Dr. Cristian I. Pinzn
Dr. Cristian Pinzn
Inteligencia Artificial
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CONTENIDO
1. Agente Resolventes-Problemas
2. Bsqueda de Soluciones
3. Estrategias de Bsqueda No
Informada
4. Problemas Propuestos
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Inteligencia Artificial
Asumimos que los agentes Inteligentes deben maximizar su medida de rendimiento. Para ello, el agente debe elegir un objetivo y debe tratar de satisfacerlo.
Los objetivos ayudan a organizar el comportamiento del agente limitando las metas que intenta alcanzar el agente.
AGENTES RESOLVENTES -PROBLEMAS
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Pasos para la Solucin de un Problema:
Formulacin del Objetivo Un objetivo no es ms que un conjunto de estados del mundo, siendo estos estados los que exactamente satisfacen el objetivo. La tarea es encontrar qu secuencias de acciones permite obtener un estado objetivo.
AGENTES RESOLVENTES -PROBLEMAS
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Pasos para la Solucin de un Problema:
Formulacin del Problema Es el proceso de decidir qu acciones y estados tenemos que considerar. Cuando se eliminan detalles de una representacin, se realiza una abstraccin.
AGENTES RESOLVENTES -PROBLEMAS
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Bsqueda:
Se realiza cuando el agente, con distintas opciones inmediatas de valores desconocidos puede decidir qu hacer, examinando las diferentes secuencias posibles de acciones que le conduzcan a estados de valores conocidos, y entonces escoger la mejor secuencia.
AGENTES RESOLVENTES -PROBLEMAS
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Solucin:
Es el resultado del algoritmo de bsqueda, de la forma de secuencia de acciones, dado un problema como entrada.
Ejecucin:
Una vez encontrada una solucin, se procede a ejecutar las acciones recomendadas.
AGENTES RESOLVENTES -PROBLEMAS
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PROBLEMA
Un problema queda definido por los siguientes
componentes:
Estado Inicial: Donde comienza el agente. Funcin Sucesor: Devuelve el siguiente estado que
puede alcanzarse desde el estado actual, aplicando la
accin correspondiente.
Espacio de Estados: Todos los estados alcanzables desde el estado inicial.
Camino: Una secuencia de estados conectados por una secuencia de acciones.
AGENTES RESOLVENTES -PROBLEMAS
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PROBLEMA
Un problema queda definido por los siguientes
componentes:
Test Objetivo: Determina si un estado es un estado objetivo.
Costo del Camino: Una funcin que asigna un costo numrico a cada camino.
Solucin: Es el camino desde el estado inicial a un estado objetivo. La calidad de la solucin se mide por la
funcin de costo del camino, y una solucin ptima
tiene el costo ms pequeo del camino entre todas las
soluciones.
AGENTES RESOLVENTES -PROBLEMAS
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rbol de Bsqueda: El Espacio de estados. Nodo de Bsqueda: Es el nodo raz del rbol
de bsqueda, que tambin corresponde con el
estado inicial.
Expandir y Generar: Es el proceso de evaluar otros estados expandiendo el estado actual,
mediante la funcin sucesor. Generar implica
crear un nuevo conjunto de estados.
BSQUEDA DE SOLUCIONES
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Estrategia de Bsqueda: Es el algoritmo utilizado en la bsqueda en rboles.
Nodo Hoja: Nodo sin sucesores en el rbol. Cola: Estructura de datos donde el primer
elemento en entrar ser el primer elemento en
salir.
BSQUEDA DE SOLUCIONES
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RENDIMIENTO DE LA RESOLUCIN DEL PROBLEMA
La salida del algoritmo de resolucin del
problemas puede generar:
Fallo: No se encontr el estado deseado. Solucin: Se alcanz el estado deseado.
BSQUEDA DE SOLUCIONES
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RENDIMIENTO DE LA RESOLUCIN DEL PROBLEMA Para evaluar el rendimiento de un algoritmo se tiene que
considerar:
Completitud: Garantizar que se encontrar una solucin siempre y cuando exista.
Optimizacin: Encontrar la estrategia de solucin optima.
Complejidad en tiempo: Tiempo que tardar en encontrar una solucin.
Complejidad en Espacio: Memoria requerida para el funcionamiento de la bsqueda.
BSQUEDA DE SOLUCIONES
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RENDIMIENTO DE LA RESOLUCIN DEL PROBLEMA Para valorar la eficacia de un algoritmo de
bsqueda, se tiene que considerar:
El costo de la bsqueda: complejidad en tiempo.
El coste total: Costo de la bsqueda + costo del camino solucin encontrado.
BSQUEDA DE SOLUCIONES
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ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
Son estrategias de bsqueda que no tienen informacin adicional acerca de la estados ms all de la que proporciona la definicin del problema.
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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ALGORITMO
BSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA Primero se expande el nodo raz, a continuacin se expanden todos los sucesores del nodo raz, despus sus sucesores y as sucesivamente. En general se expanden todos los nodos a una profundidad en el rbol de bsqueda antes de expandir cualquier nodo del prximo nivel.
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
Ventajas:
La bsqueda primero en anchura no queda atrapada explorando callejones sin salida.
Si existe una solucin, la bsqueda primero en anchura garantiza que encontrar. Adems si existen mltiples
soluciones, se encuentra la solucin mnima ( es decir, la
que requiere el mnimo nmero de pasos)
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
Desventajas:
Hay que considerar la cantidad de tiempo y memoria que se utiliza para completar una
bsqueda. En aquellos espacios de estados
donde cada estado tiene x sucesores y as
sucesivamente. El problema se puede hace
inmanejable desde el punto de vista de consumo
de memoria y tiempo requerido.
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA Desventajas:
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
Nodos Generados Nodos Expandidos
X X
XXX X
XXXX X
.
XXXX X
Se plantea un rbol donde los dos nicos nodos metas son B y L, y A es el nodo inicial, determnese en qu orden se visitaran los nodos, diferenciando los nodos generados y los
nodos expandidos, de acuerdo al algoritmo en Amplitud.
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
Nodos Generados Nodos Expandidos
X X
XXX X
XXXX X
.
XXXX X
Se plantea un rbol donde los dos nicos nodos metas son B y L, y A es el nodo inicial, determnese en qu orden se visitaran los nodos, diferenciando los nodos generados y los
nodos expandidos, de acuerdo al algoritmo en Amplitud.
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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ALGORITMO
BSQUEDA PRIMERO EN PROFUNDIDAD
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BUSQUEDA PRIMERO EN PROFUNDIDAD
Siempre se expande el nodo ms profundo en la frontera actual del rbol de bsqueda. La bsqueda procede inmediatamente al nivel ms profundo del rbol de bsqueda, donde los nodos no tienen ningn sucesor. Cuando esos nodos se expanden, son quitados de la frontera, as entonces la bsqueda retrocede al siguiente nodo ms superficial que todava tenga sucesores inexplorados.
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN PROFUNDIDAD
Esta estrategia puede implementarse por la BSQUEDA-RBOLES con una cola ltimo en entrar primero en salir (LIFO), tambin conocida como una pila. Este algoritmo presenta unos requisitos muy modestos de memoria. Necesita almacenar slo un camino desde la raz a un nodo hoja, junto con los nodos hermanos restantes no expandidos para cada nodo del camino.
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA - PROFUNDIDAD
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN PROFUNDIDAD
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN PROFUNDIDAD
Ventajas:
Necesita menos memoria. Si se tiene suerte, la bsqueda primero
en profundidad puede encontrar una
solucin sin tener que examinar gran
parte del espacio de estados.
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN PROFUNDIDAD
Desventajas:
Su principal desventaja es que puede hacer una eleccin equivocada y obtener un camino muy
largo (o infinito) aun cuando una eleccin diferente
llevara a una solucin cerca de la raz del rbol
de bsqueda.
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN PROFUNDIDAD
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN PROFUNDIDAD
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN PROFUNDIDAD
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BUSQUEDA PRIMERO EN PROFUNDIDAD
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ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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BUSQUEDA PRIMERO EN ANCHURA
Nodos Generados Nodos Expandidos
X X
XXX X
XXXX X
.
XXXX X
Se plantea un rbol donde los dos nicos nodos metas son B y L, y A es el nodo inicial, determnese en qu orden se visitaran los nodos, diferenciando los nodos generados y los
nodos expandidos, de acuerdo al algoritmo en Profundidad.
ESTRATEGIAS DE BSQUEDA NO INFORMADA
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PROBLEMAS PROPUESTOS ALGORITMOS DE BSQUEDA NO
INFORMADA
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Preguntas por Resolver
1. Defina con sus propias palabras los
siguientes trminos: estado, espacio de
estados, rbol de bsqueda, nodo de
bsqueda, objetivo, accin, funcin sucesor, y
factor de ramificacin.
2. Explique por qu la formulacin del
problema debe seguir a la formulacin del
objetivo.
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Problema N1: Anchura y Profundidad
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Problema N2: Anchura y Profundidad
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Problema N3: Anchura y Profundidad
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Problema N4: Anchura y Profundidad
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