Universidade do Sul de Santa CatarinaCiência da Computação

Técnicas de Inteligência Artificial

Aula 02Teoria de Problemas

Prof. Max Pereira

Resolução de problemas

Quais os dados disponíveis?

Quais as soluções possíveis?

O que caracteriza uma solução satisfatória?

Objeto matemático:

• P = {D,R,q}

• D = dados

• R = Resultados possíveis

• q D x R

Resolução de Problemas

A maioria dos problemas interessantes do ponto de vista da IA, não

dispõe de soluções algorítmicas, ou quando tem solução, são

complexas de serem implementadas (exemplo: jogos).

As características deste tipo de problemas são:

1. São resolvidos por seres humanos;2. A complexidade é variável (simples como o jogo da velha e

complexo como xadrez);3. São problemas de conhecimento total, tudo o que é necessário

saber para solucioná-los é conhecido.4. A solução é uma sequência de situações.

Espaço de busca (espaço de estados)

É uma representação do conjunto de possíveis escolhas de um dado problema, uma ou mais das quais é solução do problema.

Espaço de Busca

Localizar palavras em um dicionário.

Resolução de Problemas

Frente a falta de solução algorítmica viável, um método

de solução possível é a busca.

Definição de busca: uma sequência de movimentos que

levam de um estado inicial a um estado final.

A definição do problema como uma busca no espaço de

estados forma a base de muitos métodos usados na

solução de problemas em IA, (isto é chamado de

Resolução de Problemas através da Busca).

A solução de uma problema pode serdefinida como uma busca no espaçode estados deste problema.

Resolução de ProblemasPara descrever uma solução de um problema através da busca no

espaço de estados é necessário considerar os seguintes elementos:

a. Espaço de estados: toda a informação que descreve a situação atual do sistema.

b. Definir um ou mais estados iniciais e um ou mais estados finais.

c. Descrever um conjunto de regras (operadores), que permitirá passar de um estado a outro estado, e que a solução caminhe de um estado inicial até algum estado final.

d. Uma estratégia ou mecanismo de controle do processo de busca que determinará qual operador aplicar em um determinado estado e uma função custo ou avaliação da solução final, que permitirá avaliar a estratégia ou mecanismo escolhido para controle da busca.

Complexidade: diz respeito a quantidade de recursos necessários para resolver um problema.

Exercite seu cérebro!!!!

Complexidade linear

Complexidade polinomial

Complexidade exponencial

Complexidade linear

Complexidade polinomial

Complexidade exponencial

Jogo da velha

Espaço de busca?

Jogo do oito

Espaço de busca?

Caixeiro viajante

Espaco de busca?

Torres de Hanói

Espaço de busca?

Oito rainhas

Espaço de busca?

Cubo mágico (cubo de Rubik)

Espaço de busca = 4.3252 x 1019

PENSE!

Somar todos os números de 1 a 100.

Qual o melhor algorítmo?