inteligencia artificial-semana 5
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METODO DE BUSQUEDAS INFORMADOS
Los métodos de búsqueda informados o con información Los métodos de búsqueda informados o con información son procedimientos sistemáticos de búsqueda del son procedimientos sistemáticos de búsqueda del estado meta en árbol de estado, que usan la estado meta en árbol de estado, que usan la información asociada a los estados para una mejor información asociada a los estados para una mejor decisión en el proceso de búsqueda. Para evaluar la decisión en el proceso de búsqueda. Para evaluar la información de los estados considera la función información de los estados considera la función evaluadora evaluadora
La información sobre el beneficio, utilidad, lucro de pasar La información sobre el beneficio, utilidad, lucro de pasar de un estado para otro estado si es considerado en el de un estado para otro estado si es considerado en el proceso de búsqueda.proceso de búsqueda.
MÉTODOS DE BUSQUEDA INFORMADOS
CLASIFICACIÓNCLASIFICACIÓN
Los métodos de búsqueda informados mas conocidos Los métodos de búsqueda informados mas conocidos son:son:
Subiendo la ColinaSubiendo la Colina
Primero el mejorPrimero el mejor
Ramificación y acotaciónRamificación y acotación
MÉTODOS DE BUSQUEDA INFORMADOS
PROCEDIMIENTOPROCEDIMIENTO
El procedimiento es semejante a la búsqueda El procedimiento es semejante a la búsqueda en profundidad con la diferencia que los en profundidad con la diferencia que los
nodos sucesores son ordenados del mejor nodos sucesores son ordenados del mejor al peor valor de su función merito antes de al peor valor de su función merito antes de adicionarse a la lista LE. Esto es, el nodo a adicionarse a la lista LE. Esto es, el nodo a ser procesado será el mejor nodo sucesor, ser procesado será el mejor nodo sucesor,
deacuerdo a la función de merito.deacuerdo a la función de merito.
METODO SUBIENDO LA COLINA
IMPLEMENTACIÓN – LISTAIMPLEMENTACIÓN – LISTA
LELE
PROCESARPROCESAR
LE:LE:
REGISTROREGISTRO
METODO SUBIENDO LA COLINA
MP MQ NR
ORDEN (HIJOS(P)) MQ NR
IMPLEMENTACIÓN – LISTAIMPLEMENTACIÓN – LISTA
La ordenación de los sucesores puede ser:La ordenación de los sucesores puede ser:
Ordenación:Ordenación: Función evaluadora Función evaluadora
De menor a mayor Distancia, costo, numero de pasos De menor a mayor Distancia, costo, numero de pasos
METODO SUBIENDO LA COLINA
ALGORITMO - LISTASALGORITMO - LISTASInicio1. LE :=((O, Estado_Inicial)); LV:= 0;Test de parada2. Si (LE = 0) entonces
Escribir (No hay solución), PARE;2. (F,P):= Primer(LE)3. Si (P es meta) entonces
Determinar_solución, PARE;Generar Sucesores5. Adiciona_ultimo((F,P), LV)6. Elimina_Primer(LE)7. Hijos_diferentes := Hijos(P) - LV8. Ordenar (Hojos_diferentes)9. Para(Nodo pertenece (Hijos (P) - LV))
Adicionar_primero((P,Nodo), LE)10. Ir a 2
METODO SUBIENDO LA COLINA
OBSERVACIONESOBSERVACIONES
El método no garantiza una solución exacta para El método no garantiza una solución exacta para problemas de optimización. problemas de optimización.
Esto es debido por que la estrategia de selección Esto es debido por que la estrategia de selección solo considera el mejor nodo sucesor y no el solo considera el mejor nodo sucesor y no el mejor de los nodos de la lista de espera (LE).mejor de los nodos de la lista de espera (LE).
METODO SUBIENDO LA COLINA
PROCEDIMIENTOPROCEDIMIENTO
En este método el criterio de selección es dado por el En este método el criterio de selección es dado por el nodo en LE que presenta “mejor” (mayor o menor) nodo en LE que presenta “mejor” (mayor o menor)
valor de la función de merito.valor de la función de merito.
Los nodos sucesores serán registrados como en Los nodos sucesores serán registrados como en profundidad, al inicio de LE, pero también pueden profundidad, al inicio de LE, pero también pueden
ser registrados al final, pues, el criterio de selección ser registrados al final, pues, el criterio de selección no depende del orden de cómo se registran los no depende del orden de cómo se registran los
sucesores. sucesores.
METODO PRIMERO EL MEJOR
IMPLEMENTACION – LISTASIMPLEMENTACION – LISTAS
LELE
PROCESARPROCESAR Si mejor = mayorSi mejor = mayor
LELE
REGISTROREGISTRO convenienciaconveniencia
METODO PRIMERO EL MEJOR
MP – 6 MQ - 8 NR - 5
HIJOS(Q) MP - 6 NR - 5
METODO PRIMERO EL MEJORALGORTIMO – LISTAS
Inicio1. LE :=((O, Estado_Inicial)); LV:= 0;Test de parada2. Si (LE = 0) entonces
Escribir (No hay solución), PARE;2. (F,P):= Mejor(LE)3. Si (P es meta) entonces
Determinar_solución, PARE;Generar Sucesores5. Adiciona_ultimo((F,P), LV)6. Elimina_Mejor(LE)7. Para(Nodo pertenece (Hijos (P) - LV))
Adicionar_primero((P,Nodo), LE)10. Ir a 2
METODO PRIMERO EL MEJOR
OBSERVACIONES
El método es adecuado para resolver problemas de optimización, garantiza solución optima, pero puede
requerir mayor numero de operaciones.
MÉTODO RAMIFICAR Y ACOTAR
RAMIFICAR
Se entiende por ramificar un nodeo de un arbol al proceso de ganerar nodos sucesores de este.
Todos los metodos ciegos y aquellos que usan informacion adicional son metodos de ramifificacion, pues todos
ellos incluyen un proceso de ramificacion.
MÉTODO RAMIFICAR Y ACOTAR
Ejemplo – Ramificar
Ramificacion de nodo
Ramificara
b c d
MÉTODO RAMIFICAR Y ACOTAR
CRITERIO DE SELECCIÓN DE NODO A RAMIFICAR
Primero el mejor,
El nodo que presente “mejor” (mayor o menor) valor de la función de merito será el primero a ser procesado.
FIFO,
El primer nodo a entrar en LE será el primero en ser procesado.
LIFO,
El ultimo nodo a entrar en LE será el primero en ser procesado,
Conveniencia : Los nodos se registran al inicio,
MÉTODO RAMIFICAR Y ACOTAR
EJEMPLO - CRITERIO DE RAMIFICACION
LE
4 5 2 9 9 8
NODO A RAMIFICAR:
Primero el mejor: AG o AC (mejor = mayor)
EF (mejor = menor)
LIFO BC
FIFO FG
BC BD EF AG AC FG
MÉTODO RAMIFICAR Y ACOTAR
ACOTACION (PODA)
Este proceso de simplificación de la búsqueda a través de la poda de ramas o sub-árboles del árbol de estado que presenta peores soluciones, es llamado de proceso de
acotacion.
MÉTODO RAMIFICAR Y ACOTAR
Ejemplo de Acotacion
C1 C2
23 34
Dos caminos conducen a un mismo nodo
a
ee
MÉTODO RAMIFICAR Y ACOTAR
ACTUALIZACION DE COTA
Asociado a cada estado procesado se tiene un valor de la función de merito, a este numero se le llama de cota del nodo.
Si en el proceso de ramificación es generado un nodo ya procesado y con mejor valor de función de merito que la cota asociada a este, entonces la cota de este nodo deberá ser actualizado por el valor de la función de merito. En este caso contrario, el nuevo nodo generado será excluido, porque generara igual o peor solución existente.
MÉTODO RAMIFICAR Y ACOTAR
Ejemplo de Acotacion (Problema de mínimo)
C1 C2
23 34
COTA = 23
Dos caminos conducen a un mismo nodo
a
ee
MÉTODO RAMIFICAR Y ACOTAR
Ejemplo de Acotacion (Problema de mínimo)
C1 C3
23 21
COTA = 23 21
Dos caminos conducen a un mismo nodo
a
ee
MÉTODO RAMIFICAR Y ACOTARIMPLEMENTACION – LISTASIMPLEMENTACION – LISTAS
LELE PROCESARPROCESAR Criterio de ramificaciónCriterio de ramificación
LELE REGISTROREGISTRO conveniencia conveniencia
ACTUALIZAR COTAS: LVACTUALIZAR COTAS: LV
HIJOS(Q) P R
P Q R
MÉTODO RAMIFICAR Y ACOTARALGORITMO DE RAMIFICACION Y ACOTACION – PRIMERO EL MEJOR
Inicio1. LE :=((O, Estado_Inicial)); LV:= (Estado_Inicial) ; Cota (Estado_Inicial):=0;Test de parada2. Si (LE = 0) entonces Escribir (No hay solución), PARE;3. (F,P):= Mejor(LE) /* F es el antecesor de P4. Si (P es meta) entonces Determinar_solución, PARE;Ramifica y Acota5. Elimina_Mejor(LE)7. Para(Nodo pertenece (Hijos (P))
Si (Nodo no pertenece LV)Adiciona_Inicio((P,Nodo),LE)Cota(Nodo) := f(Nodo)Adiciona_Ultimo((P,Nodo),LV)Sino
Si (f(Nodo)< Cota(Nodo))Adicona_inicio((P,Nodo),LE)Cota(Nodo) = f(Nodo)Adiciona_Ultimo((P,Nodo),LV)
Fin_SiFin_Para
10. Ir a 2
MÉTODO RAMIFICAR Y ACOTAR
OBSEVACIONES
El método garantiza una solución exacta para problemas de optimización
Este método es el mas eficiente de los métodos ciegos y de aquellos que usan información adicional
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
http://www.robot.uji.es/docencia/II28/teoria/transparencias-tema04.pdf
http://www.dee.ufma.br/~lpaucar/teaching/ia2000-1/cap2.3.2c.html
http://www.mitecnologico.com/Main/MetodoRamificarYAcotar