LOGIKAI ÁGENSEK. Logikai ágensek A tudás reprezentációja és a tudás alkalmazását lehetővé tevő következtetési folyamatok a mesterséges intelligencia minden.

Az előadások a következő témára: "LOGIKAI ÁGENSEK. Logikai ágensek A tudás reprezentációja és a tudás alkalmazását lehetővé tevő következtetési folyamatok a mesterséges intelligencia minden."— Előadás másolata:

1 LOGIKAI ÁGENSEK

2 Logikai ágensek A tudás reprezentációja és a tudás alkalmazását lehetővé tevő következtetési folyamatok a mesterséges intelligencia minden területének központi témája. A tudás és a következtetés sikeres viselkedést tesz lehetővé az ágens számára.

3 Logikai ágensek A reflexív ágens csak a vakszerencse segítségével tudta megtalálni az utat Aradról Bukaresbe. A tudásbázisú ágens képes kihasználni a nagyon általános formában leírt tudást, újra és újra összeygűjtve ennek elemeit úgy, hogy az számos célra megfelelő legyen. A tudás és a következtetés nagyon fontosak a részben megfigyelhető környezetek kezelésénél is.

4 Logikai ágensek A tudásbázisú ágens képes összekombinálni az általános tudást a pillanatnyi érzetekkel, hogy kikövetkeztesse a pillanatnyi állapot rejtett aspektusait, mielőtt cselekést választ. A természetes nyelv szintén igényli, hogy rejtett állapotokra következtessünk, és hogy a beszélő szándékát megismerjük.

5 Logikai ágensek „János egy gyémántot látott az ablakon keresztül, és szeretné (azt) megkapni”. Mire vonatkozik az „azt” szó? A gyémántra vagy az ablakra? A relatív értékekről levő ismereteink alapján a gyémántra következtetünk.

6 Tudásbázisú ágens

7 Egy tudásbázisú ágens központi eleme a tudásbázisa (knowledge base). A tudásbázis nem más mint mondatok (sentences) halmaza. A mondatokat egy nyelv segítségével fejezzük ki, amelyet tudásreprezentációs nyelvnek (knowledge representation language) nevezünk. A tudásbázisú ágens is, akárcsak a többi, bemenetként észlel valamit, és egy cselekvést ad vissza válaszként. Az ágens fenntart egy tudásbázis (TB), amely kezdetben bizonyos háttértudást (background knowledge) tartalmazhat.

8 Tudásbázisú ágens Egy új mondatot a KIJELENT eljárással adunk hozzá a tudásbázishoz, és a KÉRDEZ eljárással kérdezzük le a tudást. Ha az ágensprogamot meghívják, az 3 dolgot tesz. Először KIJELENT-i a tudásbázisnak, hogy mit észlelt. Másodszor, KÉRDEZ-i a tudásbázist, hogy milyen cselekvést kell végrehajtania. Harmadszor, az ágens rögzíti a kiválasztott cselekvést a KIJELENT felhasználásával, és végrehajtja a cselekvést.

9 A WUMPUS világ A wumpus világ (wumpus world) egy barlang, amely szobákból, és az ezeket összekötő átjárókból áll. A wumpus egy szörnyeteg, aki mindenkit megesz, ha a szobájába lép, és a barlangban lapul valahol. Az ágens le tudja lőni a wumpust, de ehhez csak egyetlen nyila van. Néhány szoba csapdát tartalmaz, amely mindenkit csapdába ejt, aki belép a szobába (kivéve a wumpust). A wumpus környezetében aranyat lehet találni.

10 A WUMPUS világ

11 A környezet definícióját a TKCSÉ leírással adjuk meg: Teljesítménymérték: +1000 az arany felvétele, -1000 a csapdába esés vagy ha a wumpus felfal, -1 minden végrehajtot cselekvés, -10 a nyíl használata. Környezet: Egy szobákból álló 4x4-es háló. Az ágens mindig az (1,1) négyzetből indul, arccal jobbra nézve. Az arany és a wumpus véletlenszerűen van elhelyezve, de nem a kiinduló négyzeten. Bármely szoba 0.2 valószínűséggel lehet csapda.

12 A WUMPUS világ Cselekvések: Az ágens mozoghat előre, fordulhat balra vagy jobbra 90 fokkal. Az ágens meghal ha oda lép ahol csapda van, vagy ahol a wumpus található. Az előrelépésnek nincs hatása az ágens előtt egy fal van. A Megragad cselekvést arra lehet használni hogy az ágens felvegyen egy tárgyat amely vele azonos szobában van. A Lövés cselekvést lehet használni egy nyílnak abban az irányban történő kilövésére amerre az ágens éppen áll. A nyíl addig repül, amíg el nem találja a wumpust (és megöli), vagy falnak nem ütközik. Az ágensnek csak egy nyila van.

13 A WUMPUS világ Érzékelők: Az ágensnek 5 érzékelője van, mindegyik egyetlen bitnyi információt ad: 1. A wumpust tartalmazó négyzetben és a közvetlenül (nem átlósan) szomszédos négyzetben az ágens bűzt érez. 2. A csapdával közvetlenül szomszédos négyzetekben az ágens szellőt érez. 3. A négyzetben ahol az arany található, az ágens csillogást érzékel. 4. Ha az ágens falnak megy, akkor ütést érzékel. 5. Ha a wumpust megölték, akkor egy sikoly hallatszik az egész barlangban.

14 A WUMPUS világ Az érzeteket az ágens egy 5 szimbólumot tartalmazó lista formájában kapja meg: ha egy négyzetben bűz és szellő van, de nincs ütés, csillogás vagy sikoly, akkor az ágens egy [Bűz, Szellő, Nincs, Nincs, Nincs] érzetet kap.

15 A WUMPUS világ Az alapvető nehézség az, hogy kezdetben az ágens semmit sem tud a környezetről, logikai következtetésekre van szüksége. Az esetek legnagyobb részében az ágens számára lehetséges az arany biztonságos megtalálása. Néhány környezetben az ágensnek választania kell, hogy hazamegy-e üres kézzel, vagy kockázatot vállal, ami vagy az aranyhoz vagy a halálhoz vezet. 21%-ban az arany egy csapdában van, vagy csapdákkal körülvett mezőkkel.

16 A WUMPUS világ Kezdetben az ágens tudja, hogy az (1,1)-ben tartózkodik, és hogy ez egy biztonságos hely. Az első érzékelés a [Nincs, Nincs, Nincs, Nincs, Nincs] Ebből az ágens arra következtet, hogy a szomszédos négyzetek biztonságosak.

17 A WUMPUS világ Mivel az (1,1)-ben nem volt se bűz, se szellő, az ágens kikövetkezteti, hogy az (1,2) és a (2,1) mezők biztonságosak. Ennek jelzésére az adott négyzetbe OK-t írunk. Tegyük fel, hogy az ágens a (2,1)- be lép.

18 A WUMPUS világ

19 Az ágens detektálja a szellőt a (2,1)-ben, tehát valamelyik szomszédok négyzetben csapdának kell lennie. A csapda nem lehet az (1,1)-ben, tehát akkor vagy a (2,2)-ben vagy a (3,1)-ben van, vagy mindkettőben (ha két csapda van, a szellő nem erősebb). A Cs? jelölés lehetséges csapdát jelez a mezőkben. Mivel csak egy biztonságos négyzet van, az ágens visszamegy az (1,1)-be, és innen tovább az (1,2)-be.

20 A WUMPUS világ

21 A (1,2)-ben az ágens a [Bűz, Nincs, Nincs, Nincs, Nincs] érzetet érzékeli. A Bűz (1,2)-ben azt jelenti, hogy a wumpus a közelben van. A wumpus nem lehet az (1,1)-ben, és nem lehet a (2,2)-ben sem (az ágens érezte volna a bűzt a (2,1)- ben). Így a wumpus csak az (1,3)-ban lehet (W!). A szellő érzet hiánya az (1,2)-ben azt jelenti, hogy nincs csapda a (2,2)-ben. De az ágens már tudja, hogy a csapda a (2,2)-ben vagy a (3,1)-ben van, ezért a csapda a (3,1)-ben van. Ez egy nehéz következtetés, mivel különböző időpontokban és különböző helyeken gyűjtött tudást használ fel, és egy érzet hiányára támaszkodva végez el egy fontos lépést.

22 A WUMPUS világ Az ágens bebizonyítota magának, hogy a (2,2)-ben nincs se csapda, se wumpus (OK). A (2,2)-ben az ágens ugyanúgy következtet mint eddig, és átlép a (2,3)-ba ahol detektálja a csillogást, megragadja az aranyat, és ezzel véget ér a játék.

23 A WUMPUS világ Bármely esetben, amikor az ágens következtetéseket von le a rendelkezésre álló információkból, a következmény garantáltan helyes lesz, ha a rendelkezésre álló információk helyesek.

24 Szintaxis A tudásbázis mondatokból (sentences) áll. Ezeket a mondatokat a reprezentációs nyelv szintaxisa (syntax) szerint fejezzük ki. x+y=2 jól formált mondat x2y+=nem jól formált mondat

25 Szemantika A logikának a nyelv szemantikáját (semantics) is definiálnia kell. A szemantika a mondatok „jelentéséről” szól. A logikában a nyelv szemantikája definiálja a mondatok igazságát (truth), minden egyes lehetséges világra (possible world) vonatkozóan. Az x+y=4 mondat igaz abban a világban ahol x=2 és y=2, és hamis abban a világban ahol x=1 és y=1.

26 Logikai következtetés A mondatok közötti logikai vonzat (entailment) reláció azt fejezi ki, hogy egy mondat logikusan következik egy másik mondatból. A matematikai jelölés: α |= β Az α mondat maga után vonzza a β mondatot. Mindenütt ahol α igaz, β is igaz. x+y=4 maga után vonzza a 4=x+y mondatot.

27 Logikai következtetés A 7.3.b ábra alapján: az ágens nem észlelt semmit az (1,1)-ben, és szellőt észlelt a (2,1)-ben. Ezek az érzetek a wumpus világra érvényes szabályokkal együtt alkotják a tudásbázist. Az ágenst az érdekli, hogy az (1,2), (2,2), (3,1) négyzetek tartalmaznak-e csapdát. Bármelyik tartalmazhat, így 2 3 =8 lehetséges modell létezik.

28 Logikai következtetés

29 A TB hamis azokban a modellekben amelyek ellentmondanak annak, amit az ágens tud. Például a TB hamis minden modellben, ahol az (1,2) tartalmaz csapdát, mivel nincs szellő az (1,1)-ben. Csak 3 olyan modell van, amelyben a TB igaz, ezeket a 7.5. ábra a modellek egy részhalmazaként mutatja.

30 Logikai következtetés Két lehetséges következmény: α 1 =„Nincs csapda (1,2)-ben.” α 2 =„Nincs csapda (2,2)-ben.” Minden olyan modellben ahol TB igaz, α 1 is igaz. TB |= α 1, és nincs csapda (1,2)-ben. Néhány modell amelyben a TB igaz, α 2 hamis. TB |≠ α 2, és az ágens nem tudja kikövetkeztetni, hogy nincs csapda a (2,2)-ben.

31 Logikai következtetés Egy következtetési eljárást, amely csak vonzat mondatokat vezet be, helyesnek (sound), vagy igazságtartónak (truth- preserving) nevezzük. Egy következtetési eljárás teljes (complete) ha képes levezetni minden vonzatmondatot.