第五讲 经典人工智能技术—知识表示、推理与搜索分解
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英国人在红房间中 西班牙人有一条狗 挪威人住在左边第一间房里 黄房间中的人在抽库尔斯牌香烟 抽切斯菲尔德牌香烟的人是养了一只狐狸的人的邻居 挪威人住在蓝房间隔壁 抽温斯顿牌香烟的人有一只蜗牛 抽幸运牌香烟的人喝橘子汁 问题:斑马在哪个房间中? 乌克兰人喝茶 哪个房间中的人喝水? 日本人抽国会牌香烟 抽库尔斯牌烟的房间在有匹马的房间隔壁 绿房间中的人喝咖啡 绿房间在白房间的左边 中间房间的人喝牛奶
谓词逻辑表示与推理技术 状态空间表示与搜索技术
宜用问题带出内容,通过问题引发学生思考: “这样的问题机器能解决吗?可以怎么做?” 以增加兴趣。
智能科学与技术系
引言——经典人工智能
出色的老式人工智能(Good Old Fashioned AI, GOFAI)——哲学家约翰.豪格兰德 一个用规则和事实来程序化的高速数字计算机可 能表现出智力行为 ——图灵 人类是借助事实与规则来产生智力行为的 经典人工智能技术主要以符号表示、符号处理为 实现智能的主要手段,推理和搜索是其中的核心 技术
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4.黄房间中的人在抽库尔斯 2.西班牙人有一条狗 牌香烟 自动推理示例:5个房间问题 3. 挪威人住在左边第一间房里 8. 抽幸运牌香烟的人喝橘子汁 12. 绿房间中的人喝咖啡 7. 抽温斯顿牌香烟的人有一 11. 抽库尔斯牌烟的房间在有 6. 1. 挪威人住在蓝房间旁边 英国人在红房间中 8. 5. 抽幸运香烟的人喝橘子汁 抽切斯菲尔德牌香烟的人的 9. 乌克兰人喝茶 14. 绿房间在白房间的左边 只蜗牛 匹马的房间隔壁 14. 中间房间的人喝牛奶 9. 是养了一只狐狸的人的邻居 乌克兰人喝茶 10. 日本人抽国会牌香烟 1 2 3 4 5 房间号 颜色 国籍 香烟 饮料 宠物 挪威人 库尔斯 水
求 解
perm(L4), perm(L5). perm([h(_,A),h(_,B),h(_,C),h(_,D),h (_,E)]):permutation([A,B,C,D,E],[1,2,3 ,4,5]). constraints(Colours,Drinks,Nationali ties,Cigarettes,Pets):member(h(englishman,H1),Nati onalities), member(h(red,H1),Colours), member(h(spaniard,H2),Nation alities), member(h(dog,H2),Pets), member(h(norwegian,1),Nation alities), member(h(kools,H3),Cigarettes ), member(h(yellow,H3),Colours) , member(h(chesterfields,H4),Ci garettes), next(H4,H5), member(h(fox,H5),Pets), member(h(norwegian,H6),Nati onalities), next(H6,H7), member(h(blue,H7),Colours), member(h(winston,H8),Cigaret tes), member(h(snails,H8),Pets), member(h(lucky_strike,H9),Ci garettes), member(h(orange_juice,H9),Dr inks), member(h(ukrainian,H10),Nati onalities), member(h(tea,H10),Drinks), member(h(japanese,H11),Natio nalities), member(h(parliaments,H11),Ci garettes), member(h(kools,H12),Cigarette s), next(H12,H13), member(h(horse,H13),Pets), member(h(coffee,H14),Drinks), member(h(green,H14),Colours) , member(h(green,H15),Colours) , lleft(H16,H15), member(h(ivory,H16),Colours), member(h(milk,3),Drinks). permutation([],[]). permutation([A|X],Y):delete(A,Y ,Y1), permutation(X,Y1). delete(A,[A|X],X). delete(A,[B|X],[B|Y]):delete(A,X,Y). member(A,[A|_]):-!. member(A,[_|X]):member(A,X). next(X,Y):lleft(X,Y). next(X,Y):lleft(Y ,X). lleft(1,2). lleft(2,3). lleft(3,4). lleft(4,5). goal solve.
机器真的能自动完 国会 切斯菲尔德 温斯顿 成这样的推理吗?
茶 牛奶
乌克兰
英国人
日本人
西班牙 幸运 橘子汁 狗
咖啡
Байду номын сангаас
狐狸
马
蜗牛
斑马
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自动推理示例
domains ID= symbol HOUSE = h(ID,NO) HLIST = reference HOUSE* NO = integer NOLIST = NO* CHARLIST = CHAR* CHARLISTS = CHARLIST* predicates nondeterm solve nondeterm candidate(HLIST,HLIST,HLIST,HL IST,HLIST) nondeterm perm(HLIST) nondeterm constraints(HLIST,HLIST,HLIST,H LIST,HLIST) nondeterm permutation(NOLIST,NOLIST) nondeterm delete(NO,NOLIST,NOLIST) member(HOUSE,HLIST) nondeterm next(NO,NO) nondeterm lleft(NO,NO) clauses solve():constraints(Colours,Drinks,Nati onalities,Cigarettes,Pets), candidate(Colours,Drinks,Natio nalities,Cigarettes,Pets), member(h(water,WaterHouse), Drinks), member(h(WaterColour,Water House),Colours), member(h(zebra,ZebraHouse), Pets), member(h(ZebraColour,ZebraH ouse),Colours), write("They drink water in the ",WaterColour," house\n"), write("The zebra live in the ",ZebraColour," house\n"). candidate(L1,L2,L3,L4,L5):perm(L1), perm(L2), perm(L3),
人工智能课程改革与建设
第五讲 经典人工智能技术 ——推理与搜索
Traditional Technology of AI
中南大学 刘丽珏
2011
智能科学与技术系
本讲授课要点
讲授基于符号主义的经典人工智能技术。 符号主义的研究以知识为核心。知识的表示是 问题求解的基础,但单纯介绍知识表示容易让 学生感觉枯燥,且无法直观理解其作用,可考 虑将表示与求解放在一起讲授,例如:
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5.1自动推理证明
机器真的能够自动推理吗? 自动推理证明的发展史 谓词逻辑 消解原理
智能科学与技术系
5.1.1 机器真的能够自动推理吗?
5个房间问题
有5间不同颜色的房间,每间住个不同国籍的人,每人有自己喜 欢的饮料、香烟和宠物。已知信息:
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.