人工智能7

0871-50313012019年8月1日星期四1/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法第三部分知识和推理命题逻辑谓词逻辑知识表示方法0871-50313012019年8月1日星期四2/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法第七章逻辑智能体7.1基于知识的智能体7.2wumpus世界7.3逻辑7.4命题逻辑7.5命题逻辑的推理模式7.6基于命题逻辑的智能体0871-50313012019年8月1日星期四3/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法基于知识的智能体知识库(Knowledgebase，KB)：语句的集合TELL：将新语句添加到知识库，告诉知识库感知的信息记录选择的行动ASK：查询知识库，以获得应该执行的行动0871-50313012019年8月1日星期四4/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法Wumpus世界性能度量：金子+1000，死亡-1000每次行动-1，用掉箭-10环境：4*4网格，金子、陷阱、wumpus传感器：Stench,Breeze,Glitter,Bump,Scream执行器：向前移动，左、右转90度，Grab，shoot，部分可观察、确定性的、延续式的、静态的、离散的、单智能体环境。0871-50313012019年8月1日星期四5/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法[None,None,None,None,None]0871-50313012019年8月1日星期四6/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法0871-50313012019年8月1日星期四7/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法[None,Breeze,None,None,None]0871-50313012019年8月1日星期四8/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法0871-50313012019年8月1日星期四9/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法[Stench,None,None,None,None]0871-50313012019年8月1日星期四10/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法0871-50313012019年8月1日星期四11/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法[None,None,None,None,None]0871-50313012019年8月1日星期四12/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法[Stench,Breeze,Glitter,None,None]0871-50313012019年8月1日星期四13/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法逻辑逻辑的历史Aristotle：逻辑学Leibnitz：数理逻辑Gottlobfrege:一阶谓词演算系统，《符号论》(19世纪)20世纪30年代，数理逻辑广泛发展0871-50313012019年8月1日星期四14/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法逻辑系统一个逻辑系统是定义语言和它的含义的方法。逻辑符号集合：在所有该逻辑的逻辑理论中均出现的符号非逻辑符号集合：不同的逻辑理论中出现的不同的符号语句规则：定义什么样的符号串是有意义的语义规则：定义符号串的语义推理规则、公理和证明0871-50313012019年8月1日星期四15/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法逻辑和程序语言的对比逻辑系统程序语言逻辑符号保留字或符号非逻辑符号用户自定义的符号(变量名，函数名等)语句规则构造一个程序的语句规则语义规则定义程序做什么的规则推理规则、公理和证明无0871-50313012019年8月1日星期四16/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法语义x+2≥y在x=7,y=1的世界中为真x+2≥y在x=0,y=6的世界中为假可能世界—模型m是α的一个模型，表示语句α在模型m中为真0871-50313012019年8月1日星期四17/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法逻辑推理--蕴含关系（entailment）α╞β，当且仅当在α为真的模型中，β也为真（当α为真，β必定为真）即β的真值包含于α的真值中例如：x+y=4蕴含4=x+yKB╞α一个语句逻辑上跟随另一个语句而出现0871-50313012019年8月1日星期四18/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法模型检验3个方格中的每个可能包含或不包含陷阱，则存在8个可能的模型0871-50313012019年8月1日星期四19/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法与智能体所知内容相矛盾的模型中，KB为假。α1：[1,2]无陷阱，α2：[2,2]无陷阱模型检验根据[1,1]无微风，则在任意[1,2]有陷阱的模型中，KB为假仅3个模型使得KB为真。0871-50313012019年8月1日星期四20/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法α1：[1,2]无陷阱KB╞α1模型检验0871-50313012019年8月1日星期四21/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法KB╞α2α2：[2,2]无陷阱模型检验模型检验:枚举出所有可能的模型用于检验在KB中为真的所有模型中α为真。0871-50313012019年8月1日星期四22/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法推理的可靠性和完备性KB├iα：α通过推理算法i从KB中导出，推理算法i从KB中导出α推理算法i是可靠的：如果KB├iα，则KB╞α推理算法i是完备的：如果KB╞α，则KB├iα0871-50313012019年8月1日星期四23/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法命题逻辑命题：能够分辨真假的陈述句。例如：1+1=2雪是绿色的昆明是云南的省会快点走吧!到哪去？一个原子命题可以用字母表示(命题符号)。命题逻辑是由命题符号和逻辑连接符组成。原子命题：一个命题，且是不能再进一步分解成更简单语句。是命题的基本单位。0871-50313012019年8月1日星期四24/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法逻辑连接符合取式：p与q，记为p∧q析取式：p或q，记为pq蕴含式：如果p则q，记为pq等价式：p当且仅当q，记为pq否定式：非，p优先级：，∧，，，0871-50313012019年8月1日星期四25/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法命题表示将陈述句转化为命题公式：例如：设“下雨”为p，“骑车上班”为q1.“只要不下雨，我就骑自行车上班”。p是q的充分条件，可得命题公式：pq2.“只有不下雨，我才骑自行车上班”。p是q的必要条件，可得命题公式：qp3.“应届毕业生，得过国家级竞赛一等奖或全班排名第一，保送研究生”设：p“应届毕业生”，q“保送研究生”，r“得过国家级竞赛一等奖”，t“全班排名第一”则有命题公式：p∧（rt）q0871-50313012019年8月1日星期四26/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法True永真命题，False永假命题析取范式：仅由有限个简单合取式组成的析取式p（pq）（pq）合取范式：仅由有限个简单析取式组成的合取式p（pq）（pq）0871-50313012019年8月1日星期四27/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法语义例如：某模型下，P1,2P2,2P3,1假真假语义定义了用于判定关于特定模型的语句真值的规则逻辑连接符的真值表：指定了复合句在其组成部分的真值的每种可能赋值情况下的真值。P1,2(P2,2P3,1)=true(truefalse)=truetrue=true0871-50313012019年8月1日星期四28/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法Wumpus世界的知识库Pi,j：在[i,j]有陷阱Bi,j：在[i,j]有微风P1,1B1,1B2,1陷阱使得其邻域方格有微风B1,1(P1,2P2,1)B2,1(P1,1P2,2P3,1)0871-50313012019年8月1日星期四29/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法推理的基本概念推理：从已知事实出发，运用已掌握的知识，推导出其中蕴含的事实性结论或归纳出某些新的结论的过程。推理所用的事实：初始证据；中间结论。初始证据推理机结论知识库目标是判断某些语句x，kB|=x是否成立。模型检验：枚举出模型，验证x在KB为真的每个模型中为真0871-50313012019年8月1日星期四30/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法推理真值表α1：P1,2α2：P2,20871-50313012019年8月1日星期四31/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法真值表枚举算法真值表枚举算法，是可靠的、完备的n个符号，存在2n个模型，时间复杂度O(2n)用于命题逻辑的有效模型检验推理算法包括回溯(DPLL算法)和局部搜索方法（WALKSAT算法）。0871-50313012019年8月1日星期四32/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法推理方法演绎推理：从已知的一般性知识出发，推理出适合于某些个别情况的结论的过程。归纳推理：从大量的特殊事例出发，归纳出一般性结论的推理过程。默认推理：在知识不完全的情况下假设某些条件已经具备所进行的推理。0871-50313012019年8月1日星期四33/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法推理的不确定性及其单调性确定性推理：推理所用的证据、知识及结论都是可以精确表示的，其真值不为真就为假，不会有第三种情况出现。不确定性推理：推理所用的证据、知识及结论都是不确定的，都是不可以精确表示的，其真值位于真和假之间。单调性推理：由于新知识的加入和使用，使推理所得到的结论会越来越接近目标。非单调性推理：推理过程中某些新知识的加入和使用，不但没有加强已经推出的结论，反而会否定原来已推出的结论。0871-50313012019年8月1日星期四34/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法交换律：p∧q≡q∧pp∨q≡q∨p结合律：(p∨q)∨r≡p∨(q∨r)(p∧q)∧r≡p∧(q∧r)分配率：p∨(q∧r)≡(p∨q)∧(p∨r)p∧(q∨r)≡(p∧q)∨(p∧r)基本等值式：α≡ß，当且仅当α╞β且β╞α0871-50313012019年8月1日星期四35/[e-mail]信息学院人工智能——一种现代方法摩根律：(p∧q)≡p∨q(p∨q)≡p∧q吸收律：p∨(p∧q)≡pp∧(p∨q)≡p同一律：p∨0≡pp∧1≡p蕴含等值式：pq≡p∨q（蕴含消去）假言易位式：pq≡qp（逆否命题）双向蕴含消去：pq≡(pq)∧(qp)基本等值式：0