TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ===== o0o ===== BÀI TẬP LỚN MÔN TRÍ TUỆ NHÂN TẠO Đề tài Tìm hiểu các thuật toán tìm kiếm mù và ứng dụng vào bài toán rót nước Hà Nội 12/2021[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THƠNG TIN ===== o0o ===== BÀI TẬP LỚN MƠN: TRÍ TUỆ NHÂN TẠO Đề tài: Tìm hiểu thuật tốn tìm kiếm mù ứng dụng vào tốn rót nước Hà Nội -12/2021 LỜI MỞ ĐẦU Để hoàn thành báo cáo này, chúng em nhận nhiều hướng dẫn từ phía thầy khoa Sự giảng dạy chu đáo, tận tình giúp đỡ nhiệt tình từ thầy cô giúp chúng em hiểu nhiều vấn đề hoàn thành báo cáo tốt Chúng em tỏ lịng biết ơn sâu sắc với Lê Thị Thuỷ, người tận tình hướng dẫn giúp đỡ, bảo nhóm em suốt q trình nghiên cứu đề tài hoàn thành báo cáo Sau khoảng thời gian cô Lê Thị Thủy đưa đề tài, chúng em nỗ lực cố gắng việc tìm hiểu đề tài Các bạn nhóm cộng chăm giúp đỡ lẫn báo cáo hoàn hảo đến thời điểm Một lần nhóm em xin cảm ơn giảng viên Lê Thị Thủy, bạn lớp tập thể nhóm làm việc hồn thành tốt báo cáo Chúng em xin chân thành cảm ơn! Mục lục LỜI MỞ ĐẦU DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG I KHÔNG GIAN TRẠNG THÁI VÀ CÁC THUẬT TỐN TÌM KIẾM I Không gian trạng thái Mô tả trạng thái Toán tử chuyển trạng thái Không gian trạng thái toán II Các thuật tốn tìm kiếm mù .8 Thuật tốn tìm kiếm theo chiều sâu (Depth First Search) .8 Thuật toán tìm kiếm theo chiều rộng (Breadth First Search) 10 III Thuật toán Heuristic 13 Tìm kiếm tối ưu ( Best-First-Search ) 15 Thuật toán AT 17 2.1 Khái niệm: 17 2.2 Phương pháp: Sử dụng hai danh sách CLOSE OPEN 18 Thuật toán AKT 20 3.1 Thuật toán 20 3.2 Ví dụ 21 Thuật giải A* 23 4.1 Khái niệm 23 4.2 Các tính chất .25 4.3 Ví Dụ 26 CHƯƠNG II XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH .30 I Mơ tả tốn 30 Không gian trạng thái .30 Chuyển đổi không gian trạng thái thành đồ thị 32 II Cài đặt thuật toán 33 KẾT LUẬN 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Mơ tả khơng gian trạng thái tốn rót nước Hình 2: Đồ thị tốn rót nước 31 32 Hình 3: Trạng thái đỉnh 35 Hình 4: Thuật tốn DFS 36 Hình 5: Tìm kiếm đường 37 Hình 6: Kết chạy thử 38 Hình 7: Kết chạy thử 38 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Ví dụ thuật giải DFS 11 Bảng 2: Ví dụ thuật giải BFS 14 Bảng 3: Ví dụ thuật giải AT 20 Bảng 4: So sánh thuật toán DFS BFS 30 Biểu đồ 1: ví dụ thuật tốn DFS 10 Biểu đồ 2: Ví dụ thuật tốn BFS 13 Biểu đồ 3: Ví dụ tìm kiếm tối ưu 16 Biểu đồ 4: Ví dụ thuật tốn AT 20 Biểu đồ 5: Ví dụ thuật giải AKT 24 Biểu đồ 6: Ví dụ thuật tốn A* 27 CHƯƠNG I KHƠNG GIAN TRẠNG THÁI VÀ CÁC THUẬT TỐN TÌM KIẾM Vấn đề tìm kiếm, cách tổng qt, hiểu tìm đối tượng thỏa mãn số địi hỏi đó, tập hợp rộng lớn đối tượng Chúng ta kể nhiều vấn đề mà việc giải quy vấn đề tìm kiếm Các trị chơi, chẳng hạn cờ vua, cờ carơ xem vấn đề tìm kiếm Trong số nhiều nước phép thực hiện, ta phải tìm nước dẫn tới tình kết mà ta người thắng Trong lĩnh vực nghiên cứu Trí Tuệ Nhân Tạo, thường xuyên phải đối đầu với vấn đề tìm kiếm Các kỹ thuật tìm kiếm áp dụng để giải vấn đề áp dụng rộng rãi lĩnh vực nghiên cứu khác Trí Tuệ Nhân Tạo Trong phần này, nghiên cứu thuật tốn tìm kiếm theo chiều sâu thuật tốn tìm kiếm theo chiều rộng tốn tìm kiếm trạng thái mục tiêu không gian trạng thái I Không gian trạng thái Mô tả trạng thái Giải tốn khơng gian trạng thái, trước hết phải xác định dạng mơ tả trạng thái tốn cho toán trở nên đơn giản hơn, phù hợp chất vật lý tốn (Có thể sử dụng xâu ký hiệu, véctơ, mảng hai chiều, cây, danh sách, ) Mỗi trạng thái hình trạng tốn, tình trạng ban đầu tình trạng cuối toán gọi trạng thái đầu trạng thái cuối Ví dụ: Bài tốn đong nước: Cho bình có dung tích m n (lit) Với nguồn nước không hạn chế, dùng bình để đong k lit nước Khơng tính tổng qt giả thiết k n (x+ y,0) x+y < = m (m, x + y - m) x+y > m Không gian trạng thái tốn - Khơng gian trạng thái tập tất trạng thái có tập tốn tử tốn - Khơng gian trạng thái bốn, Ký hiệu: K= (T, S, G, F) Trong đó: + T: tập tất trạng thái có tốn + S: trạng thái đầu + G: tập trạng thái đích + F: tập tốn tử Ví dụ Khơng gian trạng thái tốn đong nước bốn T, S, G, F xác định sau: T = { (x,y) /