Пошук і оптимізація

Інструменти

Протягом 50 років досліджень, штучний інтелект розробив велику кількість інструментів для вирішення найскладніших завдань в галузі комп'ютерних наук. Деякі з найбільш загальних з цих методів будуть розглянуті нижче.

Пошук і оптимізація

Багато проблем у галузі штучного інтелекту теоретично можуть бути вирішені шляхом інтелектуального пошуку багатьох можливих рішень. Міркування може бути зведене до виконання цього пошуку. Наприклад, логічний доказ можна розглядати як пошук шляху, який веде від передумов до висновків, де кожен крок є застосуванням правила висновку. Планування пошуку алгоритмів в деревах цілей і підцілей, намагання знайти шлях до мета та цілі -це процес, який називається засоби-цілі аналізу. Алгоритми робототехніки для переміщення кінцівок і, хапання об'єктів використовують локальний пошук в конфігураційному просторі. Багато алгоритмів навчання використовують алгоритми пошуку на основі оптимізації.

Простих вичерпних пошуків рідко достатньо для більшості реальних світових проблем: простір пошуку(число місць для пошуку) швидко зростає до астрономічних цифр. Як результат, пошук працює дуже повільно або взагалі не завершується. Рішенням для багатьох завдань, є використання "евристика" або "правило великого пальця", які усувають вибори, які навряд чи приведуть до мети (так звані "обтинання дерева пошуку"). Евристика постачає програму "найкращим припущенням" для шляху, на якому лежить рішення.

Зовсім інший вид пошуку став відомий в 1990-х роках на основі математичної теорії оптимізації. Для багатьох проблем можна почати пошук з певного припущення, а потім поступово вдосконалювати та уточнювати його, поки його вже не можна буде більше уточнити чи деталізувати. Ці алгоритми можуть бути представлені у вигляді сліпого сходження гори: ми починаємо пошук з випадкової точки на ландшафті, а потім, за допомогою стрибків або кроків, ми постійно рухаємось з нашим припущенням вгору, поки не досягнемо вершини. Інші алгоритми оптимізації є імітація відпалу, пучковий пошук і випадкові оптимізації.

Еволюційне обчислення використовує форму пошукової оптимізації. Наприклад, вони можуть почати з цілої популяції організмів (припущення), а потім дозволити їм мутувати і рекомбінуватися, вибираючи тільки найбільш пристосовані для виживання у кожному поколінні (уточнення припущень). Форми еволюційних обчислень включають алгоритми рою розвідки (наприклад, колонія мурашок або оптимізація частинок) та еволюційні алгоритми (такі, як генетичні алгоритми, програмування експресії гена і генетичного програмування).

Логіка

Логіка використовується для представлення знань і вирішення проблем, але може бути застосована і до інших проблем. Наприклад, алгоритм satplan використовує логіку для планування, а програмування індуктивної логіки є методом навчання.

Кілька різних форм логіки використовуються в наукових дослідженнях штучного інтелекту. Пропозиційна або сентенціозна логіка-це логіка висловлювань, які можуть бути істинними або помилковими. Логіка першого порядку також дозволяє використовувати квантори і предикати, і може висловити факти про об'єкти, їх властивості і відносин один з одним. Нечіткої логіки є версією логіки першого порядку, яка дозволяє представляти правдивість тверджень оцінкою між 0 і 1, а не просто правда (1) або неправда(0). Нечіткі системи можуть бути використані для невизначених міркувань і широко використовуються в сучасних промислових і споживчих системах управління. Суб'єктивна логіка моделює невизначеності в іншому, більш явному вигляді, ніж нечітка логіка: дана біноміальна оцінка має значення «віра» «невіра» «невизначеність» = 1 в бета-розподілі. За допомогою цього методу, незнання можна відрізнити від імовірнісного твердження, яке робить агент з високим ступенем достовірності.

Логіка за замовчуванням, немонотонна логіка і обмеженість – це форми логіки розроблені, щоб допомогти з міркуваннями за замовчуванням і кваліфікаційними проблеми. Кілька розширень логіки були розроблені для роботи з специфічними галузями знань, такими як: описова логіка; ситуативне обчислення, обчислення подій і вільне обчислення (для представлення подій і часу); причинного обчислення; обчислення віри, і модальна логіка.

Дата добавления: 2015-11-16