Kvalitatívne heuristiky

1. Kvalitatívne heuristiky • GPS (General Problem Solver) • Základným princípom GPS je analýza cieľov a prostriedkov na ich dosahovanie a rekurzívne riešenie problémov • Analýza predstavuje techniku výberu operátorov, redukujúcich diferencie medzi stavmi, najprv medzi počiatočným a koncovým stavom. • Tri procedúry – zmena stavu A na stav B, odstrá-nenie diferencie d medzi A a B, aplikácia operátora f na objekt (stav) A.

2. Diferencie • Diferenciou d nazývame podmnožinu množiny S x S, kde S je množina stavov. • Pomocou diferencií sa vyjadrujú rozdiely medzi dvoma stavmi. Volia sa tak, aby dva stavy boli rovnaké, ak medzi nimi niet diferencie podľa uvedenej definície. • Diferencie sa používajú aj na popis splnenia podmienok pre aplikovanie operátora, ak sú splnené podmienky, nie je žiadna diferencia

3. Použité procedúry v GPS • Zmena stavu A na stav B: • Porovnaj A a B, nájdi diferenciu d (ak niet diferencie, tak úspech) • Generuj podcieľ: redukuj d (redukovaním d vznikne stav A´ • Generuj podcieľ: zmena stavu A´ na stav B. • Striktne vzaté, diferenciu d medzi A a B nemožno nikdy odstrániť, redukciou diferencie rozumieme prechod do stavu A´, tak, aby diferencia d medzi stavom A´ a stavom B neexistovala.

4. Zmena stavu A na stav B

5. Použité procedúry v GPS II • Redukcia diferencie medzi A a B: • Nájdi operátor f redukujúci d • Over aplikovateľnosť operátora f • Generuj podcieľ – aplikuj f na A. • Ak sa nedá aplikovať pomocou procedúry aplikácie operátora, hľadaj iný operátor • Na zabezpečenie aplikovateľnosti, treba zaručiť, aby boli splnené podmienky, napr. aby nebola diferencia medzi stavom A a definičným oborom operátora f.

6. Redukcia diferencie d

7. Použité procedúry v GPS III • Aplikácia operátora f na stav A • Ak je f aplikovateľné na A, tak vytvor A´ = f(A). • Ak nie je aplikovateľné, nájdi diferenciu d´ medzi A a definičným oborom operátora f • Generuj podcieľ: redukuj diferenciu d´ • Nájdi operátorf´, ktorý redukuje diferenciu d´ • Ak je f´ aplikovateľné na A, tak vytvor A´´ =f´ (A) • Generuj podcieľ: aplikuj f na A´´ • Fungovanie systému GPS možno opísať A/ALEBO grafom, redukuje dovtedy, kým existujú diferencie

8. Aplikácia operátora f

9. A/ALEBO graf systému GPS

10. Výber diferencií a operátorov • Diferencie sú lineárne usporiadané, pričom uspo- riadanie vyjadruje prínos, ktorý má diferencia pre dosiahnutie cieľového stavu (najprv sa redukuje diferencia, ktorá má najväčší prínos) • Tabuľka diferencií a operátorov – určuje, ktorý operátor sa hodí na redukciu ktorej diferencie – tabuľka má toľko riadkov, koľko je diferencií a toľko stĺpcov, koľko je operátorov, na priesečníku je krížik, ak tento operátor redukuje túto diferenciu • Vo výbere a usporiadaní diferencií je kvalitatívna heuristická informácia

11. Riešenie problému cez GPS • Definovať stavy • Opísať počiatočný stav a overiteľnú podmienku pre koncový stav • Zadať operátory tak, aby obsahovali stavy, na kto-ré je operátor aplikovateľný a stav, ktorý vznikne po jeho aplikácii (podmienky aplikovateľnosti) • Zvoliť diferencie, ich usporiadanie a tabuľku diferencií a operátorov • Ilustrácia na probléme misionárov a ľudožrútov, na probléme dopravy do vzdialeného mesta apod.

12. Nedostatky systému GPS • Systém GPS neuspel pri šachu • Počet stavov je obrovský, počet operátorov nie je príliš veľký • Nedajú sa pri šachu dobre určiť diferencie medzi aktuálnou pozíciou (stavom) a matom • Definované diferencie určovali rozdiely medzi dvoma lokálnymi pozíciami (stavmi) a program fungoval zle, robil školácke chyby • De facto uvažoval iba na pár krokov dopredu a nemohol byť úspešný