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Mg. Samuel Oporto Díaz Lima, 19 Septiembre 2005 Planeación INTELIGENCIA ARTIFICIAL.

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1 Mg. Samuel Oporto Díaz Lima, 19 Septiembre 2005 Planeación INTELIGENCIA ARTIFICIAL

2 2/29 Mapa Conceptual del Curso Inteligencia Artificial y Sistemas Expertos Lenguaje Simbólico LISP Búsqueda Búsqueda Ciega Búsqueda Heurística Planeación Lógica y Razonamiento Lógica Proposicional Lógica de Predicados Inferencia y Razonamiento Inteligencia Artificial Conceptos Generales Conocimiento Agentes

3 3/29 Tabla de Contenido 1.Planeación.Planeación. 2.RepresentaciónRepresentación 3.El Mundo de los BloquesEl Mundo de los Bloques

4 4/29 Objetivos Exponer los conceptos de planeación. Planificación en IA Ejemplo de planeación

5 5/29 PLANEACION

6 6/29 ¿Qué es planificación? Empresarios: planes de la empresa Abogados: planes de defensa del cliente Industriales: planes de movimiento de robots Arquitectos: planes de diseño de edificios Informáticos: planes de desarrollo del sistema Telecomunicaciones: planes de conexión Ejército: planes de ataque/defensa Logística de transportes: planes para llevar objetos/sujetos de un sitio a otro

7 7/29 ¿Qué tienen en común? Búsqueda en un espacio de problemas 1.Estado o situación: descripción instantánea 2.Acción u Operador: transformación de un estado en otro 3.Estado inicial: situación de partida 4.Objetivo o meta: descripción de condiciones que se tienen que dar para considerar por terminado el proceso 5.Plan: secuencia de operaciones que permiten pasar del estado inicial a un estado en el que se cumplan los objetivos 6.Heurísticas: conocimiento que permite obtener eficientemente el plan

8 8/29 Ejemplo en Turismo Estado: –situación de una persona, restricciones de precio, tiempo,.. –precios, horarios y disponibilidad de los billetes de avión, tren, autobús, hoteles, etc... de diferentes compañías, Operadores: –volar en un determinado vuelo, viajar en un determinado tren, coger un taxi, ir en coche, alojarse en un hotel, alojarse en una casa rural, solicitar los servicios de una agencias de viajes... Estado inicial: –estamos en Lima Meta: –quiero pasar una semana en el Cuzco

9 9/29 Ejemplo de un Plan Tomar_Taxi(Casa,AeropuertoJorgeChavez) Tomar_Vuelo(JChavez,AArequipa,... ) Tomar_Vuelo (Aarequipa, Acuzco,... ) Tomar_Taxi (ACuzco,Hotel) Estar_en_Hotel(Hotel,... ) … Heurísticas: –Para tomar taxi en Lima, pregunte 4 veces y pague en soles. –Para seleccionar hotel en Cuzco, preguente si tiene convenios con agencias de viajes.

10 10/29 ¿Cómo planificamos? En función de los fines (metas) y los medios (operadores) Descomponiendo problemas en subproblemas Jerárquicamente Basado en la experiencia Reactivamente Entre varios agentes Estableciendo prioridades ¿de qué otras formas?

11 11/29 Algunas cuestiones difíciles Nuestra visión del mundo es incompleta: racionalidad limitada El mundo cambia constantemente: dinamismo Las acciones tardan en ejecutarse: razonamiento temporal Nuestras metas son contradictorias: dependencia entre metas Nuestro modelo del mundo falla muchas veces: incertidumbre Los planes no siempre son válidos: ejecución y replanificación No todos los planes son buenos: calidad Nos adaptamos al mundo: aprendizaje Tardamos mucho en aprender: aprendizaje La planificación y la filosofía: creencias, intenciones y deseos

12 12/29 Ejercicio 1 Planifique las acciones necesarias para limpiar tu cuarto. Asume lo siguiente: –Si limpias la mesa se ensucias el piso. –Si ordenas el estande de libros ensucias el piso, la mesa y la cama –Si limpias las paredes ensucias la cama, la mesa y la computadora. –La computadora está encima de la mesa –Si recoges la basura del piso y luego limpias algo, ensucias de nuevo el piso. Identifica: 1.Estado o situación4. Acción u Operador 2.Estado inicial5. Objetivo o meta 3.Plan6. Heurísticas:

13 13/29 REPRESENTACION

14 14/29 Representación en planificación Para que el ordenador pueda resolver problemas, es necesario decirle qué tiene que resolver en algún lenguaje. Existen muchas formas de suministrar esa información. Se usa la lógica de predicados (LP1)

15 15/29 Representación mediante LP1 Se representan los estados y los operadores LP1 permite representar estados V o F mediante: términos, predicados, conectivas, y cuantificadores: x,y alumno(x) Λ asignatura(y) Λ [¬aprobado(x, y) V primera-vez(x,y)] se-matricula(x, y) No hay una representación única y válida; cada persona representa los dominios de forma diferente

16 16/29 Representación en planificación Por cada estado se definen predicados: tiene-dinero(x,y), vuelo-reservado(x,vuelo,día), datos-vuelo(vuelo,origen,destino,hora-salida,hora-llegada),. Cada estado se representa por una conjunción de predicados instanciados: tiene-dinero(Pepe, ), vuelo-reservado(Pepe,IB304,3-Nov-99), datos-vuelo(IB304, Lima, Arequipa, 12:05,12:30), datos-vuelo(TWA2001, Arequipa, Cuzco, 13:55,17:20 ),...

17 17/29 Supuesto del mundo cerrado Lo que no aparece explícitamente representado en un estado es falso: suposición del mundo cerrado dinero(Pepe, y), cuando y = No es necesario decir nada respecto a Julio que no tiene dinero. ¬dinero(Julio, y), cuando y = 0 no es necesario

18 18/29 Representación de los operadores Se deben representar los cambios que ocurren en el mundo mediante operadores: STRIPS Se definen por tres listas: precondiciones: condiciones que se tienen que cumplir en un estado para poder ejecutar el operador añadidos: cosas que pasan a ser ciertas por la ejecución del operador (hay que añadirlas al estado) borrados: cosas que dejan de ser ciertas por la ejecución del operador (hay que borrarlas del estado)

19 19/29 Representación de los operadores Pagar-billete-avión(x,vuelo,día,dinero,coste-billete) precondiciones: vuelo-reservado(x,vuelo,día), tiene-dinero(x,dinero), cuesta(vuelo,día,precio), dinero precio añadidos: tiene-dinero(x,dinero - precio), tiene-billete(x,vuelo,día) borrados: tiene-dinero(x,dinero)

20 20/29 EL MUNDO DE LOS BLOQUES

21 21/29 El mundo de los bloques Un conjunto de bloques, una mesa, y un brazo de un robot Los bloques son iguales de tamaño, forma y color, diferenciándose en el nombre La mesa tiene extensión ilimitada Cada bloque puede estar encima de la mesa, encima de un sólo bloque, o sujeto por el brazo del robot El brazo de robot sólo puede sujetar un bloque cada vez

22 22/29 El mundo de los bloques Estado InicialEstado Final Resolver problemas supone pasar de una configuración (estado) inicial a un estado en el que sean ciertas unas metas A DC B D BA C

23 23/29 Estados Se podrían utilizar los siguientes predicados: –encima(x,y) : el bloque x está encima del y –en-mesa(x) : el bloque x está encima de la mesa –libre(x) : el bloque x no tiene ningún bloque encima –sujeto(x) : el brazo del robot tiene cogido al bloque x –brazo-libre : el brazo del robot no tiene cogido a ningún bloque Estado inicial: encima(A,B),encima(B,D),en-mesa(D),en-mesa(C), libre(A),libre(C),brazo-libre Metas: en-mesa(A), en-mesa(B), encima(C,B), encima(D,C) Estado InicialEstado Final

24 24/29 Operadores QUITAR(x, y) –precondiciones: encima(x, y),libre(x),brazo-libre –añadidos: sujeto(x),libre(y) –borrados: encima(x, y),brazo-libre,libre(x) LEVANTAR(x) –precondiciones: en-mesa(x),libre(x),brazo-libre –añadidos: sujeto(x) –borrados: en-mesa(x),brazo-libre,libre(x) PONER(x, y) –precondiciones: sujeto(x),libre(y) –añadidos: encima(x, y),libre(x),brazo-libre –borrados: sujeto(x),libre(y) DEJAR(x) –precondiciones: sujeto(x) –añadidos: en-mesa(x),libre(x),brazo-libre –borrados: sujeto(x)

25 25/29 Lenguaje PDDL - Operadores (define (domain mundobloques) (:requirements :strips :equality) (:predicates (encima ?bl1 ?bl2) (enmesa ?bl) (libre ?bl) (sujeto ?bl) (brazolibre) ) (:action quitar :parameters (?bl1 ?bl2 ) :precondition (and (encima ?bl1 ?bl2) (libre ?bl1) (brazolibre) ) :effect (and (sujeto ?bl1) (libre ?bl2) (not (encima ?bl1 ?bl2)) (not (brazolibre)) (not (libre ?bl1)) ) )

26 26/29 Lenguaje PDDL - Operadores (:action levantar :parameters (?bl1 ) :precondition (and (enmesa ?bl1) (libre ?bl1) (brazolibre) ) :effect (and (sujeto ?bl1) (not (enmesa ?bl1)) (not (brazolibre)) (not (libre ?bl1)) )

27 27/29 Lenguaje PDDL - Operadores (:action poner :parameters (?bl1 ?bl2 ) :precondition (and (sujeto ?bl1) (libre ?bl2) ) :effect (and (encima ?bl1 ?bl2) (libre ?bl1) (brazolibre) (not (sujeto ?bl1)) (not (libre ?bl2)) )

28 28/29 Lenguaje PDDL - Operadores (:action dejar :parameters (?bl1 ) :precondition (and (sujeto ?bl1) ) :effect (and (enmesa ?bl1) (libre ?bl1) (brazolibre) (not (sujeto ?bl1)) )

29 29/29 Definición del Problema (define (problem ejemplo) (:domain mundobloques) (:objects a b c d ) (:init (enmesa d) (enmesa c) (libre a) (libre c) (encima a b) (encima b d) (brazolibre) ) (:goal (and (enmesa a) (enmesa b) (encima c b) (encima d c) (libre a) (libre d) )

30 PREGUNTAS


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