邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件

邏輯智能體

LogicalAgents

（知識，推理）Chapter71邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第1頁“ThinkingRationally”Computationalmodelsofhuman“thought”processesComputationalmodelsofhumanbehaviorComputationalsystemsthat“think”rationallyComputationalsystemsthatbehaverationally2邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第2頁邏輯智能體邏輯（基于知識）智能體Logic(Knowledge-Based)agents通用知識＋

當前感知

在決定動作前推理(infer)出當前狀態(tài)隱含情況這在部分可觀察環(huán)境中至關(guān)主要3邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第3頁關(guān)鍵點基于知識智能體Knowledge-basedagents怪獸世界Wumpusworld邏輯Logicingeneral命題邏輯與一階邏輯 Propositionalandfirst-orderlogic推理，正當，等價，可滿足模式推理Reasoningpatterns歸結(jié)Resolution前向/后向鏈Forward/backwardchaining4邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第4頁知識和推理Knowledge&Reasoning知識庫knowledgebase(KB):智能體所知道一系列知識依據(jù)推理規(guī)則（

rulesofinference）由舊事實推出新事實邏輯Logic表示知識，并進行推理5邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第5頁知識庫KnowledgeBase知識庫:

一系列語句

以一個知識表示語言格式來表示（相關(guān)世界）斷言基于知識智能體:Tell

itwhatitneedstoknow.Askitwhattodo

應(yīng)遵照推理規(guī)則由知識庫得到答案tellask6邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第6頁通用基于知識智能體

GenericKB-BasedAgent7邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第7頁基于知識智能體特征能夠:表示狀態(tài)和動作綜合新感知更新關(guān)于世界內(nèi)部認識推導(dǎo)出世界隱含性質(zhì)推導(dǎo)出適合動作8邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第8頁MineSweeperDesignalogicalagenttoplayminesweeper9邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第9頁PEASAnalysisMineSweeperPerformancemeasure+1foreachminecorrectlyidentified,-1forincorrectlyidentifyingamine,-1000forselectingalocationcontainingamine,+1000foridentifyingallmines.Environment9x9board,eachsquarehasaminewithprobability0.1ActuatorsAgentcanmarkalocationascontainingamine,canmarkalocationasunknown,orselectalocationforviewingSensorsAgentcansensethenumberofminessurroundingadjacentlocationsAgentknowsnumberofminesremaining10邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第10頁怪獸問題

WumpusWorld怪獸Wumpus11邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第11頁怪獸問題PEAS描述Performance

measure性能度量gold:+1000,death:-1000-1perstep,-10forusingthearrowEnvironment環(huán)境SquaresadjacenttowumpusaresmellySquaresadjacenttopitarebreezyGlitteriffgoldisinthesamesquareShootingkillswumpusifyouarefacingit.ItscreamsShootingusesuptheonlyarrowGrabbingpicksupgoldifinsamesquareReleasingdropsthegoldinsamesquareYoubumpifyouwalkintoawallSensors傳感:

Stench,Breeze,Glitter,Bump,ScreamActuators執(zhí)行:

Leftturn,Rightturn,Forward,Grab,Release,Shoot12邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第12頁Wumpusworld特征Fully

Observable No–onlylocalperceptionDeterministic Yes–outcomesexactlyspecifiedEpisodic No–thingswedohaveanimpact.Static Yes–WumpusandPitsdonotmoveDiscrete YesSingle-agent Yes–Wumpusisessentiallyanatural feature13邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第13頁ExploringtheWumpusWorldTheKBinitiallycontainstherulesoftheenvironment.[1,1]Thefirstperceptis[none,none,none,none,none],

Movetosafecelle.g.2,1[2,1]Breezeindicatesthatthereisapitin[2,2]or[3,1] Returnto[1,1]totrynextsafecell14邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第14頁ExploringtheWumpusWorld[1,2]Stenchincell:wumpusisin[1,3]or[2,2]

YET…notin[1,1]

Thus…notin[2,2]orstenchwouldhavebeendetectedin[2,1]

Thus…wumpusisin[1,3]

Thus…[2,2]issafebecauseoflackofbreezein[1,2]

Thus…pitin[3,1] Movetonextsafecell[2,2]15邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第15頁ExploringtheWumpusWorld[2,2]Detectnothing

Movetounvisitedsafecelle.g.[2,3][2,3]Detectglitter,smell,breeze

Thus…pickupgold

Thus…pitin[3,3]or[2,4]

16邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第16頁Whatisalogic?一個格式化語言語法Syntax–怎樣表示是正當語義Semantics–一個正當表示式表示什么樣意義邏輯中每一條語句真值都對應(yīng)著世界里一個可能比如算數(shù)語言X+2>=yisasentence,x2+yisnotasentenceX+2>=yistrueinaworldwherex=7andy=1X+2>=yisfalseinaworldwherex=0andy=617邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第17頁蘊涵

Entailment蘊涵Entailment意味著一個東西跟隨另外一個東西:KB╞α知識庫KB蘊涵語句α

當且僅當

KB為真全部情況里α也為真比如一條語句知識庫KB“theGiantswonandtheRedswon”蘊涵“TheGiantswon”.又如,x+y=4蘊涵4=x+y蘊涵其實就是語句之間基于語義一個關(guān)系18邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第18頁模型models邏輯學(xué)家就是以模型方式來進行思維假如α在m中為真，則m是語句α一個模型M(α)表示語句α全部模型集合則KB╞αiffM(KB)

M(α)比如KB=GiantswonandRedswon α=Giantswon19邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第19頁怪獸問題里蘊涵

Entailmentinthewumpusworld為說明方便，對Wumpusworld進行簡化，只考慮相關(guān)陷阱模型下列圖為探測到方格[1,1]什么都沒有，然后向右到方格[2,1]，感知到[2,1]有微風(fēng)之后情形

20邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第20頁WumpusmodelsIAllpossiblemodels(exactly8)inthisreducedWumpusworld.PitBreeze21邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第21頁WumpusmodelsIIKB=怪獸世界規(guī)則 ＋由感知得到觀察22邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第22頁WumpusmodelsIIIα1=“[1,2]issafe”,KB╞α1,經(jīng)過模型檢驗（modelchecking）得證23邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第23頁WumpusmodelsIVα2="[2,2]issafe",KB╞α224邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第24頁推理過程

InferenceProceduresKB├iα即語句α經(jīng)過過程i從KB導(dǎo)出可靠Soundness:只要KB├iα,就有KB╞α為真，則稱i是可靠

(推理不會犯錯，但不一定能夠?qū)С鋈空_結(jié)論)完備Completeness:只要KB╞α,就有KB├iα為真，則稱i是完備 (全部正確結(jié)論都會被導(dǎo)出，不過可能會導(dǎo)出一些多出錯誤結(jié)論)25邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第25頁語義透視圖當知識庫KB為真時，由一個可靠推理過程導(dǎo)出語句

也一定是為真26邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第26頁命題邏輯:語法命題邏輯是最簡單邏輯命題符號P1,P2

等，表示語句IfSisasentence,

Sisasentence (negation)IfS1andS2aresentences,S1

S2isasentence (conjunction)IfS1andS2aresentences,S1

S2isasentence (disjunction)IfS1andS2aresentences,S1

S2isasentence (implication)IfS1andS2aresentences,S1

S2isasentence (biconditional)27邏輯智能體-人工智能培訓(xùn)課件第27頁命題邏輯:語義Eachmodel/worldspecifiestrueorfalseforeachpropositionsymbolE.g. P1,2 P2,2 P3,1

false true falseWiththesesymbols,8possiblemodels,canbeenumeratedautomatically.Rulesforevaluatingtruthwithrespecttoamodelm:

S istrueiff Sisfalse S1

S2istrueiff S1istrueand S2istrue S1

S2istrueiff S1istrueor S2istrue S1

S2 istrueiff S1isfalseor S2istrue i.e., isfalseiff S1istrueand S2isfalse S1

S2 istrueiff S1

S2istrueandS2

S1istrue

P1,2

(P2,2

P3,1)=true

(true

false)=true

true=t