人工智能原理及其应用(第2版)》王万森编著电子工业出版社课后习题答案37
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第二章知识表示方法2-2 设有3个传教士和3个野人来到河边,打算乘一只船从右岸渡到左岸去。
该船的负载能力为两人。
在任何时候,如果野人人数超过传教士人数,那么野人就会把传教士吃掉。
他们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡过河去?用S i(nC, nY) 表示第i次渡河后,河对岸的状态,nC表示传教士的数目,nY表示野人的数目,由于总人数的确定的,河对岸的状态确定了,河这边的状态也即确定了。
考虑到题目的限制条件,要同时保证,河两岸的传教士数目不少于野人数目,故在整个渡河的过程中,允许出现的状态为以下3种情况:1. nC=02. nC=33. nC=nY>=0 (当nC不等于0或3)用d i(dC, dY)表示渡河过程中,对岸状态的变化,dC表示,第i次渡河后,对岸传教士数目的变化,dY表示,第i次渡河后,对岸野人数目的变化。
当i为偶数时,dC,dY同时为非负数,表示船驶向对岸,i为奇数时,dC, dY同时为非正数,表示船驶回岸边。
初始状态为S0(0, 0),目标状态为S0(3, 3),用深度优先搜索的方法可寻找渡河方案。
在此,用图求法该问题,令横坐标为nY, 纵坐标为nC,可行状态为空心点表示,每次可以在格子上,沿对角线移动一格,也可以沿坐标轴方向移动1格,或沿坐标轴方向移动2格。
第奇数次数状态转移,沿右方,上方,或右上方移动,第偶数次数状态转移,沿左方,下方,或左下方移动。
从(0,0)开始,依次沿箭头方向改变状态,经过11步之后,即可以到达目标状态(3,3),相应的渡河方案为:d1(1,1)--→d2(-1,0)--→d3(0,2)--→d4(0,-1)--→d5(2,0)--→d6(-1,-1)--→d7(2,0)--→d8( 0,-1)--→d9(0,2)--→d10(-1,0)--→d11(1,1)2-6 把下列句子变换成子句形式:(1) (x){P(x)→P(x)}(2) xy(On(x,y)→Above(x,y))(3) xyz(Above(x,y)∧Above(y,z)→Above(x,z))(4) ~{(x){P(x)→{(y)[p(y)→p(f(x,y))]∧(y)[Q(x,y)→P(y)]}}}1.(ANY x) { P(x)→P(x) }(ANY x) {~P(x) OR P(x)}~P(x) OR P(x)最后子句为~P(x) OR P(x)(2) (ANY x) (ANY y) { On(x,y)→Above(x,y) }(ANY x) (ANY y) { ~On(x,y) OR Above(x,y) }~On(x,y) OR Above(x,y)最后子句为~On(x,y) OR Above(x,y)(3) (ANY x) (ANY y) (ANY z) { Above(x,y) AND Above(y,z) → Above(x,z) }(命题联结词之优先级如下:否定→合取→析取→蕴涵→等价)(ANY x) (ANY y) (ANY z) { ~ [ Above(x,y) AND Above(y,z) ] OR Above (x,z) }~ [ Above(x,y) AND Above(y,z) ] OR Above (x,z)最后子句为~[Above(x,y), Above(y,z)] OR Above(x,z)(4) ~{ (ANY x) { P(x)→ { (ANY y) [ p(y)→p(f(x,y)) ] AND (ANY y) [ Q(x,y) → P(y) ] } } }~ { (ANY x) { ~P(x) OR { (ANY y) [ ~p(y) OR p(f(x,y)) ] AND (ANY y) [ ~Q(x,y) OR P(y) ] } } }(EXT x) { P(x) AND { (EXT x) [ p(y) AND ~p(f(x,y)) ] OR (EXT y) [ Q(x,y) AND ~P(y) ] } }(EXT x) { P(x) AND { (EXT w) [ p(y) AND ~p(f(w,y)) ] OR (EXT v) [ Q(x,v) AND ~P(v) ] } }P(A) AND { [ p(y) AND ~p(f(B,y)) ] OR [ Q(A,C) AND ~P(C) ] }P(A) AND { [ p(y) AND ~p(f(B,y)) OR Q(A,C) ] AND [ p(y) AND ~p(f(B,y)) OR ~P(C) ] }P(A) AND { { p(y), ~p(f(B,y)) } OR Q(A,C) } AND { { p(y), ~p(f(B,y)) } OR ~P(C) }最后子句为P(A){ p(x), ~p(f(B,x)) } OR Q(A,C){ p(y), ~p(f(B,y)) } OR ~P(C)2-7 用谓词演算公式表示下列英文句子(多用而不是省用不同谓词和项。
一、名词解释1. 弱人工智能弱人工智能是擅长于单个方面的人工智能。
比如有能战胜彖棋世界冠军的人工智能,但是它只会下彖棋,你要问它怎样更好地在硬盘上储存数据,它就不知道怎么回答你了。
2. 强人工智能强人工智能系统包括了学习、语言、认知、推理、创造和计划,目标是使人工智能在非监督学习情况下处理前所未见的细节,并同时与人类开展交互式学习。
强人工智能目标:会自己思考的电脑。
3. 感知智能感知智能,即视觉、听觉、触觉等感知能力,当下十分热门的语音识别、语音合成、图像识别。
4. 认知智能认知智能则为理解、解释的能力。
5. 计算智能计算智能即快速计算、记忆和储存能力6. 符号主义符号主义,又称为逻辑主义、心理学派或计算机学派,其原理主要为物理符号系统(即符号操作系统)假设和有限合理性原理7. 联结主义联结主义,又称为仿生学派或生理学派,其原理主要为神经网络及神经网络间的连接机制与学习算法&行为主义行为主义,又称进化主义或控制论学派,其原理为控制论及感知-动作型控制系统。
二、选择题1、根据机器智能水平由低到高,(A )是正确的是。
A. 计算智能、感知智能、认知智能B.计算智能、感应智能、认知智能C.机器智能、感知智能、认知智能D.机器智能、感应智能、认知智能2、三大流派的演化正确的是(C )。
A.符号主义・> 知识表示・> 机器人B.联结主义・> 控制论-> 深度学习C.行为主义・> 控制论-> 机器人D.符号主义・>神经网络-> 知识图谱3、人工智能发展有三大流派,下列属于行为主义观点的包括(D) oA. 行为主义又叫心理学派、计算机主义B. 行为主义又叫进化主义、仿生学派C. 行为主义立足于逻辑运算和符号操作,把一些高级智能活动涉及到的过程进行规则化、符号化的描述,变成一个形式系统,让机器进行推理解释.D. 基本思想是一个智能主体的智能来自于他跟环境的交互,跟其他智能主体之间的交互,提升他们的智能.4、( B )不是人工智能学派。
Quizzes for Chapter 11单选(1分)图灵测试旨在给予哪一种令人满意的操作定义得分/总分• A.人类思考•B.人工智能•C.机器智能1.00/1.00•D.机器动作正确答案:C 你选对了2多选(1分)选择以下关于人工智能概念的正确表述得分/总分• A.人工智能旨在创造智能机器该题无法得分/1.00 •B.人工智能是研究和构建在给定环境下表现良好的智能体程序该题无法得分/1.00•C.人工智能将其定义为人类智能体的研究该题无法得分/1.00• D.人工智能是为了开发一类计算机使之能够完成通常由人类所能做的事该题无法得分/1.00 正确答案:A 、B 、D 你错选为A 、B 、C 、D3多选(1分)如下学科哪些是人工智能的基础?得分/总分• A.经济学0.25/1.00 • B.哲学0.25/1.00 •C.心理学0.25/1.00 •D.数学0.25/1.00正确答案:A 、B 、C、D 你选对了4多选(1分)下列陈述中哪些是描述强AI (通用AI )的正确答案?得分/总分• A.指的是一种机器,具有将智能应用于任何问题的能力0.50/1.00• B.是经过适当编程的具有正确输入和输出的计算机,因此有与人类同样判断力的头脑0.50/1.00•C.指的是一种机器,仅针对一个具体问题正确答案:A 、B 你选对了5多选(1分)选择下列计算机系统中属于人工智能的实例得分/总分•A.Web 搜索引擎 •B.超市条形码扫描器•C.声控电话菜单该题无法得分/1.00 •D.智能个人助理该题无法得分/1.00正确答案:A 、D 你错选为C 、D6多选(1分)选择下列哪些是人工智能的研究领域 得分/总分• A.人脸识别0.33/1.00• B.专家系统0.33/1.00 •C.图像理解•D.分布式计算正确答案:A、B 、C 你错选为A 、B7多选(1分)考察人工智能(AI)的一些应用,去发现目前下列哪些任务可以通过AI 来解决得分/总分• A.以竞技水平玩德州扑克游戏0.33/1.00• B.打一场像样的乒乓球比赛•C.在Web 上购买一周的食品杂货0.33/1.00•D.在市场上购买一周的食品杂货正确答案:A、B 、C 你错选为A 、C8填空(1分)理性指的是一个系统的属性,即在_________的环境下做正确的事。
人工智能原理及其应用(王万森)第3版课后习题答案第1章人工智能概述课后题答案1.1什么是智能?智能包含哪几种能力?解:智能主要是指人类的自然智能。
一般认为,智能是是一种认识客观事物和运用知识解决问题的综合能力。
智能包含感知能力,记忆与思维能力,学习和自适应能力,行为能力1.2人类有哪几种思维方式?各有什么特点?解:人类思维方式有形象思维、抽象思维和灵感思维形象思维也称直感思维,是一种基于形象概念,根据感性形象认识材料,对客观对象进行处理的一种思维方式。
抽象思维也称逻辑思维,是一种基于抽象概念,根据逻辑规则对信息或知识进行处理的理性思维形式。
灵感思维也称顿悟思维,是一种显意识与潜意识相互作用的思维方式。
1.3什么是人工智能?它的研究目标是什么?解:从能力的角度讲,人工智能是指用人工的方法在机器(计算机)上实现智能;从学科的角度看,人工智能是一门研究如何构造智能机器或智能系统,使它能模拟、延伸和扩展人类智能的学科。
研究目标:对智能行为有效解释的理论分析;解释人类智能;构造具有智能的人工产品;1.4什么是图灵实验?图灵实验说明了什么?解:图灵实验可描述如下,该实验的参加者由一位测试主持人和两个被测试对象组成。
其中,两个被测试对象中一个是人,另一个是机器。
测试规则为:测试主持人和每个被测试对象分别位于彼此不能看见的房间中,相互之间只能通过计算机终端进行会话。
测试开始后,由测试主持人向被测试对象提出各种具有智能性的问题,但不能询问测试者的物理特征。
被测试对象在回答问题时,都应尽量使测试者相信自己是“人”,而另一位是”机器”。
在这个前提下,要求测试主持人区分这两个被测试对象中哪个是人,哪个是机器。
如果无论如何更换测试主持人和被测试对象的人,测试主持人总能分辨出人和机器的概率都小于50%,则认为该机器具有了智能。
1.5人工智能的发展经历了哪几个阶段?解:孕育期,形成期,知识应用期,从学派分立走向综合,智能科学技术学科的兴起1.6人工智能研究的基本内容有哪些?解:与脑科学与认知科学的交叉研究智能模拟的方法和技术研究1.7人工智能有哪几个主要学派?各自的特点是什么?解:符号主义:又称为逻辑主义、心理学派或计算机学派,是基于物理符号系统假设和有限合理性原理的人工智能学派。
人工智能及其应用课后答案本页仅作为文档页封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第二章知识表示方法2-1 状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法和语义网络法的要点是什么?它们有何本质上的联系及异同点答:状态空间法:基于解答空间的问题表示和求解方法,它是以状态和算符为基础来表示和求解问题的。
一般用状态空间法来表示下述方法:从某个初始状态开始,每次加一个操作符,递增的建立起操作符的试验序列,直到达到目标状态为止。
问题规约法:已知问题的描述,通过一系列变换把此问题最终变成一个子问题集合:这些子问题的解可以直接得到,从而解决了初始问题。
问题规约的实质:从目标(要解决的问题)出发逆向推理,建立子问题以及子问题的子问题,直至最后把出示问题规约为一个平凡的本原问题集合。
谓词逻辑法:采用谓词合式公式和一阶谓词算法。
要解决的问题变为一个有待证明的问题,然后采用消解定理和消解反演莱证明一个新语句是从已知的正确语句导出的,从而证明这个新语句也是正确的。
语义网络法:是一种结构化表示方法,它由节点和弧线或链组成。
节点用于表示物体、概念和状态,弧线用于表示节点间的关系。
语义网络的解答是一个经过推理和匹配而得到的具有明确结果的新的语义网络。
语义网络可用于表示多元关系,扩展后可以表示更复杂的问题2-2 设有3个传教士和3个野人来到河边,打算乘一只船从右岸渡到左岸去。
该船的负载能力为两人。
在任何时候,如果野人人数超过传教士人数,那么野人就会把传教士吃掉。
他们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡过河去用S i(nC, nY) 表示第i次渡河后,河对岸的状态,nC表示传教士的数目,nY表示野人的数目,由于总人数的确定的,河对岸的状态确定了,河这边的状态也即确定了。
考虑到题目的限制条件,要同时保证,河两岸的传教士数目不少于野人数目,故在整个渡河的过程中,允许出现的状态为以下3种情况:1. nC=02. nC=33. nC=nY>=0 (当nC不等于0或3)用d i(dC, dY)表示渡河过程中,对岸状态的变化,dC表示,第i次渡河后,对岸传教士数目的变化,dY表示,第i次渡河后,对岸野人数目的变化。
《人工智能》课后习题答案第一章绪论1.1答:人工智能就是让机器完成那些如果由人来做则需要智能的事情的科学。
人工智能是相对于人的自然智能而言,即用人工的方法和技术,研制智能机器或智能系统来模仿延伸和扩展人的智能,实现智能行为和“机器思维”,解决需要人类专家才能处理的问题。
1.2答:“智能”一词源于拉丁“Legere”,意思是收集、汇集,智能通常用来表示从中进行选择、理解和感觉。
所谓自然智能就是人类和一些动物所具有的智力和行为能力。
智力是针对具体情况的,根据不同的情况有不同的含义。
“智力”是指学会某种技能的能力,而不是指技能本身。
1.3答:专家系统是一个智能的计算机程序,他运用知识和推理步骤来解决只有专家才能解决的复杂问题。
即任何解题能力达到了同领域人类专家水平的计算机程序度可以称为专家系统。
1.4答:自然语言处理—语言翻译系统,金山词霸系列机器人—足球机器人模式识别—Microsoft Cartoon Maker博弈—围棋和跳棋第二章知识表达技术2.1解答:(1)状态空间(State Space)是利用状态变量和操作符号,表示系统或问题的有关知识的符号体系,状态空间是一个四元组(S,O,S0,G):S—状态集合;O—操作算子集合;S0—初始状态,S0⊂S;G—目的状态,G⊂S,(G可若干具体状态,也可满足某些性质的路径信息描述)从S0结点到G结点的路径被称为求解路径。
状态空间一解是一有限操作算子序列,它使初始状态转换为目标状态:O1 O2 O3 OkS0→−−−S1→−−−S2→−−−……→−−−G其中O1,…,Ok即为状态空间的一个解(解往往不是唯一的)(2)谓词逻辑是命题逻辑的扩充和发展,它将原子命题分解成客体和谓词两个部分。
与命题逻辑中命题公式相对应,谓词逻辑中也有谓词(命题函数)公式、原子谓词公式、复合谓词公式等概念。
一阶谓词逻辑是谓词逻辑中最直观的一种逻辑。
(3)语义网络是一种采用网络形式表示人类知识的方法。
1.1 解图如下:(1) 1->2(2) 1->3(3) 2->3(6) 3->2(5) 3->1(4) 2->11.2h(n)=∑每个W 左边B 的个数;h(n)满足A*条件;h(n)满足单调限制(大家分析)。
1.3h1(n)= c ij ,一般情况不满足A*条件,但此题满足;ACDEBA=34; h2(n)=|c ij -AVG{(c ij )|,不满足A*条件;ACBDEA=42; 1.4此题最优步数已定,具有A*特征的启发函数对搜索无引导作用。
1.5此题启发式函数见P41。
1.10规定每次一个圆盘按固定方向(如逆时针)转动45°;可用盲目搜索算法构造搜索树;也可构造启发式函数如:h(n)=8个径向数字和与12的方差。
1.11状态空间数:9!=362880;有用的启发信息:1)平方数为3位数的数字:10~31;2)平方的结果数字各位不能重复:13,14,16,17,18,19,23,24,25,27,28,29,31; 只需校验313C =286种状态。
2.1 解图:2.5后手只要拿走余下棋子-1的个数即可。
第3章 3.18以下符号中□表示⌝(1)证明:待归结的命题公式为)(P Q P →⌝∧,求取子句集为},,{P Q P ⌝,对子句集中的子句进行归结可得可得原公式成立。
(2)证明:待归结的命题公式为())(()())P Q R P Q P R →→∧→→→ (,合取范式为:()()P Q R P Q P R ∨∨∧∨∧∧ ,求取子句集为{,,,}S P Q R P Q P R =∨∨∨ ,对子句集中的子句进行归结可得:① P Q R ∨∨ ② P Q ∨③ P ④ R ⑤ Q②③归结⑥ P R ∨ ①④归结 ⑦ R ③⑥归结 ⑧ ④⑦归结 由上可得原公式成立。
(3)证明:待归结的命题公式为()(())Q P Q P Q →∧→→ ,合取范式为:()()Q P Q P Q ∨∧∨∧ ,求取子句集为{,,}S Q P Q P Q =∨∨ ,对子句集中的子句进行归结可得:① Q P ∨ ② Q③ Q P ∨④ P ①②归结 ⑤ P ②③归结 ⑥ ④⑤归结由上可得原公式成立。
第二章知识表示方法2-1 状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法和语义网络法的要点是什么它们有何本质上的联系及异同点答:状态空间法:基于解答空间的问题表示和求解方法,它是以状态和算符为基础来表示和求解问题的。
一般用状态空间法来表示下述方法:从某个初始状态开始,每次加一个操作符,递增的建立起操作符的试验序列,直到达到目标状态为止。
问题规约法:已知问题的描述,通过一系列变换把此问题最终变成一个子问题集合:这些子问题的解可以直接得到,从而解决了初始问题。
问题规约的实质:从目标(要解决的问题)出发逆向推理,建立子问题以及子问题的子问题,直至最后把出示问题规约为一个平凡的本原问题集合。
谓词逻辑法:采用谓词合式公式和一阶谓词算法。
要解决的问题变为一个有待证明的问题,然后采用消解定理和消解反演莱证明一个新语句是从已知的正确语句导出的,从而证明这个新语句也是正确的。
语义网络法:是一种结构化表示方法,它由节点和弧线或链组成。
节点用于表示物体、概念和状态,弧线用于表示节点间的关系。
语义网络的解答是一个经过推理和匹配而得到的具有明确结果的新的语义网络。
语义网络可用于表示多元关系,扩展后可以表示更复杂的问题2-2 设有3个传教士和3个野人来到河边,打算乘一只船从右岸渡到左岸去。
该船的负载能力为两人。
在任何时候,如果野人人数超过传教士人数,那么野人就会把传教士吃掉。
他们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡过河去用S i(nC, nY) 表示第i次渡河后,河对岸的状态,nC表示传教士的数目,nY表示野人的数目,由于总人数的确定的,河对岸的状态确定了,河这边的状态也即确定了。
考虑到题目的限制条件,要同时保证,河两岸的传教士数目不少于野人数目,故在整个渡河的过程中,允许出现的状态为以下3种情况:1. nC=02. nC=33. nC=nY>=0 (当nC不等于0或3)用d i(dC, dY)表示渡河过程中,对岸状态的变化,dC表示,第i次渡河后,对岸传教士数目的变化,dY表示,第i次渡河后,对岸野人数目的变化。
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第一部分为确定性人工智能的三大基本技术,包括第2, 3, 4章的学问表示、确定性推理和搜寻策略。
其次部分为计算智能和不确定性人工智能,包括第5, 6章的计算智能和不确定性推理。
第三部分为人工智能的两个重要争论领域,包括第7, 8章的机器学习和自然语言理解。
第四部分人工智能的两个重要应用技术,包括第9, 10章的分布智能和先进专家系统。
此外,还新增了人工智能试验,放在附录中。
本书还为任课老师免费供应电子课件及部分习题解答。
本书可作为高等院校计算机、自动化、通信、电子信息、信息管理、智能科学技术及其他相关学科专业的本科高班级同学和争论生教材,也可供从事相关领域争论、开发和应用的科技工参考。
人工智能原理及其应用(王万森著):名目第1章人工智能概述1.1 人工智能的定义及其争论目标1.2 人工智能的产生与进展1.3 人工智能争论的基本内容1.4 人工智能争论中的不同学派1.5 人工智能的争论和应用领域1.6 人工智能近期进展分析习题1第2章学问表示方法2.1 学问表示的基本概念2.2 一阶谓词规律表示2.3 产生式表示法2.4 语义网络表示法2.5 框架表示法2.6 过程表示法习题2第3章确定性推理3.1 推理的基本概念3.2 推理的规律基础3.3 自然演绎推理3.4 归结演绎推理3.5 基于规章的'演绎推理习题3第4章搜寻策略4.1 搜寻的基本概念4.2 状态空间的盲目搜寻4.3 状态空间的启发式搜寻4.4 与/或树的盲目搜寻4.5 与/或树的启发式搜寻4.6 博弈树的启发式搜寻习题4第5章计算智能第6章不确定性推理第7章机器学习第8章自然语言理解第9章分布智能第10章先进专家系统附录A 人工智能试验。
(电子行业)企业管理人工智能原理及其应用第版王万森编著电子工业出版社课后习题答案第2章知识表示方法部分参考答案2.8设有如下语句,请用相应的谓词公式分别把他们表示出来:(1)有的人喜欢梅花,有的人喜欢菊花,有的人既喜欢梅花又喜欢菊花。
解:定义谓词P(x):x是人L(x,y):x喜欢y其中,y的个体域是{梅花,菊花}。
将知识用谓词表示为:(x)(P(x)→L(x,梅花)∨L(x,菊花)∨L(x,梅花)∧L(x,菊花))(2)有人每天下午都去打篮球。
解:定义谓词P(x):x是人B(x):x打篮球A(y):y是下午将知识用谓词表示为:(x)(y)(A(y)→B(x)∧P(x))(3)新型计算机速度又快,存储容量又大。
解:定义谓词NC(x):x是新型计算机F(x):x速度快B(x):x容量大将知识用谓词表示为:(x)(NC(x)→F(x)∧B(x))(4)不是每个计算机系的学生都喜欢在计算机上编程序。
解:定义谓词S(x):x是计算机系学生L(x,pragramming):x喜欢编程序U(x,puter):x使用计算机将知识用谓词表示为:¬(x)(S(x)→L(x,pragramming)∧U(x,puter))(5)凡是喜欢编程序的人都喜欢计算机。
解:定义谓词P(x):x是人L(x,y):x喜欢y将知识用谓词表示为:(x)(P(x)∧L(x,pragramming)→L(x,puter))2.9用谓词表示法求解机器人摞积木问题。
设机器人有一只机械手,要处理的世界有一张桌子,桌上可堆放若干相同的方积木块。
机械手有4个操作积木的典型动作:从桌上拣起一块积木;将手中的积木放到桌之上;在积木上再摞上一块积木;从积木上面拣起一块积木。
积木世界的布局如下图所示。
解:(1)先定义描述状态的谓词CLEAR(x):积木x 上面是空的。
ON(x,y):积木x 在积木y 的上面。
ONTABLE(x):积木x 在桌子上。
人工智能原理及其应用王万森第版课后习题答案 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020第1章人工智能概述课后题答案什么是智能智能包含哪几种能力解:智能主要是指人类的自然智能。
一般认为,智能是是一种认识客观事物和运用知识解决问题的综合能力。
智能包含感知能力,记忆与思维能力,学习和自适应能力,行为能力人类有哪几种思维方式各有什么特点解:人类思维方式有形象思维、抽象思维和灵感思维形象思维也称直感思维,是一种基于形象概念,根据感性形象认识材料,对客观对象进行处理的一种思维方式。
抽象思维也称逻辑思维,是一种基于抽象概念,根据逻辑规则对信息或知识进行处理的理性思维形式。
灵感思维也称顿悟思维,是一种显意识与潜意识相互作用的思维方式。
什么是人工智能它的研究目标是什么解:从能力的角度讲,人工智能是指用人工的方法在机器(计算机)上实现智能;从学科的角度看,人工智能是一门研究如何构造智能机器或智能系统,使它能模拟、延伸和扩展人类智能的学科。
研究目标:对智能行为有效解释的理论分析;解释人类智能;构造具有智能的人工产品;什么是图灵实验图灵实验说明了什么解:图灵实验可描述如下,该实验的参加者由一位测试主持人和两个被测试对象组成。
其中,两个被测试对象中一个是人,另一个是机器。
测试规则为:测试主持人和每个被测试对象分别位于彼此不能看见的房间中,相互之间只能通过计算机终端进行会话。
测试开始后,由测试主持人向被测试对象提出各种具有智能性的问题,但不能询问测试者的物理特征。
被测试对象在回答问题时,都应尽量使测试者相信自己是“人”,而另一位是”机器”。
在这个前提下,要求测试主持人区分这两个被测试对象中哪个是人,哪个是机器。
如果无论如何更换测试主持人和被测试对象的人,测试主持人总能分辨出人和机器的概率都小于50%,则认为该机器具有了智能。
人工智能的发展经历了哪几个阶段?解:孕育期,形成期,知识应用期,从学派分立走向综合,智能科学技术学科的兴起人工智能研究的基本内容有哪些?解:与脑科学与认知科学的交叉研究智能模拟的方法和技术研究人工智能有哪几个主要学派各自的特点是什么解:符号主义:又称为逻辑主义、心理学派或计算机学派,是基于物理符号系统假设和有限合理性原理的人工智能学派。
张仰森---人工智能原理及其应用(第二版)习题答案第2章知识表示方法部分参考答案2.8设有如下语句,请用相应的谓词公式分别把他们表示出来:(1)有的人喜欢梅花,有的人喜欢菊花,有的人既喜欢梅花又喜欢菊花。
解:定义谓词P(x):x是人L(x,y):x喜欢y其中,y的个体域是{梅花,菊花}。
将知识用谓词表示为:(∃x )(P(x)∧(L(x, 梅花)∨L(x, 菊花)∨L(x, 梅花)∧L(x, 菊花)))(2) 有人每天下午都去打篮球。
解:定义谓词P(x):x是人B(x):x打篮球A(y):y是下午将知识用谓词表示为:(∃x )(∀y) (A(y)∧B(x)∧P(x))(3)新型计算机速度又快,存储容量又大。
解:定义谓词NC(x):x是新型计算机F(x):x速度快B(x):x容量大将知识用谓词表示为:(∀x) (NC(x)→F(x)∧B(x))(4) 不是每个计算机系的学生都喜欢在计算机上编程序。
解:定义谓词S(x):x是计算机系学生L(x, pragramming):x喜欢编程序U(x,computer):x使用计算机将知识用谓词表示为:¬(∀x) (S(x)→L(x, pragramming)∧U(x,computer))(5)凡是喜欢编程序的人都喜欢计算机。
解:定义谓词P(x):x是人L(x, y):x喜欢y将知识用谓词表示为:(∀x) (P(x)∧L(x,pragramming)→L(x, computer))收集于网络,如有侵权请联系管理员删除2.9用谓词表示法求解机器人摞积木问题。
设机器人有一只机械手,要处理的世界有一张桌子,桌上可堆放若干相同的方积木块。
机械手有4个操作积木的典型动作:从桌上拣起一块积木;将手中的积木放到桌之上;在积木上再摞上一块积木;从积木上面拣起一块积木。
积木世界的布局如下图所示。
图机器人摞积木问题解:(1) 先定义描述状态的谓词CLEAR(x):积木x上面是空的。
5.1.什么是搜索?有哪两大类不同的搜索方法?二者的区别是什么?根据实际情况,按照一定的策略或规则,从知识库中寻找可利用的知识,从而构造出一条使问题获得解决的推理路线的过程,就称为搜索搜索一般分为盲目搜索和启发式搜索。
盲目搜索又称为无信息搜索,即在搜索过程中,只按预先规定的搜索控制策略进行搜索,而没有任何中间信息来改变这些控制策略。
由于这种搜索的控制策略都是预定的,不管什么问题都采用这样的控制策略,这就使得搜索带有盲目性,效率不高。
只适用于解决较简单问题。
启发式搜索又称有信息搜索,它是指在求解过程中,根据问题本身的特性或搜索过程中产生的一些信息来不断地改变或调整搜索的方向,使搜索朝着最有希望的方向前进,加速问题的求解,并找到最优解。
启发式搜索由于考虑到问题本身的特性并利用这些特性,从而使搜索求解的效率更高,更易于求解复杂问题5.3请阐述状态空间的一般搜索过程。
OPEN表与CLOSED表的作用是什么?有何区别?1) 把初始节点S0放入OPEN表,并建立只含S0的图,记为G2) 检查OPEN表是否为空,若为空则问题无解,退出3) 把OPEN表的第一个节点取出放入CLOSE表,记该节点为节点n4) 观察节点n是否为目标节点,若是,则求得问题的解,退出5) 扩展节点n,生成一组子节点。
把其中不是节点n先辈的那些子节点记作集合M,并把这些节点作为节点n的子节点加入G中。
6)针对M中子节点的不同情况,分别进行如下处理对于那些未曾在G中出现过的M成员设置一个指向父节点(n)的指针,并把它放入OPEN表对于那些先前已在G中出现过的M成员,确定是否要修改指向父节点的指针对于那些先前已在G中出现,并且已经扩展了的M成员,确定是否需要修改其后继结点指向父节点的指针7) 按某种搜索策略对OPEN表中的节点进行排序8) 转第2步OPEN表:用于存放刚生成的节点CLOSE表:用于存放将要扩展或已扩展的节点区别:存放节点节点不同,open表存放未扩展的节点,closed表存放已经扩展的节点。
第2章知识表示方法部分参考答案2.8设有如下语句,请用相应的谓词公式分别把他们表示出来:(1)有的人喜欢梅花,有的人喜欢菊花,有的人既喜欢梅花又喜欢菊花。
解:定义谓词P(x):x是人L(x,y):x喜欢y其中,y的个体域是{梅花,菊花}。
将知识用谓词表示为:(∃x )(P(x)→L(x, 梅花)∨L(x, 菊花)∨L(x, 梅花)∧L(x, 菊花))(2) 有人每天下午都去打篮球。
解:定义谓词P(x):x是人B(x):x打篮球A(y):y是下午将知识用谓词表示为:(∃x )(∀y) (A(y)→B(x)∧P(x))(3)新型计算机速度又快,存储容量又大。
解:定义谓词NC(x):x是新型计算机F(x):x速度快B(x):x容量大将知识用谓词表示为:(∀x) (NC(x)→F(x)∧B(x))(4) 不是每个计算机系的学生都喜欢在计算机上编程序。
解:定义谓词S(x):x是计算机系学生L(x, pragramming):x喜欢编程序U(x,computer):x使用计算机将知识用谓词表示为:¬(∀x) (S(x)→L(x, pragramming)∧U(x,computer))(5)凡是喜欢编程序的人都喜欢计算机。
解:定义谓词P(x):x是人L(x, y):x喜欢y将知识用谓词表示为:( x) (P(x)∧L(x,pragramming)→L(x, computer))2.9用谓词表示法求解机器人摞积木问题。
设机器人有一只机械手,要处理的世界有一张桌子,桌上可堆放若干相同的方积木块。
机械手有4个操作积木的典型动作:从桌上拣起一块积木;将手中的积木放到桌之上;在积木上再摞上一块积木;从积木上面拣起一块积木。
积木世界的布局如下图所示。
图机器人摞积木问题解:(1) 先定义描述状态的谓词CLEAR(x):积木x上面是空的。
ON(x, y):积木x在积木y的上面。
ONTABLE(x):积木x在桌子上。
HOLDING(x):机械手抓住x。
HANDEMPTY:机械手是空的。
其中,x和y的个体域都是{A, B, C}。
问题的初始状态是:ONTABLE(A)ONTABLE(B)ON(C, A)CLEAR(B)CLEAR(C)HANDEMPTY问题的目标状态是:ONTABLE(C)ON(B, C)ON(A, B)CLEAR(A)HANDEMPTY(2) 再定义描述操作的谓词在本问题中,机械手的操作需要定义以下4个谓词:Pickup(x):从桌面上拣起一块积木x。
Putdown(x):将手中的积木放到桌面上。
Stack(x, y):在积木x上面再摞上一块积木y。
其中,每一个操作都可分为条件和动作两部分,具体描述如下:Pickup(x)条件:ONTABLE(x),HANDEMPTY,CLEAR(x)动作:删除表:ONTABLE(x),HANDEMPTY添加表:HANDEMPTY(x)Putdown(x)条件:HANDEMPTY(x)动作:删除表:HANDEMPTY(x)添加表:ONTABLE(x),CLEAR(x) ,HANDEMPTYStack(x, y)条件:HANDEMPTY(x),CLEAR(y)动作:删除表:HANDEMPTY(x),CLEAR(y)添加表:HANDEMPTY,ON(x, y) ,CLEAR(x)Upstack(x, y)条件:HANDEMPTY,CLEAR(y) ,ON(y,x)动作:删除表:HANDEMPTY,ON(y, x)添加表:HOLDING(y),CLEAR(x)(3) 问题求解过程利用上述谓词和操作,其求解过程为:2.10用谓词表示法求解农夫、狼、山羊、白菜问题。
农夫、狼、山羊、白菜全部放在一条河的左岸,现在要把他们全部送到河的右岸去,农夫有一条船,过河时,除农夫外船上至多能载狼、山羊、白菜中的一种。
狼要吃山羊,山羊要吃白菜,除非农夫在那里。
似规划出一个确保全部安全过河的计划。
请写出所用谓词的定义,并给出每个谓词的功能及变量的个体域。
要描述这个问题,需要能够说明农夫、狼、羊、白菜和船在什么位置,为简化问题表示,取消船在河中行驶的状态,只描述左岸和右岸的状态。
并且,由于左岸和右岸的状态互补,因此可仅对左岸或右岸的状态做直接描述。
本题选择对左岸进行直接描述的方法,即定义谓词如下:AL(x):x在左岸其中,x的个体域是{农夫,船,狼,羊,白菜}。
对应地,¬AL(x)表示x在右岸。
问题的初始状态:AL(农夫)AL(船)AL(狼)AL(羊)AL(白菜)问题的目标状态:¬AL(农夫)¬AL(船)¬AL(狼)¬AL(羊)¬AL(白菜)(2) 再定义描述操作的谓词本题需要以下4个描述操作的谓词:L-R:农夫自己划船从左岸到右岸L-R(x):农夫带着x划船从左岸到右岸R-L:农夫自己划船从右岸到左岸R-L(x) :农夫带着x划船从右岸到左岸其中,x的个体域是{狼,羊,白菜}。
对上述每个操作,都包括条件和动作两部分。
它们对应的条件和动作如下:L-R:农夫划船从左岸到右岸条件:AL(船),AL(农夫),¬AL(狼)∨¬AL(羊),¬AL(羊)∨¬AL(白菜)动作:删除表:AL(船),AL(农夫)添加表:¬AL(船),¬AL(农夫)L-R(狼):农夫带着狼划船从左岸到右岸条件:AL(船),AL(农夫),AL(狼),¬AL(羊)动作:删除表:AL(船),AL(农夫),AL(狼)添加表:¬AL(船),¬AL(农夫),¬AL(狼)L-R(羊):农夫带着羊划船从左岸到右岸条件:AL(船),AL(农夫),AL(羊),AL(狼),AL(白菜)或:AL(船),AL(农夫),AL(羊),¬AL(狼),¬AL(白菜)动作:删除表:AL(船),AL(农夫),AL(羊)添加表:¬AL(船),¬AL(农夫),¬AL(羊)条件:AL(船),AL(农夫),AL(白菜),¬AL(狼)动作:删除表:AL(船),AL(农夫),AL(白菜)添加表:¬AL(船),¬AL(农夫),¬AL(白菜)R-L:农夫划船从右岸到左岸条件:¬AL(船),¬AL(农夫),AL(狼)∨AL(羊),AL(羊)∨AL(白菜)或:¬AL(船),¬AL(农夫) ,¬AL(狼),¬AL(白菜),AL(羊)动作:删除表:¬AL(船),¬AL(农夫)添加表:AL(船),AL(农夫)R-L(羊) :农夫带着羊划船从右岸到左岸条件:¬AL(船),¬AL(农夫),¬AL(羊) ,¬AL(狼),¬AL(羊),AL(白菜)动作:删除表:¬AL(船),¬AL(农夫),¬AL(羊)添加表:AL(船),AL(农夫),AL(羊)2.11用谓词表示法求解修道士和野人问题。
在河的北岸有三个修道士、三个野人和一条船,修道士们想用这条船将所有的人都运过河去,但要受到以下条件限制:(1) 修道士和野人都会划船,但船一次只能装运两个人。
(2) 在任何岸边,野人数不能超过修道士,否则修道士会被野人吃掉。
假定野人愿意服从任何一种过河安排,请规划出一种确保修道士安全的过河方案。
要求写出所用谓词的定义、功能及变量的个体域。
解:(1)定义谓词先定义修道士和野人人数关系的谓词:G(x,y,S):在状态S下x大于yGE(x,y,S):在状态S下x大于或等于y其中,x,y分别代表修道士人数和野人数,他们的个体域均为{0,1,2,3}。
再定义船所在岸的谓词和修道士不在该岸上的谓词:Boat(z,S):状态S下船在z岸EZ(x,S):状态S下x等于0,即修道士不在该岸上再定义安全性谓词:Safety(z,x,y,S)≡(G(x,0,S)∧GE(x,y,S))∨(EZ(x,S))其中,z,x,y的含义同上。
该谓词的含义是:状态S下,在z岸,保证修道士安全,当且仅当修道士不在该岸上,或者修道士在该岸上,但人数超过野人数。
该谓词同时也描述了相应的状态。
再定义描述过河方案的谓词:L-R(x, x1, y, y1,S):x1个修道士和y1个野人渡船从河的左岸到河的右岸条件:Safety(L,x-x1,y-y1,S’)∧Safety(R,3-x+x1,3-y+y1,S’)∧Boat(L,S)动作:Safety(L,x-x1,y-y1,S’)∧Safety(R,3-x+x1,3-y+y1,S’)∧Boat(R,S’) R-L (x, x1, y, y1,S):x2个修道士和y2个野人渡船从河的左岸到河的右岸条件:Safety(R,3-x-x2,3-y-y2,S’)∧Safety(L,x+x2,y+y2,S’)∧Boat(R,S)动作:Safety(R,3-x-x2,3-y-y2,S’)∧Safety(L,x+x2,y+y2,S’)∧Boat(L,S’)(2) 过河方案Safety(L,3,3,S0)∧Safety(R,0,0,S0)∧Boat(L,S0)L-R(3, 1, 3, 1,S0) L-R(3, 0, 3, 2,S0)Safety(L,2,2,S1)∧Safety(R,1,1,S1)∧Boat(R,S1)Safety(L,3,1,S1’)∧Safety(R,0,2,S1’)∧Boat(R,S1’)R-L (2, 1, 2, 0,S1) R-L (3,0, 1, 1,S1’)Safety(L,3,2,S2)∧Safety(R,0,1,S2)∧L-R(3, 0, 2, 2,S2)Safety(L,3,0,S3)∧Safety(R,0,3,S3)∧Boat(R,S3)R-L (3, 0, 0, 1,S3)Safety(L,3,1,S4)∧Safety(R,0,2,S1)∧Boat(L,S4)L-R(3, 2, 1, 0,S4)Safety(L,1,1,S5)∧Safety(R,2,2,S5)∧Boat(R,S5)R-L (1, 1, 1, 1,S5)Safety(L,2,2,S6)∧Safety(R,1,1,S6)∧Boat(L,S6)L-R(2, 2, 2, 0,S6)Safety(L,0,2,S7)∧Safety(R,3,1,S7)∧Boat(R,S7)R-L (0, 0, 2, 1,S7)Safety(L,0,3,S8)∧Safety(R,3,0,S8)∧Boat(L,S8)L-R(0, 0, 3, 2,S8)Safety(L,0,1,S9)∧Safety(R,3,2,S9)∧Boat(R,S9)R-L (0, 1, 1, 0,S9)Safety(L,1,1,S10)∧Safety(R,2,2,S10)∧Boat(L,S10)L-R(1, 1, 1, 1,S10)Safety(L,0,0,S11)∧Safety(R,3,3,S11)∧Boat(R,S11)2.18请对下列命题分别写出它们的语义网络:(1) 每个学生都有一台计算机。