unidad vi búsqueda. estrategias informadas y no...
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Unidad VIBúsqueda.
Estrategias informadas y no informadas.
Inteligencia Computacional
Docente:Dr. Georgina Stegmayer
gstegmayer@santafe-conicet.gov.ar
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
Considere el problema de la determinación del camino más corto entre dos puntos, en
el que existe un conjunto de obstáculos. Dicho problema es típicamente estudiado en
robótica para poder lograr que un robot pueda moverse en un ambiente, p.e. para
transporte de mercancías, exploración de un terreno, vehículos inteligentes, entre
otros.
Utilizando búsqueda, encuentre el camino más corto que debe seguir un robot que
desee desplazarse desde el punto A hasta el punto B.
Problema de navegación de robots
IC - Métodos de Búsqueda
sucesor(x): función auxiliar que toma un vértice como entrada y retorna el conjunto
de vértices que pueden ser alcanzados en línea recta a partir de allí.
Ejemplos de la función sucesor:sucesor(A) = {C,G}sucesor(G) = {A,C,F,Q}...
Problema de navegación de robots
IC - Métodos de Búsqueda
Problema de navegación de robots
IC - Métodos de Búsqueda
Problema de navegación de robots
IC - Métodos de Búsqueda
Problema de navegación de robots
IC - Métodos de Búsqueda
Problema de navegación de robots
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
Estrategias de búsqueda ciega o
no informada
Inteligencia Computacional
Docente:Dr. Georgina Stegmayer
gstegmayer@santafe-conicet.gov.ar
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
Lista de nodos a expandir: cola (los nodos a expandir se
van colocando al final de la lista)
IC - Métodos de Búsqueda
(A)nodo
estado
IC - Métodos de Búsqueda
(A)Contiene unestado objetivo?NO Entonces expandir nodo
Acción de obtener los nodos hijos.Los nodos hijos se obtienen de aplicar todos los operadoresdefinidos al estado representado por el nodo padre.
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
irC irG1
No se muestran en el árbol los operadores que no se pueden aplicar sobre el estado
Posición del nodo en la lista de nodos a expandir
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
irC irG
(D) (G)
irD irG
1
2
Los estados repetidos son eliminados del árbol y no se muestran
(A)
irA
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
irC irG
(D) (G)
irD irG
(C) (F) (Q)
irCirQ
irF
1
2 3
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
irC irG
(D) (G)
irD irG
(C) (F) (Q)
irCirQ
irF
(E) (I)
irE irI
Próximo nodo a expandir …
1
2 3
4 5
IC - Métodos de Búsqueda
(C)
(G) (C) (F) (Q)
(E) (I)
Solución encontrada con la búsqueda en amplitud u horizontal
(D)
(F) (Q) (D) (E) (H) (Q) (F) (P) (B)
1
2 3
4 5 6 7 8
9 10 11 12 13
(A)
14 15 16 17 18 19
(G)
… … … … … … … … … …
irG
irQ
irB
Solución (secuencia de operadores desde el E.I. hasta el E.F.): irG, irQ, irB
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
(A)Contiene unestado objetivo?NO Entonces expandir nodo
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
irC irG1
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(G)
irC irG
(D) (G)
irD irG
(C)
1
2
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
irC irG
(D) (G)
irD irG
(E) (I)
irE irI
1
2
3
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
irC irG
(D) (G)
irD irG
(E) (I)
irE irI
Próximo nodo a expandir …
1
2
3
4
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
(G)
(E) (I)
(D)
(F) (H) (I)
(G) (H) (Q)
(Q)
(B)
1
2
3
4
5
6
7
8
Solución encontrada con la búsqueda en profundidad
irC
Solución: irC, irD, irE, irF, irG, irQ, irB
irD
irE
irF
irG
irQ
irB
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
g(n) = costo del camino
g(n) = costo de ruta = suma de las distancias recorridas desde el nodo inicial?
IC - Métodos de Búsqueda
g(n) = costo del camino
g(n) = costo de ruta = suma de las distancias recorridas desde el nodo inicial?
IC - Métodos de Búsqueda
x
y
A(1,1)
distancia en línea recta entre dos puntos =2
012
01 )()( yyxx
B(10,4)
IC - Métodos de Búsqueda
Lista de nodos a expandir: los nodos a expandir se van
ordenando en la lista según su costo
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
g = 0
g = 1,3g = 1,5
1
irC irG
Próximo nodo a expandir …
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
g = 0
g = 1,3g = 1,5
1
(D) (G)
irD irG
2
irC irG
g =1,3+1=2,3 g = 1,3+1=2,3
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
g = 0
g = 1,3g = 1,5
1
(D) (G)
irD irG
2
irC irG
g =1,3+1=2,3 g = 1,3+1=2,3 Próximo nodo a expandir …
3
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
g = 0
g = 1,3g = 1,5
1
(D) (G)
irD irG
2
irC irG
g =1,3+1=2,3 g = 1,3+1=2,3
(C) (F) (Q)
irCirQ
irF
g =1,5+1=2,5 g = 1,5+1=2,5 g = 1,5+0,5=2
3
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
g = 0
g = 1,3g = 1,5
1
(D) (G)
irD irG
2
irC irG
g =1,3+1=2,3 g = 1,3+1=2,3
(C) (F) (Q)
irCirQ
irF
g =1,5+1=2,5 g = 1,5+1=2,5 g = 1,5+0,5=2
Próximo nodo a expandir …
3
4
IC - Métodos de Búsqueda
Estrategias de búsqueda con información
Inteligencia Computacional
Docente:Dr. Georgina Stegmayer
gstegmayer@santafe-conicet.gov.ar
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
(A) h = 9,51
Lista de nodos a expandir: los nodos a expandir se van
ordenando en la lista según el valor de h(n)
IC - Métodos de Búsqueda
(A) h = 9,51Estrategia de búsqueda:
búsqueda avara
Contiene unestado objetivo?NO Entonces expandir nodo
IC - Métodos de Búsqueda
(A) h = 9,51
(C) (G)h = 9,4 h = 8,1
IC - Métodos de Búsqueda
(A) h = 9,51
(C) (G)h = 9,4 h = 8,1
(C) (Q)h = 9,4 h = 7,9
(F)h = 6,1
2
IC - Métodos de Búsqueda
(A) h = 9,5
(C) (G)h = 9,4 h = 8,1
(C) (Q)h = 9,4 h = 7,9
(F)h = 6,1
(I) (H) (Q)h = 3,6 h = 5,0 h = 7,9
1
2
3
(E)h = 5,4
IC - Métodos de Búsqueda
(A) h = 9,5
(C) (G)h = 9,4 h = 8,1
(C) (Q)h = 9,4 h = 7,9
(F)h = 6,1
(I) (H) (Q)h = 3,6 h = 5,0 h = 7,9
1
2
3
(E)h = 5,4
4
(E) (H) (J)h = 5,4 h = 5,0 h = 2,0
(D)h = 6,7
(L)h = 3,2
IC - Métodos de Búsqueda
(A) h = 9,5
(C) (G)h = 9,4 h = 8,1
(C) (Q)h = 9,4 h = 7,9
(F)h = 6,1
(I) (H) (Q)h = 3,6 h = 5,0 h = 7,9
1
2
3
(E)h = 5,4
4
(E) (H) (J)h = 5,4 h = 5,0 h = 2,0
(D)h = 6,7
(L)h = 3,2
5
(L) (B)(K)h = 3,2 h = 1,4 h = 0
6
irG
irF
irI
irJ
irB
Solución encontrada con
búsqueda avara
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
IC - Métodos de Búsqueda
f(n) = función heurística = g(n)+h(n)
g(n) = costo de ruta = suma de las distancias recorridas desde el nodo inicial (A)
h(n) = heurística = distancia en línea recta hasta el nodo objetivo (B)
IC - Métodos de Búsqueda
(A) g = 0 h = 9,5f = g+h = 9,5
1
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
g = 0 h = 9,5f = g+h = 9,5
g = 1,3h = 9,4 f = 10,7
g = 1,5h = 8,1 f = 9,6
1
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
g = 0 h = 9,5f = g+h = 9,5
g = 1,3h = 9,4 f = 10,7
g = 1,5h = 8,1 f = 9,6
(C) (Q)f = 11,9 f = 11,4
(F)f = 9,7
1
2
g = 1+1,5h = 9,4 f = 11,9
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
g = 0 h = 9,5f = g+h = 9,5
g = 1,3h = 9,4 f = 10,7
g = 1,5h = 8,1 f = 9,6
(C) (Q)(F)
(I) (H) (Q)f = 10,5 f = 10,0 f = 13,8
f = 11,9 f = 11,4f = 9,7
1
2
3
(E)f = 10,4
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
g = 0 h = 9,5f = g+h = 9,5
g = 1,3h = 9,4 f = 10,7
g = 1,5h = 8,1 f = 9,6
(C) (Q)(F)
(I) (H) (Q)
(E) (I) (J)
f = 11,8 f = 12,1 f = 10,3
f = 10,5 f = 10,0 f = 13,8
f = 11,9 f = 11,4f = 9,73
4
1
2
(E)f = 10,4
IC - Métodos de Búsqueda
(A)
(C) (G)
g = 0 h = 9,5f = g+h = 9,5
g = 1,3h = 9,4 f = 10,7
g = 1,5h = 8,1 f = 9,6
(C) (Q)(F)
(I) (H) (Q)
(E) (I)
(I) (B)(K)f = 12,4 f = 10,8 f = 10,6
Solución encontrada con A*
(J)
3
4
1
2
f = 11,8 f = 12,1 f = 10,3
f = 10,5 f = 10,0 f = 13,8
f = 11,9 f = 11,4f = 9,7
5
6
(E)f = 10,4
irG
irF
irH
irJ
irB
IC - Métodos de Búsqueda
Método Óptimo? Completo? solución distanciarecorrida
Búsqueda no informada
Amplitud no sí A,irG,irQ,irB 11,2
Profundidad no no A,irC,irD,irE,irF,irG,irQ,irB
16,8
Búsqueda informada
Búsqueda avara
no no A,irG,irF,irI,irJ,irB 11,6
A* sí sí A,irG,irF,irH,irJ,irB 10,6
IC - Métodos de Búsqueda
PROBLEMA: encontrar el camino más corto que debe seguir un robot para ir desde A hasta B
SOLUCIÓN: el camino más corto entre A y B es A,irG,irF,irH,irJ,irB y vale 10,6.
Problema de navegación de robots
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