Tópicos em Sistemas Inteligentes

1. Tópicos em Sistemas Inteligentes

2. Agenda - Aula 03 • Buscas • Agentes que Planejam

3. Memória X Computação • Agentes Reativos fazem muito pouca computação. Suas ações são definidas: • projetistas • aprendizado • processos evolutivos • combinação dos itens • As ações são implementadas: • tabelas • Regras de Produção • combinação de circuitos lógicos

4. Memória X Computação • Uma máquina reativa, capaz de realizar tarefas complexas requer memória “infinita” • O projetista dessa máquina teria que ter uma capacidade de previsão sobre humana para antecipar ações apropriadas. • Assim, devemos considerar trade offs:entre tempo e espaço e entre adaptação e projeto explícito. • Devemos pensar em computações que prevejam conseqüências das ações em qualquer situação • O mais importante dessas computações é o aprendizado e a evolução automático.

5. Memória X Computação • Assim, o agente usando de “programas” será capaz de selecionar ações apropriadas mesmo em ambientes que o projetista não foi capaz de prever inicialmente. • Para prever as conseqüências das ações, os agentes devem ter um modelo do mundo que “habita” e um modelo dos efeitos das suas ações sobre o modelo do seu mundo.

6. Grafo • Empilhar três brinquedos: • Na ordem A, B, C • O robo pode mover qualquer bloco que não tenha outro em cima. • O modelo dessas ações é dada pela função move(x,y) onde x= A,B ou C e y= A,B,C ou chão. • O robo é capaz de modelar cada uma de suas ações em seu ambiente. Mundo antes e depois da ação.

7. Grafo • Suponha um robo capaz de modelar os efeitos de cada uma de suas ações no seu ambiente. • “Par” de modelos do mundo. Um que representa os estado do mundo antes da ação e outro o estado do mundo após sua ação. • Grafo de Estado

8. Grafo • Conjunto de nós e arcos • Olhar uma passo a frente em simulações pode produzir previsões úteis. Olhar vários passos pode evitar movimentos inúteis. • A estrutura mais útil para acompanhar os efeitos de várias seqüências alternativas de ações é um grafo direto. • O conjunto de “mundos” que o agente pode produzir através de suas ações pode ser representado por um grafo.

9. Grafo • Nesse grafo, os nós são rotulados como “mundos individuais” enquanto os arcos são rotulados por operadores. • Se o número de situações diferentes do mundo é pequena, um grafo pode representar todas as possíveis ações e situações explicitamente. • Esse grafo é chamado de Grafo de Estado. (state-space graph)

10. Grafo • Uma das vantagens de representar os mundos “possíveis” numa estrutura de grafo é que qualquer nó do grafo pode representar um objetivo. • Esta flexibilidade em realizar tarefas diferentes constrasta com os agentes vistos até agora, que eram capazes de realizar uma única tarefa.

11. Planejar • Os operadores que são atributos dos arcos podem ser agrupados em uma seqüência denominada PLANO. • A busca por essa seqüência é denominada PLANEJAMENTO. • Se o agente consegue representar todas as situações relevantes do seu mundo por nós do grafo; se conhecemos o resultados das ações; se o agente é capaz de reconhecer o nó inicial; se não existe outro agente mudando o mundo e; se temos tempo suficiente para computações: é possível planejar uma seqüência completa de ações sem necessidade do retorno de sensores.

12. Notação de Grafos • Um grafo consiste de um conjunto de nós. • Certos pares de nós são conectados por arcos. Esses arcos são direcionados de um nó para outro. • Se um arco é direcionado de ni para nj então nj é um sucessor (ou filho) de ni. Nesse caso, ni é pai de nj. • Um par de nós pode ser sucessor deles mesmos se substituirmos arcos por ramos.

13. Busca em Grafos • Buscas envolvem a propagação de marcas nos nós dos grafos. • Busca em Largura • Rotule o nó origem com Zero • Propague números inteiros crescentes em ondas através dos arcos até que um inteiro atinja o nó destino. • Realize um backtrack acompanhando uma seqüência decrescente dos rótulos.

14. Notação de Grafos • Grafos que só contêm ramos são chamados grafos não direcionados. • Uma árvore direcionada é um caso particular de um grafo onde cada nó, exceto um, tem um único pai. Esse nó da exceção é chamado de raiz. • A raiz possui nível 0. O nível de cada nó da árvore é o do seu pai mais 1. • Um nó que não possua sucessores é chamado de folha.

15. Notação de Grafos • Aos arcos são atribuídos custos positivos, para representar o custo de realização de uma ação. • O custo de um passo entre dois nós é dado pela soma dos custos de todos os arcos conectando esses dois nós no passo. • Caminho Mínimo • Árvore Geradora de Custo Mínimo