slike thuyết trình báo cáo môn trí tuê nhân tạo bài toán n-puzzle sử dụng thuật toán a

BÀI TẬP LỚN MÔN: TRÍ TUỆ NHÂN TẠO ĐỀ TÀI: TRÒ CHƠI Ô CHỮ PUZZLE SỬ DỤNG THUẬT TOÁN A*... • Bài toán đặt ra: di chuyển ô trống đổi chỗ với các ô số lân cận sao cho đưa về trạng thái đích

BÀI TẬP LỚN MÔN: TRÍ TUỆ NHÂN TẠO

ĐỀ TÀI: TRÒ CHƠI Ô CHỮ PUZZLE SỬ

DỤNG THUẬT TOÁN A*

• Nhóm sinh viên thực hiện:

– Nguyễn Huy Triển 20082751 – Trần Bá Tùng 20083041 – Đặng Vũ Hạnh 20080899

– Phùng Ngọc Duy 20101256 – Phan Việt Phong 20083429 – Nguyễn Anh Tuấn 20102772

Phân công công việc:

- Triển, Tùng và Hạnh code chương trình.

- Duy viết báo cáo.

- Phong tìm hiểu thuật toán.

- Tuấn và Triển làm slide.

Nội dung chính

1 Bài toán thực tế

2 Giải thuật A*

3 Phương pháp giải quyết

4 Vấn đề tồn tại

5 Hướng phát triển

Bài toán thực tế

• Xáo trộn hoặc đưa ra trạng thái ban đầu (có lời giải) như hình

bên

• Bài toán đặt ra: di chuyển ô

trống (đổi chỗ với các ô số lân

cận) sao cho đưa về trạng thái

đích ở hình dưới

Giải thuật A*

• Ý tưởng: tránh việc phát triển các nhánh tìm kiếm có chi phí cao

• Sử dụng hàm đánh giá f(n) = g(n) + h(n)

g(n): chi phí từ nút gốc đến nút hiện tại

h(n): chi phí ước lượng từ nút hiện tại n đến đích

f(n): chi phí tổng thể ước lượng đường đi của nút hiện tại n đến đích

Ước lượng heuristic

• h(n) = h1 + h2

• h1 là tổng chi phí ngắn nhất để đưa các ô sai

về vị trí đúng, tính theo khoảng cách

manhattan

• h2 là hàm chặn Gọi x là khoảng cách theo chiều dọc sai vị trí và y là khoảng cách theo chiều ngang sai vị trí thì h2 cộng thêm giá trị lớn nhất max(x,y) với mỗi ô có (x+y)>1

Phương pháp giải quyết

• Để đảm bảo giải thuật A* là hoàn chỉnh thì phải khử các vòng lặp

Giải pháp:

Mỗi nút con sinh ra, ta kiểm tra trạng thái của chúng xem có xuất hiện trong 2 tập open và hash

không, nếu không thì nạp vào open, ngược lại nếu

g nút mới sinh nhỏ hơn g nút đã tồn tại thì thay thế nút mới vào đồng thời cập nhật các nút con.

Phương pháp giải quyết

• Để đảm bảo hệ thống sinh trạng thái đầu có lời giải, cần thỏa mãn:

- n lẻ : N mod 2 = 0

- n chẵn :

+ N mod 2 = 0 và ô trống nằm trên dòng chẵn tính từ trên xuống.

+ N mod 2 = 1 và ô trống nằm trên dòng lẻ tính từ

trên xuống.

N là tổng số ô có giá trị bé hơn mỗi ô trước.

Phương pháp giải quyết

• Sử dụng tập hash như 1 bảng băm để tăng tốc

độ duyệt tìm các nút trùng nhau

Vấn đề tồn tại

• Hàm h(n) chưa đánh giá hoàn chỉnh, chỉ sử

dụng được ở các mức thấp

• Duyệt tìm ở mức cao, phần tử trong hash có

số phần tử con rất lớn nên thuật toán bị chậm

Hướng phát triển

• Tìm hàm h(n) tối ưu hơn để sử dụng ở các

mức cao hơn

• Xây dựng hàm băm tối ưu hơn để tăng tốc tìm kiếm

• Về việc so sánh ưu thế và nhược điểm so với các nhóm làm đề tài puzzle khác, em nghĩ

demo chương trình không thể hiện được rõ Nếu phân tích code và thuật toán cài đặt sẽ thấy được ưu nhược điểm Trong đó em đề cao nhất là xuất phát điểm của bài toán và thuật giải Vì vấn đề đầu tiên đặt ra mới thể hiện ưu thế giải quyết bài toán của chương trình, thuật giải thể hiện tối ưu chương trình