عامل هاي هوشمند

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

تهيه کننده: عبدالرضا ميرزايي

سرفصل مطالب

عامل ها و محيط ها

منطقي بودن

معيار كارآيي، محيط، اثركننده ها، ,PEAS (Performance measureحسگرها

Environment, Actuators, Sensors)

انواع محيط ها

انواع عامل ها

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 2

عامل ها

پيرامونش را از محيط: هر چيزي كه بتواند عامل درك كند و در آن محيط از حسگرهاطريق عمل كند.اثركننده ها طريق

عامل انساني:– چشم ها و گوش ها و ساير اندام هاي حسي به

عنوان حسگرها– دست ها، پاها، دهان و ساير اعضاي بدن به عنوان

اثر كننده ها

عامل روبات:– دوربين ها و فاصله ياب مادون قرمز به عنوان

حسگرها– انواع موتورها به عنوان اثر كننده ها

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 3

عامل ها و محيط ها

دنباله ادراكات را به اعمال نگاشت مي كند:تابع عامل[f: P* A]

براي ايجاد برنامه عاملf فيزيكي اجرا مي معماري بر روي شود.

عامل = معماري + برنامه

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 4

دنياي جارو برقي

ادراك ها: مكان ها و محتويات آنها، مانند [A,Dirty] اعمال: حركت به چپ و راست، مكش و

NoOp

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 5

عامل هاي منطقي يك عامل بايد بر اساس آنچه كه مي تواند درك كند و

اعمالي كه مي تواند انجام دهد » كار درست را انجام دهد « ، عمل درست آن است كه باعث شود عامل بيشترين

موفقيت را بدست آورد.يك معيار هدف براي سنجش ميزان موفقيت معيار كارآيي :

رفتار يك عامل :مثال: معيار موفقيت عامل دنياي جارو برقي

– مقدار گرد و خاك تميز شده– ميزان زمان مصرف شده– مقدار برق مصرف شده

– ميزان سر و صداي توليد شده و ...دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و

کامپيوتر 6

عامل هاي منطقي

تعريف عامل منطقي:ممكن، يك عامل منطقي بايد دنباله ادراكي براي هر

دانش و دنباله ادراكي بر اساس شواهد دريافتي از را انتخاب كند كه انتظار مي رود عملي،دروني

اش را به حداكثر برساند.معيار كارآيي

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 7

عامل هاي منطقي عامل مي تواند اعمالي را انجام دهد تا از

طريق تغيير در ادراك هاي آتي منجر به بدست اوردن اطالعات مفيد شود (جمع آوري دانش،

اكتشاف) يك عامل خودمختار autonomous است اگر

رفتارش بر اساس تجربه اش تعيين شود ( به همراه قابليت يادگيري و تطبيق پذيري)

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 8

PEASمعيار كارآيي، محيط، اثركننده ها، حسگرها

PEAS (Performance measure, Environment, Actuators, Sensors)

اولين قدم در طراحي عامل، مشخص كردن •موارد باالست.

مثال: طراحي يك راننده تاكسي اتوماتيك•– معيار كارآيي: امنيت، سرعت، رعايت قانون،

راحتي، سود و ...– محيط: خيابان ها، افراد پياده، مشتري ها و ...

– اثركننده ها: فرمان، گاز، ترمزها، بوق، چراغ ها و ...

– حسگرها: دوربين ها، حسگرهاي صوتي، سرعت ، كيلومتر شمار، حسگرهاي موتور، ...GPSسنج،

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 9

PEAS

عامل: سيستم تشخيص پزشكي– معيار كارآيي: سالمتي بيمار، به حداقل رساندن

هزينه و ...– محيط: بيمار، بيمارستان، كارمندان و ...

– اثر كننده ها: صفحه نمايش (پرسش ها، آزمايش ها، تشخيص ها،

مداوا)– حسگرها: صفحه كليد ( دريافت عاليم، يافته ها و

پاسخ هاي بيمار)

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 10

PEAS

عامل: روبات جابه جا كننده اشياء– معيار كارآيي: درصد قطعاتي كه در صندوق

درست قرار مي گيرند– محيط: نوار نقاله و اشياء روي آن، صندوق ها

– اثركننده ها: بازوها و دست– حسگرها: دوربين، حسگر زاويه مفاصل

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 11

PEAS

آموزش دهنده زبان به صورت محاوره اي– معيار كارآيي: به حداكثر رساندن نمره دانش آموز

در امتحان– محيط: مجموعه دانش آموزان

– اثركننده ها: صفحه نمايش (تمرين ها، پيشنهادات و اصالحات)

– حسگرها: صفحه كليد

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 12

انواع محيطكامال قابل مشاهده (در مقابل مشاهده پذير •

جزئي): Fully observable (vs. partially observable)

محيطي كه در آن در هر لحظه از زمان حسگرهاي عامل به آن امكان دستيابي به حالت كامل محيط

را مي دهند. قطعي (در مقابل اتفاقي):•

Deterministic (vs. stochastic)

حالت بعدي محيط كامال بوسيله حالت فعلي و عمل انجام شده توسط عامل قابل تعيين مي باشد. اگر محيط به جز در مورد عمل عامل هاي ديگر

مي باشد.استراتژيكقطعي باشد، آنگاه محيط

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 13

انواع محيطاپيزوديك (در مقابل ترتيبي): •

Episodic (vs. sequential)

تجربه عامل قابل به ”دوره هاي“ غير قابل تجزيه •تقسيم مي شود (هر دوره شامل ادراك عامل و

سپس انجام يك عمل مي باشد) و انتخاب عمل در هر دوره تنها به خود همان دوره بستگي دارد.

ايستا (در مقابل پويا): •Static (vs. dynamic)

محيط در حين سنجش عامل (براي انتخاب عمل) •تغيير نمي كند. اگر خود محيط با گذشت زمان

تغيير نكند ولي معيار كارآيي عامل تغيير كند، آنگاه مي باشد.نيمه پويا محيط

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 14

انواع محيطگسسته (در مقابل پيوسته): •

Discrete (vs. continuous)

محيطي كه در آن تعداد محدود و متمايزي از درك •ها و عمل هاي كامال واضح تعريف شده باشد.

در محيط گسسته، مجموعه حاالت محيط يك •مجموعه گسسته مي باشد و حاالت بسادگي قابل

تمايز مي باشند.مثال: محيط دنياي مكش•

– State = {1, 2, …, 8}– Action = {Left, Right, Suck, NoOp}– Percept = {]Left, Clean[, ]Left, Dirty[, ]Right, Clean[, …}

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 15

انواع محيطتك عاملي (در برابر چند عاملي): •

Single agent (vs. multiagent)

يك عامل خودش به تنهايي در محيط عمل مي •كند.

مثال: محيط عامل حل كننده جدول كلمات •متقاطع و دنياي مكش

چند عاملي: •تعدادي عامل كه با يكديگر در تعامل مي باشند.•مثال: شطرنج (رقابتي)، روبوكاپ (بين اعضاي يك •

تيم همياري و بين اعضاي دو تيم رقابتيدانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و

کامپيوتر 16

انواع محيطرانندگي تاكسيشطرنج بدون ساعت شطرنج با ساعت

خيربلهبلهكامال قابل مشاهده خيراستراتژيك استراتژيك قطعي

خيرخيرخير دوره ايخيربلهنيمه پوياايستا

خيربلهبلهگسسته خيرخيرخيرتك عاملي

نوع محيط به ميزان زيادي تعيين كننده •طراحي عامل مي باشد.

دنياي واقعي: مشاهده پذير جزئي، اتفاقي، •ترتيبي، پويا، پيوسته و چندعامليدانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و

کامپيوتر 17

توابع و برنامه هاي عاملمشخص مي تابع عامل يك عامل كامال بوسيله •

شود.هدف: يافتن روشي به منظور پياده سازي تابع •

عامل منطقي به طور مختصر و مفيد

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 18

عامل مبتني بر جدول جستجويك روش به منظور توصيف تابع عامل استفاده •

جدول جستجواز نشان دهنده فعاليت مناسب براي هر دنباله •

ادراكي ممكنمعايب:•

– جدول بسيار عظيم– زمان بسيار زياد براي ايجاد جدول و احتمال باالي

خطا– عدم خود مختاري

– حتي با قابليت يادگيري، نياز به زمان بسيار زيادي براي يادگيري مداخل جدول دارد.

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 19

عامل مبتني بر جدول جستجو

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 20

انواع عامل هاچهار نوع اصلي به ترتيب افزايش عموميت•

)Simple reflex (عامل هاي واكنشي ساده –)Model-based reflex( عامل هاي واكنشي مبتني –

بر مدل)Goal-based(عامل هاي مبتني بر هدف – )Utility-based(عامل هاي مبتني بر سودمندي –

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 21

عامل هاي واكنشي سادهساده ترين نوع عامل •در هر لحظه، عمل تنها بر اساس درك فعلي •

انتخاب مي شودشامل قوانين شرط- عمل

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 22

Reflex Vacuum Agent Program

Function REFLEX-VACUUM-AGENT (]location, status[) returns action if status = Dirty then return Suck else if location = A then return Right else if location = B then return Left

عامل هاي واكنشي ساده

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 23

عامل هاي واكنشي ساده

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 24

عامل هاي واكنشي مبتني بر مدل )حافظه دار(

عامل واكنشي ساده در صورتي كار مي كند •كه محيط كامال قابل مشاهده باشد

اگر محيط مشاهده پذير جزئي باشد، پيگيري •تغييرات دنيا الزم است

مثال: تاكسي اتوماتيك•مستلزم دو نوع دانش•

– نحوه تغيير دنيا– تاثير اعمال عامل بر دنيا

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 25

عامل هاي واكنشي مبتني بر مدل

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 26

عامل هاي واكنشي مبتني بر مدل

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 27

عامل هاي مبتني بر هدف

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 28

عامل هاي مبتني بر سودمنديدر بسياري از محيط ها اهداف براي توليد رفتاري با •

كيفيت باال مناسب نيستندمثال: تاكسي اتوماتيك•

– ممكن است چندين مسير براي رسيدن به مقصد موجود باشد، اما بعضي از آنها سريعتر، امن تر، مطمئن تر و يا

ارزانتر از بقيه مي باشند اهداف مالكي خام براي توصيف وضعيت ها هستند •

(مطلوب و نامطلوب)تابع سودمندي: حالت ( يا دنباله اي از حاالت) را به يك •

عدد حقيقي نگاشت مي كند كه درجه مطلوبيت آن را دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و توصيف مي كند

کامپيوتر 29

عامل هاي مبتني بر سودمندي

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 30

عامل هاي يادگيرندهمولفه هاي عامل يادگيرنده•

– عنصر يادگيرنده : براي ايجاد بهبود– عنصر كارآيي: انتخاب فعاليت هاي خارجي

– منتقد: توليد بازخورد با توجه به استاندارد كارآيي براي عنصر يادگيرنده

– مولد مساله: پيشنهاد فعاليت هاي اكتشافي• مثال: تاكسي اتوماتيك•

1 به خط 3– عنصر كارآيي: حركت سريع از خط – منتقد: دريافت شكايت راننده هاي ديگر

– ايجاد قانوني بيانگر بد بودن اين عمل و اصالح عنصر كارآيي

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 31

عامل هاي يادگيرندهانواع دانشي كه عنصر يادگيرنده مي تواند ياد •

بگيرد:– يادگيري مستقيم از دنباله ادراكي

– يادگيري نحوه تغييرات دنيا: مشاهده دو حالت متوالي

– يادگيري در مورد تاثير عمل عامل: مشاهده نتايج فعاليت عامل

مثال: نحوه ترمز كردن در جاده هاي خيس•

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 32

عامل هاي يادگيرنده

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر 33