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Le Jeu et lintelligence artificielle Oana Frunza University of Ottawa.

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1 Le Jeu et lintelligence artificielle Oana Frunza University of Ottawa

2 Les jeux comme une problème de recherche Qu'est-ce quon cherche? solution, étapes darriver à la solution Où on cherche? dans une espace de recherche - ensemble dobjets (solution partiale) dans lequel la recherche seffectue (structure en arbre) Comme on cherche? dans un espace de recherche, les objets sont reliés les uns aux autres par des opérateurs qui transforment un objet en un autre

3 La plus importante étape Représentation comment mettre en évidence les caractéristiques essentielles dun problème pour les rendre accessibles à une procédure de résolution de problèmes graphes et machines détats calcul propositionnel

4 Calcul propositionnel

5 Taxonomie

6 objectes opérateurs (actions) espace de recherche Graphe détats

7 Comme on cherche? Application systématique des opérateurs Vérification, après chaque transformation pour voir si lobjet qui résulte est un élément de lensemble des buts finaux. Recherche Aveugle: Une méthode de recherche qui nest pas guidée par des informations sur le domaine. Mesure pour un espace: Un système de calcul de mesure de distance entre deux objets dans lespace de recherche ou la mesure de la valeur dun objet donné dans cet espace. Recherche Heuristique: Une méthode de recherche qui emploie une mesure pour guider la recherche.

8 La Recherche Heuristique Heuristiques (Greek heuriskein = trouver, découvrir): « létude de méthodes et règles pour la découverte et linvention". Ils sont des espaces de recherche trop grande pour une recherche aveugle : pour chéquiers il est chemins, échecs En utilisant des heuristiques on diminue lespace de recherche, on accélérer la recherche – on doit utilise une fonction pour grade les objecte/les prochaines actions

9 Note Dans la vie réelle on utilise aussi lheuristique: Exemple: Au supermarché, on choisit la queue la moins longue ou alors on choisit la queue dans laquelle les clients on le plus petit nombre dobjets dans leur panier. Avez-vous dautres exemples?

10 Problème du voyageur de commerce consiste, étant donné un ensemble de villes séparéesvilles par des distances données, doit trouver le plus court chemin qui relie toutes les villesdistances DEMO

11 Comment le faire? 1. Créer une représentation pour les objets et les opérateurs 2.Définir une mesure à utiliser dans espace de recherche. 3. Créer une méthode efficace de comparaison ou d évaluation des objets. 4. Créer une méthode efficace de sélectionner le nouvel objet à considérer dans lespace

12 Les missionnaires et les cannibales: Le problème Trois missionnaires et trois cannibales se trouvent sur la même rive dune rivière. Ils voudraient tous se rendre sur lautre rive. Cependant, si le nombre de cannibales est supérieur à celui des missionnaires, alors les cannibales mangeront les missionnaires. Il faut donc que le nombre de missionnaires présents sur lune ou lautre des rives soit toujours supérieur à celui des cannibales. Le seul bateau disponible ne peut pas supporter le poids de plus de deux personnes. Comment est-ce que tout le monde peuvent traverser la rivière sans que les missionnaires risquent être mangé?

13 Représentation du problème Configuration initiale: Configuration finale Cette représentation nest pas appropriée pour un ordinateur: les règles et les contraintes ne sont pas formulées. M C M C Rive Gauche Rive droite

14 Etape 1 Représentation du problème Configuration initiale Configuration finale Déplacement légaux Contraintes –Les cannibales ne doivent pas être plus nombreux que les missionnaires sur les deux rives –Le bateau ne peut pas supporter plus de deux personnes. MMMCCCB| |MMMCCCB

15 MMMCCCB | MMMCC | BC MCCC | BMMMMMC | BCC MMCC | BMC MMMCCB | C MMCCCB | M MMMCCB | C C C CC MC MM MMCCC | BM M C C M On continue à étendre l espace de recherche jusqu à larrivée dune Configuration finale

16 Le jeu M&C

17 Une solution pour le problème MMMCCCB | MMMC | BCC MMMCCB | C MMM | BCC MC | BMMCC MMCCB | MC CC | BMMMC CCCB | MMM C | BCCMMM CCB | CMMM | BCCCMMM Le développement explicite de l espace de recherche en entier nest pas une solution pratique! L espace de recherche doit être contenu à ses parties significatives

18 Problème 2: Le Loup, le mouton et le chou C'est l' Fernand, accompagné d'un loup, d'un mouton et d'un chou qui doit traverser une rivière pour rentrer chez la Marie. Malheureusement, l'en a qu'une petite barque qui ne lui permet que de transporter un seul objet ou animal à la fois. Ainsi, à chaque fouis, y doit en laisser deux sur la rive sans faire gaffe à eux, le temps de traverser. Ben sûr, le loup mange le mouton et le mouton mange le chou.

19 Étape 1 Représentation du problème Configuration initiale....|LMCB Configuration finaleLMCB|…. Opérateurs une petite barque qui ne lui permet que de transporter un seul objet ou animal à la fois ben sûr, le loup mange le mouton et le mouton mange le chou.

20 Étapes 2 et 3 Vérifier si le conditions sont satisfait Étapes 4 Faire des transportations légales

21 Trouver la solution!!! LMC

22 Problème de voyage En vacance en Roumanie Ville de départ: Arad Ville d arrive: Bucarest

23 Étape 1 Objectés: les villes Actions: conduire entre les villes La solution: une suite des villes - e.g., Arad, Sibiu, Fagaras, Bucharest

24 Représentation utilisant des arbres

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27 Pour trouver la solution on cherche …. une route de arriver à la destination Pour le jeu de M&C – on cherche quelle déplacement a faire

28 MMMCCCB | MMMCC | BC MCCC | BMMMMMC | BCC MMCC | BMC MMMCCB | C MMCCCB | M MMMCCB | C C C CC MC MM MMCCC | BM M C C M

29 Avec les techniques de recherche On donne les ordinateurs dintelligence, ils peuvent prendre des décisions comme on fait si on regarde les donnes -> la recherche une grande partie de lintelligence artificielle

30 Représentation utilisée pour la recherche Arbres de recherche

31 B et C sont voisons pour A nœud arc – direction unique

32 Recherche Depth-First (RDF) 1.On prendre une nœud on vérifie les voisins prendront le premier 2. On vérifie si le nœud actuel est la solution a. si oui on sarrêt b. si non on fait le voisin du nœud actuel le nœud actuel et on continue avec 1.

33 Trouver la route A->F

34 Étape 0 On commence avec le nœud source A On utilise 2 listes Liste Ouverte: les actions (nœud) courantes Liste Ferme: les actions (nœud) passe Liste Ouverte: A Liste Ferme: <>

35 Étape 1 Liste Ouverte: B, C Liste Ferme: A 1. Liste Ouverte: A Liste Ferme: <> 2. Est A la solution? 3. Étendre A

36 Étape 2 1. Liste Ouverte: B, C Liste Ferme: A 2. Est B la solution? 3. Étendre B Liste Ouverte: D, E, C Liste Ferme: A,B

37 Étape 3 1. Liste Ouverte: D, E, C Liste Ferme: A,B 2. Est D la solution? 3. Étendre D Liste Ouverte: E, C Liste Ferme: A,B,D

38 Étape 4 1. Liste Ouverte: E, C Liste Ferme: A,B,D 2. Est E la solution? 3. Étendre E Liste Ouverte: F,G, C Liste Ferme: A,B,D,E

39 Étape 5 1. Liste Ouverte: F,G, C Liste Ferme: A,B,D,E 2. Est F la solution? Oui F Liste Ouverte: G, C Liste Ferme: A,B,D,E,F

40 Recherche Breadth-first (RBF) La seule différence est le placement des nœuds qui sont étendrais RDF – on met les nœuds au début de la Liste ouverte (une représentation pile) BDF – on met les nœuds à la fin de la Liste ouverte (une représentation file)

41 Recherche Breadth-first (RBF) Trouver la route A->E

42 Étape 0 On commence avec le nœud source A Liste Ouverte: A Liste Ferme: <>

43 Étape 1 Liste Ouverte: B, C Liste Ferme: A 1. Liste Ouverte: A Liste Ferme: <> 2. Est A la solution? 3. Étendre A

44 Étape 2 1. Liste Ouverte: B, C Liste Ferme: A 2. Est B la solution? 3. Étendre B Liste Ouverte: C, D, E Liste Ferme: A,B

45 Étape 3 1. Liste Ouverte: C, D, E Liste Ferme: A,B 2. Est C la solution? 3. Étendre C Liste Ouverte: D, E Liste Ferme: A,B, C

46 Étape 4 1. Liste Ouverte: D, E Liste Ferme: A,B,C 2. Est D la solution? 3. Étendre D Liste Ouverte: E Liste Ferme: A,B,C,D

47 Étape 5 1. Liste Ouverte: E Liste Ferme: A,B,C,D 2. Est E la solution? Oui E Liste Ouverte: G, C Liste Ferme: A,B,C,D,E

48 Pseudo-code RDF 1. Déclaration pour 2 listes vides: Liste ouverte & Liste ferme 2. Ajute le nœud racine à la Liste ouverte 3. La Liste ouverte nest pas vide A.Élimine le premier nœud dans la Liste ouverte B.Vérifier si le nœud élimine est la solution i.Si il est la solution: arrêt lalgorithme, ajoute le nœud à la Liste ferme, rendre la Liste ferme pour la solution. ii.Si il nest pas la solution continue avec étape C C.Extraire les voisins pour le nœud élimine D.Ajoute les voisins au débout de la Liste ouverte, ajoute le nœud élimine a la Liste ferme

49 Pseudo-code RBF 1.Déclaration pour 2 listes vides: Liste ouverte & Liste ferme 2.Ajute le nœud racine à la Liste ouverte 3.La Liste ouverte nest pas vide A.Élimine le premier nœud dans la Liste ouverte B.Vérifier si le nœud élimine est la solution i.Si il est la solution: arrêt lalgorithme, ajoute le nœud à la Liste ferme, rendre la Liste ferme pour la solution. ii.Si il nest pas la solution continue avec étape C C.Extraire les voisins pour le nœud élimine D.Ajoute les voisins a la fin de la Liste ouverte, ajoute le nœud élimine a la Liste ferme


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