JNU02 - 智能化智能體

智能化智能體大綱智能體和環(huán)境理性的概念環(huán)境的本質(zhì)和類型智能體類型2智能體和環(huán)境3智能體和環(huán)境什么是智能體通過傳感器(Sensor)感知環(huán)境(Environment)通過執(zhí)行器(actuator)作用到環(huán)境例如人類智能體傳感器:眼、耳、鼻等執(zhí)行器:手、足、嘴等機器人智能體傳感器:攝像機、紅外設(shè)備等執(zhí)行器:各種馬達(dá)等4智能體和環(huán)境形式化描述智能體函數(shù)f：從感知歷史(percepthistory)到行動(action)[f:P*

A]智能體程序：在物理體系結(jié)構(gòu)上運行以實現(xiàn)f智能體=體系結(jié)構(gòu)+程序5例：真空吸塵器感知位置和是否干凈如：[A,Dirty]行動左移(Left)右移(Right)吸塵(Suck)發(fā)呆(NoOP)6真空吸塵器智能體7感知序列行動[A,Clean]Right[A,Dirty]Suck[B,Clean]Left[B,Dirty]Suck[A,Clean],[A,Clean]Right[A,Clean],[A,Dirty]Suck……大綱智能體和環(huán)境理性的概念環(huán)境的本質(zhì)和類型智能體類型8理性智能體能夠“做正確的事”(dotherightthing)的智能體基于它的感知及它能執(zhí)行的行動如

[A,Dirty]->Suck*[A,Dirty]->NoOp*[A,Dirty]->Beep正確的行動使智能體更加成功的行動9理性智能體性能度量(Performancemeasure)度量智能體行為成功程度的判斷標(biāo)準(zhǔn)如：真空吸塵器智能體的不同性能度量清掃的灰塵數(shù)量花費的時間耗電量產(chǎn)生的噪聲10理性智能體理性智能體的定義給定感知序列(perceptsequence)和內(nèi)在知識(built-inknowledge)，理性智能體能夠選擇使得性能度量的期望值(expectedvalue)最大的行動理性取決于給定的性能度量內(nèi)在的先驗知識可以執(zhí)行的行動感知序列11思考：

真空吸塵器智能體是理性的嗎？吸塵器的設(shè)計原則如果所處方格有垃圾，則清潔否則，移動到另一個方格在這樣的假設(shè)下性能度量：每個單位時間內(nèi)，每個清潔的方格數(shù)+1，總時間為1000個單位時間先驗知識：只有兩個方格（環(huán)境）、吸塵能清潔不干凈的方格動作：左移、右移、吸塵、發(fā)呆感知：所在位置、是否干凈如果性能度量加上一條：每移動一次-1，又如何？12理性智能體理性全知(omniscience)全知：知道它的行動的實際效果并作出相應(yīng)的行動如：過馬路理性完美(perfect)行動的結(jié)果可能不如預(yù)期結(jié)構(gòu)約束：時間、內(nèi)存等所以：理性成功13理性智能體為了更加成功，理性智能體需要：觀察：信息收集如：過馬路需要首先觀察路況學(xué)習(xí)環(huán)境是先驗知識，但是也需根據(jù)感知進(jìn)行學(xué)習(xí)（自主性），以改變/增加這些知識。反例如：蜣螂推糞球堵住窩的入口黑足泥蜂“拖毛蟲到地洞”14大綱智能體和環(huán)境理性的概念環(huán)境的本質(zhì)和類型智能體類型15任務(wù)環(huán)境PEASPEAS性能度量（Performancemeasure）環(huán)境（Environment）執(zhí)行器（Actuators）傳感器（Sensors）在設(shè)計智能化智能體時必須首先指定還記得“真空吸塵器智能體”的任務(wù)環(huán)境嗎？16智能體:自動出租車司機性能度量安全、快速、守法、舒適、利潤最大環(huán)境路況、其他車輛、乘客、行人執(zhí)行器方向盤、加速器、剎車、信號燈傳感器攝像頭、聲波傳感器、GPS、速度計、里程計、鍵盤17智能體:挑選零件的機器人性能度量放進(jìn)正確的箱子的零件的百分比環(huán)境載有箱子的傳送帶、箱子執(zhí)行器有關(guān)節(jié)的胳膊和手傳感器攝像頭、關(guān)節(jié)角度傳感器18智能體:網(wǎng)上購物智能體性能度量價格、質(zhì)量、效率環(huán)境萬維網(wǎng)網(wǎng)站、商家執(zhí)行器顯示給用戶、填寫表單、鏈接URL傳感器

HTML頁面、用戶輸入19任務(wù)環(huán)境的類型完全可觀察vs.部分可觀察傳感器是否獲取環(huán)境的所有狀態(tài)確定性的vs.隨機的環(huán)境的下一個狀態(tài)是否完全取決于當(dāng)前狀態(tài)和智能體的行動片段式的vs.延續(xù)式的智能體當(dāng)前行動的選擇是否不依賴于以前的行動靜態(tài)的vs.動態(tài)的環(huán)境是否隨著智能體的思考（亦即時間流逝）發(fā)生改變離散的vs.連續(xù)的環(huán)境的狀態(tài)、時間處理、智能體的行動等是離散或連續(xù)單智能體vs.多智能體20環(huán)境類型環(huán)境類型決定了智能體的設(shè)計出租車零件挑選機網(wǎng)上購物機器人可觀察？

部分

部分部分確定的？NONONO片段的？NOYESNO靜態(tài)的？NONONO離散的？NONOYES單智能體？NOYESYES21大綱智能體和環(huán)境理性的概念環(huán)境的本質(zhì)和類型智能體類型22智能體類型智能體=體系結(jié)構(gòu)+智能體程序所有的智能體程序都具有相同的架構(gòu)輸入=當(dāng)前感知輸出=行動程序=操作輸入產(chǎn)生輸出23最簡單的智能體：表驅(qū)動的智能體24一個表記錄所有的感知序列及其最佳行動。在運行時只需要根據(jù)感知，查詢表格來決定行動。表驅(qū)動的智能體問題大量的可能感知序列查詢表會非常巨大花費大量的時間構(gòu)建表，甚至無法構(gòu)建例如，國際象棋的查找表10150

，而目前可觀測的宇宙中所有原子的數(shù)目小於1080一般很難獲取所有的表的條目25智能體類型五種基本的智能體類型簡單反射型（Simplereflexagents）基于模型的反射型（Model-basedreflexagents）基于目標(biāo)的（Goal-basedagents）基于效用的（Utility-basedagents）學(xué)習(xí)型（Learningagents）26更加復(fù)雜簡單反射型智能體27簡單反射型智能體尋找一條規(guī)則，其條件滿足當(dāng)前的狀態(tài)（感知），然后執(zhí)行該規(guī)則的行動?；诋?dāng)前的感知選擇行動，忽略感知歷史。你們的哪些行為體現(xiàn)了簡單反射型智能？簡單反射型智能體樓房著火了，火警鈴聲大作，你在屋子裡聽到了報警，沖到了大門口，你聽到了門外大火燃燒的聲音，門口的把手是銅做的……28基于模型的反射型智能體29智慧體根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和當(dāng)前感知更新當(dāng)前狀態(tài)的描述，選擇符合當(dāng)前狀態(tài)的規(guī)則，然後執(zhí)行對應(yīng)規(guī)則的行動。取決於感知歷史的內(nèi)部狀態(tài)你們的哪些行為體現(xiàn)了基於模型的反射型智能？基于模型的反射型智能體30樓房著火了，火警鈴聲大作，你在屋子裡聽到了報警，沖到了大門口，你聽到了門外大火燃燒的聲音，門口的把手是銅做的……基于目標(biāo)的智能體31基于目標(biāo)的智能體為了達(dá)到目標(biāo)選擇合適的行動如：出租車的目的地為達(dá)到目標(biāo)，可能會考慮一個很長的可能行動序列考慮：“當(dāng)問我這么做的話，會發(fā)生什么？”(搜索和規(guī)劃)比反射型智能體更靈活在反射型智能體中，所有的規(guī)則數(shù)據(jù)都必須寫出32樓房著火了，火警鈴聲大作，你在屋子裡聽到了報警，沖到了大門口，你聽到了門外大火燃燒的聲音，門口的把手是銅做的……基于效用的智能體33基于效用的智能體如何決定最好的選擇目標(biāo)比較粗達(dá)到或者未達(dá)到需要更通用的性能度量效用函數(shù)U:StateR指定在給定狀態(tài)下成功或者高興的度量34學(xué)習(xí)型智能體執(zhí)行元件是前面所提到的各種智能體的整體學(xué)習(xí)元件可根據(jù)評論元件得出的結(jié)論來修正執(zhí)行元件設(shè)計時：先設(shè)計執(zhí)行元件，然后才是學(xué)習(xí)元件問題產(chǎn)生器：提出關(guān)於探索性行動的建議，該行動可以導(dǎo)致新的和增進(jìn)知識的體驗。（短期非最優(yōu)的行動對長期而言也許會更好。）35表徵環(huán)境的不同方式36ExpressivenessTruckAheadBackingIntoDairyFarmDrivewayBlockedByLooseCow=True?小結(jié)智能體通過執(zhí)行器和傳感器與環(huán)境交互理性智能體最大化期望性能環(huán)境根據(jù)不同維度進(jìn)行劃分可觀察？可確定？片段式？靜態(tài)的？離散的？單智能體？存在幾種基本的智能體體系結(jié)構(gòu)簡單反射型、基于模型的反射型、基于目標(biāo)的、基于效用的37作業(yè)2-11.請證明如下的真空吸塵器確實是理性的。吸塵器的設(shè)計原則如果所處方格有垃圾，則清潔否則，移動到另一個方格PEAS:性能度量：每個單元時間內(nèi)，每個清潔的方格數(shù)+1，總時間為1000先驗知識：只有兩個方格（環(huán)境）、吸塵能清潔