| S1,S2) = P(H 2| S1, S2) / (1 - P(H2| S1, S2)

17、=0.10291/ (1 - 0.10291) = 0.11472(6) 計(jì)算 O(H| S 1,S2,S3)和 P(H2| S 1,S2,S3)先將的先驗(yàn)概率轉(zhuǎn)換為先驗(yàn)幾率O(H2) = P(H 2) / (1 - P(H2) )= 0.01 / (1-0.01)=0.01010再根據(jù)合成公式計(jì)算H的后驗(yàn)幾率O(H2| S1,S2,S3)= (O(H2| S1,S2) / O(H2) X (O(H2| S3) / O(H2) X O(H2)=(0.11472 / 0.01010) X (0.00604) / 0.01010) X 0.01010=0.06832再將該后驗(yàn)幾率轉(zhuǎn)換為后驗(yàn)概率P(

18、H2| S1,S2,S3) = O(H 1| S1,S2,S3) / (1+ O(H 1| S1,S2,S3) = 0.06832 / (1+ 0.06832) = 0.06395可見，H2原來的概率是0.01，經(jīng)過上述推理后得到的后驗(yàn)概率是 0.06395 , 它相當(dāng)于先驗(yàn)概率的 6倍多。410設(shè)有如下推理規(guī)則r 1: IF E 1 THEN (100, 0.1) H 1r 2: IF E 2 THEN (50, 0.5) H 2r 3: IF E 3 THEN (5, 0.05) H 3且已知P(H)=0.02, P(H 2)=0.2, P(H 3)=0.4，請(qǐng)計(jì)算當(dāng)證據(jù) E1，巨巳存在或不 存在時(shí)P(H | E i)或P(H |E)的值各是多少(i=1,2, 3)?解：(1)當(dāng)日、巳、E3肯定存在時(shí)，根據(jù) 九、2、r3有 P(H1 | E 1) = (LS 1 X P(H1) / (LS1-1) X P(H1)+1)= (100X 0.02) / (100 -1) X 0.02 +1)=0.671P(H2 | E 2) = (LS 2 X P(H2) / (LS