sábado, 29 de marzo de 2014

PROBLEMAS DE ESPACIO DE ESTADOS EN LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL



La resolución de problemas es una capacidad que consideramos inteligente. Somos capaces de resolver problemas muy diferentes.
Un problema típico de la Inteligencia Artificial consiste en buscar un estado concreto entre un conjunto determinado, al que se le llama espacio de estados.
El objetivo es que un programa también sea capaz de resolverlos.

Resolución de Problemas
Deseamos definir cualquier tipo de problema de manera que se pueda
resolver automáticamente
Necesitamos:
ü  Una representación común para todos los problemas
ü  Algoritmos que usen alguna estrategia para resolver problemas definidos en esa representación común
ü
Definición de un Problema
Si abstraemos los elementos de un problema podemos identificar:
ü  Un punto de partida
ü  Un objetivo a alcanzar
ü  Acciones a nuestra disposición para resolver el problema
ü  Restricciones sobre el objetivo
ü  Elementos que son relevantes en el problema definidos por el tipo de
ü  dominio
ü
Representación de problemas

Existen diferentes formas de representar problemas para resolverlos de manera automática
ü  Representaciones generales
*Espacio de estados: un problema se divide en un conjunto de pasos de resolución desde el inicio hasta el objetivo
*Reducción a subproblemas: un problema se puede descomponer en una jerarquía de subproblemas
ü  Representaciones para problemas específicos
*Resolución de juegos
*Satisfacción de restricciones
Representación de problemas: Estados
*Podemos definir un problema por los elementos que intervienen y sus relaciones
*En cada instante de la resolución de un problema esos elementos tendrán unas características y relaciones específicas
*Denominaremos Estado a la representación de los elementos que describen el problema en un momento
*Distinguiremos dos estado especiales el Estado Inicial (punto de partida) y el Estado Final (objetivo del problema)
*¿Que incluir en el estado?
Modificación del estado: operadores
Para poder movernos entre los diferentes estados necesitamos operadores de transformación
*Operador: Función de transformación sobre la representación de un estado que lo convierte en otro estado
Los operadores definen una relación de accesibilidad entre estados
Representación de un operador:
ü  Condiciones de aplicabilidad
ü  Función de transformación
*¿Que operadores? ¿Cuantos? ¿Que granularidad?
ESPACIO DE ESTADOS
Los estados y su relación de accesibilidad conforman lo que se denomina espacio de estados
Representa todos los caminos que hay entre todos los estados posibles de un problema
Podría asimilarse con un mapa de carreteras de un problema
La solución de nuestro problema esta dentro de ese mapa
SOLUCIÓN DE UN PROBLEMA EN ESPACIO DE ESTADOS
ü  Solución: Secuencia de pasos que llevan del estado inicial al final (secuencia de operadores) o también el estado final
ü  Tipos de solución: una cualquiera, la mejor, todas.
ü  Coste de una solución: Gasto en recursos de la aplicación de los operadores a los estados. Puede ser importante o no según el problema y que tipo de solución busquemos
DESCRIPCIÓN DE UN PROBLEMA EN ESPACIO DE ESTADOS

ü  Definir el conjunto de estados del problema (explícita o implícitamente)
ü  Especificar el estado inicial
ü  Especificar el estado final o las condiciones que cumple
ü  Especificar los operadores de cambio de estado (condiciones de aplicabilidad y función de transformación)
ü  Especificar el tipo de solución:
*La secuencia de operadores o el estado final
*Una solución cualquiera, la mejor (definición de coste), . . .

Ejemplo: N reinas


BÚSQUEDA EN UN ESPACIO DE ESTADOS
Árbol de búsqueda / Grafo explícito

CONCLUSIÓN
Este escrito es una breve recompilacion de algunos conceptos básicos que yo considero se deben conocer acerca de los problemas de espacio de estados en la inteligencia artificial.
Dejo este link que encontré en la red, de ahí tome algunas percepciones que he publicado y en mi opinion viene bien explicado todo acerca del tema. Vienen otros conceptos como:
ü  Búsqueda en el espacio de estados
ü  Estructura del espacio de estados
ü  Algoritmo Básico
ü  Características de los algoritmos
ü  Algoritmo General de Búsqueda
ü  Tipos de algoritmos
ü  Búsqueda en Anchura Prioritaria
ü  Búsqueda en Profundidad Prioritaria
ü  Búsqueda en Profundidad Limitada
ü  ID (iterative deepening): profundidad iterativa
ü  ID (iterative deepening)
ü  Búsqueda en profundidad iterativa
ü  Profundidad Iterativa

Saludos!


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