le jeu et l’intelligence artificielle
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Le Jeu et l’intelligence artificielle. Oana Frunza University of Ottawa 6-7 mai, 2009. Les jeux comme un problème de recherche. Qu'est-ce qu’on cherche? solution, étapes pour arriver à la solution Où on cherche? - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Le Jeu et l’intelligence Le Jeu et l’intelligence artificielleartificielle
Oana FrunzaOana FrunzaUniversity of OttawaUniversity of Ottawa
6-7 mai, 20096-7 mai, 2009
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Les jeux comme un problème de recherche
Qu'est-ce qu’on cherche? solution, étapes pour arriver à la solution
Où on cherche?dans une espace de recherche - ensemble
d’objets (solution partiale) dans laquelle la recherche s’effectue (structure en arbre)
Comme on cherche?dans un espace de recherche, les objets sont reliés
les uns aux autres par des opérateurs qui transforment un objet en un autre
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La plus importante étape
Représentation comment mettre en évidence les caractéristiques essentielles d’un problème pour les rendre accessibles à une procédure de résolution de problèmes
graphes et machines d’états calcul propositionnel
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Calcul propositionnel
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objectes
opérateurs (actions)
espace de recherche
Graphe d’états
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Comme on cherche?Application systématique des opérateursVérification, après chaque transformation pour voir si l’objet qui
résulte est un élément de l’ensemble des buts finaux.
Recherche Aveugle: Une méthode de recherche qui n’est pas guidée par des informations sur le domaine.
Mesure pour un espace: Un système de calcul de mesure de distance entre deux objets dans l’espace de recherche où la mesure de la valeur d’un objet donné dans cet espace.
Recherche Heuristique: Une méthode de recherche qui emploie une mesure pour guider la recherche.
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La Recherche Heuristique
Heuristiques (Greek heuriskein = trouver, découvrir): « l’étude de méthodes et règles pour la découverte et l’invention".
Ils sont des espaces de recherche trop grande pour une recherche aveugle : pour chéquiers il est 1040 chemins, échecs 10120
En utilisant des heuristiques on diminue l’espace de recherche, on accélérer la recherche – on doit utilise une fonction pour grade les objecte/les prochaines actions
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Note• Dans la vie réelle on utilise aussi
l’heuristique:
• Exemple: Au supermarché, on choisit la queue la moins longue ou alors on choisit la queue dans laquelle les clients on le plus petit nombre d’objets dans leur panier.
• Avez-vous d’autres exemples?
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Problème du voyageur de commerce
consiste, étant donné un ensemble de villes séparées par des distances données, trouver le plus court chemin qui relie toutes les villes
DEMO
Votre tour!
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Comment le faire?1. Créer une représentation pour objets et opérateurs2.Définir une mesure pour espace de
recherche.3. Créer une méthode efficace de comparaison ou d’ évaluation d’objets en phase avec la mesure.4. Créer une méthode efficace pour la sélection des objets à considérer dans
l’espace
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Les missionnaires et les cannibales: Le
problèmeTrois missionnaires et trois cannibales se trouvent sur la mêmerive d’une rivière. Ils voudraient tous se rendre sur l’autre rive.Cependant, si le nombre de cannibales est supérieur à celui desmissionnaires, alors les cannibales mangeront les missionnaires.Il faut donc que le nombre de missionnaires présents sur l’une ou l’autre des rives soit toujours supérieur à celui descannibales. Le seul bateau disponible ne peut pas supporter lepoids de plus de deux personnes. Comment est-ce que tout lemonde peuvent traverser la rivière sans que les missionnairesrisquent être mangé?
http://www.site.uottawa.ca/~nat/Courses/csi4506_Automne2004/
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Représentation du problème
Configuration initiale:
• Configuration finale
Cette représentation n’est pas appropriée pour un ordinateur: les règles et les contraintes ne sont pas formulées.
M
C
M
C
Rive Gauche Rive droite
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Etape 1 Représentation du problème
Configuration initiale
Configuration finale
Déplacement légaux
Contraintes– Les cannibales ne doivent pas être plus nombreux que les
missionnaires sur les deux rives– Le bateau ne peut pas supporter plus de deux personnes.
MMMCCCB|
|MMMCCCB
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MMMCCCB |
MMMCC | BC MCCC | BMM
MMMC | BCC MMCC | BMC
MMMCCB | C MMCCCB | M MMMCCB | C
C C
CC
CC
MC MC
MM
MMCCC | BM
M
C C M
On continue à étendre l’ espace de recherche jusqu’ à l’arrivée d’une Configuration finale
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Le jeu
M&C
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Une solution pour le problème
• MMMCCCB |• MMMC | BCC• MMMCCB | C• MMM | BCC• MC | BMMCC• MMCCB | MC• CC | BMMMC• CCCB | MMM
• C | BCCMMM• CCB | CMMM• | BCCCMMM• Le développement
explicite de l’ espace de recherche en entier n’est pas une solution pratique! L’ espace de recherche doit être contenu à ses parties significatives
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Problème 2: Le Loup, le mouton et le chou
C'est l' Fernand, accompagné d'un loup, d'un mouton et d'un chou qui doit traverser une rivière pour rentrer chez la Marie.Malheureusement, l'en a qu'une petite barque qui ne lui permet que de transporter un seul objet ou animal à la fois.Ainsi, à chaque fois, y doit en laisser deux sur la rive sans faire gaffe à eux, le temps de traverser.Ben sûr, le loup mange le mouton et le mouton mange le chou.
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Étape 1 Représentation du problème
Configuration initiale ....|LMCB
Configuration finale LMCB|….
Opérateurs une petite barque qui ne lui permet que de transporter
un seul objet ou animal à la fois
ben sûr, le loup mange le mouton et le mouton mange le chou. if (isMoving) { currentSpeed--; } else { System.err.println("The bicycle has already topped!"); }
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Étapes 2 et 3Vérifier si le conditions sont satisfaites
Étapes 4Faire juste des transportation légales
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Trouver la solution!!!
LMC
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Problème de voyage En vacance en Roumanie
Ville de départ: Arad Ville d’ arrive: Bucarest
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Étape 1
Objectés: les villes
Actions: conduire entre les villes
La solution: une suite des villes - e.g., Arad, Sibiu, Fagaras, Bucharest
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Représentation utilisant des arbres
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![Page 26: Le Jeu et l’intelligence artificielle](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062521/56814c1a550346895db91a5c/html5/thumbnails/26.jpg)
Pour trouver la solution on cherche ….
une route pour arriver à la destination
Pour le jeu de M&C – on cherche quel déplacement à faire
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MMMCCCB |
MMMCC | BC MCCC | BMM
MMMC | BCC MMCC | BMC
MMMCCB | C MMCCCB | M MMMCCB | C
C C
CC
CC
MC MC
MM
MMCCC | BM
M
C C M
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Avec les techniques de recherche
On donne les ordinateurs une intelligence, prendre une décision -> la recherche une grand partie de l’intelligence artificielle
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Représentation pour la recherche
Arbres de recherche
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B et C sont voisons pour Anœud
arc – direction unique
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Pause….. nous jouons!
Tic-Tac-Toe
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Recherche Depth-First (RDF)
1. On prendre un nœud on vérifie les voisins prendront le premier
2. On vérifie si le nœud actuel est la solution a. si oui on s’arrêt
b. si non on fait le voisin du nœud actuel le nœud actuel et on continue avec 1.
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Trouver la route A->F
![Page 34: Le Jeu et l’intelligence artificielle](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062521/56814c1a550346895db91a5c/html5/thumbnails/34.jpg)
Étape 0
On commence avec le nœud source A
On utilise 2 listesListe Ouverte: les actions (nœud) courantes Liste Ferme: les actions (nœud) passe
Liste Ouverte: AListe Ferme: <>
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Étape 1
Liste Ouverte: B, CListe Ferme: A
1. Liste Ouverte: A Liste Ferme: <>2. Est A la solution?3. Étendre A
![Page 36: Le Jeu et l’intelligence artificielle](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062521/56814c1a550346895db91a5c/html5/thumbnails/36.jpg)
Étape 2
1. Liste Ouverte: B, C Liste Ferme: A2. Est B la solution?3. Étendre B
Liste Ouverte: D, E, CListe Ferme: A,B
![Page 37: Le Jeu et l’intelligence artificielle](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062521/56814c1a550346895db91a5c/html5/thumbnails/37.jpg)
Étape 31. Liste Ouverte: D, E, C Liste Ferme: A,B2. Est D la solution?3. Étendre D
Liste Ouverte: E, CListe Ferme: A,B,D
![Page 38: Le Jeu et l’intelligence artificielle](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062521/56814c1a550346895db91a5c/html5/thumbnails/38.jpg)
Étape 41. Liste Ouverte: E, C Liste Ferme: A,B,D2. Est E la solution?3. Étendre E
Liste Ouverte: F,G, CListe Ferme: A,B,D,E
![Page 39: Le Jeu et l’intelligence artificielle](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062521/56814c1a550346895db91a5c/html5/thumbnails/39.jpg)
Étape 51. Liste Ouverte: F,G, C Liste Ferme: A,B,D,E2. Est F la solution? Oui F
Liste Ouverte: G, CListe Ferme: A,B,D,E,F
![Page 40: Le Jeu et l’intelligence artificielle](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062521/56814c1a550346895db91a5c/html5/thumbnails/40.jpg)
Recherche breadth-first (RBF)
La seule différence est le placement des nœuds qui sont étendrais
RDF – on met les nœuds au début de la Liste ouverte (une représentation pile)
BDF – on met les nœuds à la fin de la Liste ouverte (une représentation file)
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Recherche breadth-first (RBF)
• Trouver la route A->E
![Page 42: Le Jeu et l’intelligence artificielle](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062521/56814c1a550346895db91a5c/html5/thumbnails/42.jpg)
Étape 0
On commence avec le nœud source A
Liste Ouverte: AListe Ferme: <>
![Page 43: Le Jeu et l’intelligence artificielle](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062521/56814c1a550346895db91a5c/html5/thumbnails/43.jpg)
Étape 1
Liste Ouverte: B, CListe Ferme: A
1. Liste Ouverte: A Liste Ferme: <>2. Est A la solution?3. Étendre A
![Page 44: Le Jeu et l’intelligence artificielle](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062521/56814c1a550346895db91a5c/html5/thumbnails/44.jpg)
Étape 2
1. Liste Ouverte: B, C Liste Ferme: A2. Est B la solution?3. Étendre B
Liste Ouverte: C, D, EListe Ferme: A,B
![Page 45: Le Jeu et l’intelligence artificielle](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062521/56814c1a550346895db91a5c/html5/thumbnails/45.jpg)
Étape 31. Liste Ouverte: C, D, E Liste Ferme: A,B2. Est C la solution?3. Étendre C
Liste Ouverte: D, EListe Ferme: A,B, C
![Page 46: Le Jeu et l’intelligence artificielle](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062521/56814c1a550346895db91a5c/html5/thumbnails/46.jpg)
Étape 41. Liste Ouverte: D, E Liste Ferme: A,B,C2. Est D la solution?3. Étendre D
Liste Ouverte: EListe Ferme: A,B,C,D
![Page 47: Le Jeu et l’intelligence artificielle](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062521/56814c1a550346895db91a5c/html5/thumbnails/47.jpg)
Étape 51. Liste Ouverte: E Liste Ferme: A,B,C,D2. Est E la solution? Oui E
Liste Ouverte: G, CListe Ferme: A,B,D,E
![Page 48: Le Jeu et l’intelligence artificielle](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062521/56814c1a550346895db91a5c/html5/thumbnails/48.jpg)
Pseudo-code RDF 1. Déclaration pour 2 listes vides: Liste
ouverte & Liste ferme2. Ajute le nœud racine à la Liste ouverte3. La Liste ouverte n’est pas vide
A. Élimine le premier nœud dans la Liste ouverteB. Vérifier si le nœud élimine est la solution
i. Si il est la solution: arrêt l’algorithme, ajoute le nœud à la Liste ferme, rendre la Liste ferme pour la solution.
ii. Si il n’est pas la solution continue avec étape CC. Extraire les voisins pour le nœud élimineD. Ajoute les voisins au débout de la Liste ouverte,
ajoute le nœud élimine a la Liste ferme
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Pseudo-code RBF1. Déclaration pour 2 listes vides: Liste
ouverte & Liste ferme2. Ajute le nœud racine à la Liste ouverte3. La Liste ouverte n’est pas vide
A. Élimine le premier nœud dans la Liste ouverte
B. Vérifier si le nœud élimine est la solutioni. Si il est la solution: arrêt l’algorithme, ajoute le
nœud à la Liste ferme, rendre la Liste ferme pour la solution.
ii. Si il n’est pas la solution continue avec étape CC. Extraire les voisins pour le nœud élimineD. Ajoute les voisins à la fin de la Liste ouverte,
ajoute le nœud élimine a la Liste ferme
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Quelle recherche? quand?
• RDF: Préférée pour chercher un espace de recherche structuré en un arbre fini avec des nœuds finaux dans les feuilles de l’arbre.
• RBF: Préférée lorsque le “branching factor” est petit, les opérateurs ont une application coûteuse et les nœuds finaux sont attendus a une profondeur raisonnable.