Человеческий фактор. Том 3. Часть 1 - Сальвенди Г.
ISBN 5-03-001815-8
Скачать (прямая ссылка):
Пусть исходное состояние s0 описывается следующим набором формул:
~ ONBOX; AT (BOX, В); AT (BANANAS, С); ~НВ
Предикат ONBOX (на ящике) принимает значение Т только тогда, когда обезьяна находится на ящике, а предикат НВ — только тогда, когда обезьяна достала бананы.
Действия трех операторов можно описать следующими формулами:
1. GRASP
(ys) {ONBOX (s) Д AT (BOX, С, s) => HB (GPASP (s))}.
Эта формула означает: «для всех s, когда обезьяна находится на ящике, а ящик находится в положении С в состоянии s, обезьяна получит бананы в состоянии, достигнутом посредством применения оператора GRASP к состоянию s. Отметим, что значение GRASP (s) —это новое состояние, являющееся результатом применения данного оператора к состоянию s.
2. CLIMBBOX
(ys) {ONBOX (CLIMBBOX (s))}.
Эта формула означает: «для всех s обезьяна будет находиться на ящике в состоянии, достигнутом в результате применения оператора CLIMBBOX к состоянию s».
Искусственный интеллект
111
3. PUSHBOX
(v* Vs) {~ ONBOX (s) => AT (BOX, x, PUSHBOX (x, s))}.
Эта формула означает: «для всех х и s, когда обезьяна не находится на ящике в состоянии s, ящик будет находиться в положении х в состоянии, достигнутом посредством применения оператора PUSHBOX(x) к состоянию х».
Целевая формула имеет вид:
(gx)HB(s).
Эту задачу теперь можно решить с помощью процесса доказательства теорем и показать, что обезьяна может достать бананы L7, 12, 17].
2.5. Анализ средств и результатов
Выше мы обсудили несколько методов поиска, которые основаны на прямом либо обратном логическом выводе, но для решения каждой конкретной задачи надо выбирать одно из двух направлений рассуждений. Однако во многих случаях оказывается возможным движение сразу в обоих направлениях. Такая смешанная стратегия позволяет решать сначала основные части задачи, а затем возвращаться назад и решать простые задачи, связанные с соединением больших «кусков» исходной задачи в единое целое. Для этого используется метод, называемый анализом целей и средств. Метод основывается на определении невязки между текущим и целевым состояниями. После того как эта невязка определена, осуществляется поиск оператора, который способен ее уменьшить. Здесь может оказаться, что выбранный оператор не применим к данному текущему состоянию. Тогда формируется подзадача перехода в состояние, где этот оператор применим. Также возможен случай, когда применение оператора не приводит к переходу в целевое состояние. Тогда возникает вторая подзадача перехода из состояния, получаемого в результате применения оператора, в целевое состояние. Если невязка определена достаточно точно и применение оператора действительно позволяет ее уменьшить, то решение двух подзадач должно оказаться более легким, чем решение исходной задачи. Анализ средств и результатов применяется рекурсивно к подзадачам: с этой точки зрения его можно считать способом упрощения исходной постановки задачи.
Для того чтобы сосредоточить ресурсы системы искусственного интеллекта сначала на крупных подзадачах, невязкам можно присвоить приоритетные уровни, а затем невязки с более высоким приоритетом рассматривать в первую очередь. Наиболее важной структурой данных, используемой в анализе
112 Глава 2
средств и результатов является «цель». Цель — это кодированное представление текущего состояния задачи, требуемого состояния и действий, которые уже предприняты для перехода из текущего состояния в требуемое. Используются цели трех основных типов.
Тип 1. Трансформировать объект А в объект В.
Тип 2. Уменьшить невязку между объектом А и объектом В путем модификации объекта А.
Тип 3. Применить оператор Q к объекту А.
Разным типам целей соответствуют определенные методы или процедуры их достижения. Эти методы, показанные в упрощенном виде на рис. 2.7, можно интерпретировать как операторы
Рис. 2.7. Методы анализа средств и результатов.
упрощения исходной постановки задачи, применение которых приводит к формированию либо конъюнктивных узлов, как в случае целей трансформировать и применить, либо дизъюнктивных узлов, как в случае цели уменьшить.
Первой программой, реализующей анализ средств и результатов, была программа, получившая название «универсальный решатель задач» (УРЗ). Программа была создана на основе наблюдений, показавших, что анализ средств и результатов часто используется человеком при решении конкретных проблем. В случае УРЗ исходная задача представляется в виде цели трансформировать, в которой А — это исходный объект или со-
Искусственный интеллект
113
стояние, а В— требуемый объект или целевое состояние. Рекурсивный процесс прекращается, если, в случае цели трансформировать, разница между А я В исчезает или если, в случае цели применить, можно сразу применить оператор Q. В случае цели уменьшить рекурсия может прекращаться (с уведомлением о неудачной попытке решения), если применены все возможные операторы, а цель не достигнута.
При попытке трансформировать объект А в объект В метод трансформации использует процесс сопоставления для выявления невязки между двумя объектами. Уменьшению подвергается в первую очередь невязка с наивысшим приоритетом. Операторы, которые можно применять для уменьшения каждой невязки, сводятся в таблицу.
