عامل هاي هوشمند

1. عامل هاي هوشمند تهيه کننده: عبدالرضا ميرزايي دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

2. سرفصل مطالب • عامل ها و محيط ها • منطقي بودن • معيار كارآيي، محيط، اثركننده ها، حسگرهاPEAS (Performance measure, Environment, Actuators, Sensors) • انواع محيط ها • انواع عامل ها دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

3. عامل ها عامل: هر چيزي كه بتواند محيط پيرامونش را از طريق حسگرها درك كند و در آن محيط از طريق اثركننده ها عمل كند. عامل انساني: – چشم ها و گوش ها و ساير اندام هاي حسي به عنوان حسگرها – دست ها، پاها، دهان و ساير اعضاي بدن به عنوان اثر كننده ها عامل روبات: – دوربين ها و فاصله ياب مادون قرمز به عنوان حسگرها – انواع موتورها به عنوان اثر كننده ها دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

4. عامل ها و محيط ها • تابع عامل دنباله ادراكات را به اعمال نگاشت مي كند: [f: P* A] • برنامه عامل براي ايجاد f بر روي معماري فيزيكي اجرا مي شود. • عامل = معماري + برنامه دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

5. دنياي جارو برقي • ادراك ها: مكان ها و محتويات آنها، مانند [A,Dirty] • اعمال: حركت به چپ و راست، مكش وNoOp دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

6. عامل هاي منطقي • يك عامل بايد بر اساس آنچه كه مي تواند درك كند و اعمالي كه مي تواند انجام دهد « كار درست را انجام دهد » ، عمل درست آن است كه باعث شود عامل بيشترين موفقيت را بدست آورد. • معيار كارآيي: يك معيار هدف براي سنجش ميزان موفقيت رفتار يك عامل • مثال: معيار موفقيت عامل دنياي جارو برقي: – مقدار گرد و خاك تميز شده – ميزان زمان مصرف شده – مقدار برق مصرف شده – ميزان سر و صداي توليد شده و ... دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

7. عامل هاي منطقي تعريف عامل منطقي: براي هر دنباله ادراكي ممكن، يك عامل منطقي بايد بر اساس شواهد دريافتي از دنباله ادراكي و دانش دروني، عملي را انتخاب كند كه انتظار مي رود معيار كارآيي اش را به حداكثر برساند. دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

8. عامل هاي منطقي • عامل مي تواند اعمالي را انجام دهد تا از طريق تغيير در ادراك هاي آتي منجر به بدست اوردن اطلاعات مفيد شود (جمع آوري دانش، اكتشاف) • يك عامل خودمختار autonomousاست اگر رفتارش بر اساس تجربه اش تعيين شود ( به همراه قابليت يادگيري و تطبيق پذيري) دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

9. PEAS معيار كارآيي، محيط، اثركننده ها، حسگرها PEAS (Performance measure, Environment, Actuators, Sensors) • اولين قدم در طراحي عامل، مشخص كردن موارد بالاست. • مثال: طراحي يك راننده تاكسي اتوماتيك – معيار كارآيي: امنيت، سرعت، رعايت قانون، راحتي، سود و ... – محيط: خيابان ها، افراد پياده، مشتري ها و ... – اثركننده ها: فرمان، گاز، ترمزها، بوق، چراغ ها و ... – حسگرها: دوربين ها، حسگرهاي صوتي، سرعت سنج، GPS، كيلومتر شمار، حسگرهاي موتور، ... دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

10. PEAS عامل: سيستم تشخيص پزشكي – معيار كارآيي: سلامتي بيمار، به حداقل رساندن هزينه و ... – محيط: بيمار، بيمارستان، كارمندان و ... – اثر كننده ها: صفحه نمايش (پرسش ها، آزمايش ها، تشخيص ها، مداوا) – حسگرها: صفحه كليد ( دريافت علايم، يافته ها و پاسخ هاي بيمار) دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

11. PEAS عامل: روبات جابه جا كننده اشياء – معيار كارآيي: درصد قطعاتي كه در صندوق درست قرار مي گيرند – محيط: نوار نقاله و اشياء روي آن، صندوق ها – اثركننده ها: بازوها و دست – حسگرها: دوربين، حسگر زاويه مفاصل دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

12. PEAS آموزش دهنده زبان به صورت محاوره اي – معيار كارآيي: به حداكثر رساندن نمره دانش آموز در امتحان – محيط: مجموعه دانش آموزان – اثركننده ها: صفحه نمايش (تمرين ها، پيشنهادات و اصلاحات) – حسگرها: صفحه كليد دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

13. انواع محيط • كاملا قابل مشاهده (در مقابل مشاهده پذير جزئي): Fully observable (vs. partially observable) محيطي كه در آن در هر لحظه از زمان حسگرهاي عامل به آن امكان دستيابي به حالت كامل محيط را مي دهند. • قطعي (در مقابل اتفاقي): Deterministic (vs. stochastic) حالت بعدي محيط كاملا بوسيله حالت فعلي و عمل انجام شده توسط عامل قابل تعيين مي باشد. اگر محيط به جز در مورد عمل عامل هاي ديگر قطعي باشد، آنگاه محيط استراتژيك مي باشد. دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

14. انواع محيط • اپيزوديك (در مقابل ترتيبي): Episodic (vs. sequential) • تجربه عامل قابل به ”دوره هاي“ غير قابل تجزيه تقسيم مي شود (هر دوره شامل ادراك عامل و سپس انجام يك عمل مي باشد) و انتخاب عمل در هر دوره تنها به خود همان دوره بستگي دارد. • ايستا (در مقابل پويا): Static (vs. dynamic) • محيط در حين سنجش عامل (براي انتخاب عمل) تغيير نمي كند. اگر خود محيط با گذشت زمان تغيير نكند ولي معيار كارآيي عامل تغيير كند، آنگاه محيط نيمه پويا مي باشد. دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

15. انواع محيط • گسسته (در مقابل پيوسته): Discrete (vs. continuous) • محيطي كه در آن تعداد محدود و متمايزي از درك ها و عمل هاي كاملا واضح تعريف شده باشد. • در محيط گسسته، مجموعه حالات محيط يك مجموعه گسسته مي باشد و حالات بسادگي قابل تمايز مي باشند. • مثال: محيط دنياي مكش – State = {1, 2, …, 8} – Action = {Left, Right, Suck, NoOp} – Percept = {[Left, Clean], [Left, Dirty], [Right, Clean], …} دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

16. انواع محيط • تك عاملي (در برابر چند عاملي): Single agent (vs. multiagent) • يك عامل خودش به تنهايي در محيط عمل مي كند. • مثال: محيط عامل حل كننده جدول كلمات متقاطع و دنياي مكش • چند عاملي: • تعدادي عامل كه با يكديگر در تعامل مي باشند. • مثال: شطرنج (رقابتي)، روبوكاپ (بين اعضاي يك تيم همياري و بين اعضاي دو تيم رقابتي دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

17. انواع محيط شطرنج با ساعت شطرنج بدون ساعت رانندگي تاكسي كاملا قابل مشاهده بله بله خير قطعي استراتژيك استراتژيك خير دوره اي خير خير خير ايستا نيمه پويا بله خير گسسته بله بله خير تك عاملي خير خير خير • نوع محيط به ميزان زيادي تعيين كننده طراحي عامل مي باشد. • دنياي واقعي: مشاهده پذير جزئي، اتفاقي، ترتيبي، پويا، پيوسته و چندعاملي دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

18. توابع و برنامه هاي عامل • يك عامل كاملا بوسيله تابع عامل مشخص مي شود. • هدف: يافتن روشي به منظور پياده سازي تابع عامل منطقي به طور مختصر و مفيد دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

19. عامل مبتني بر جدول جستجو • يك روش به منظور توصيف تابع عامل استفاده از جدول جستجو • نشان دهنده فعاليت مناسب براي هر دنباله ادراكي ممكن • معايب: – جدول بسيار عظيم – زمان بسيار زياد براي ايجاد جدول و احتمال بالاي خطا – عدم خود مختاري – حتي با قابليت يادگيري، نياز به زمان بسيار زيادي براي يادگيري مداخل جدول دارد. دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

20. عامل مبتني بر جدول جستجو دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

21. انواع عامل ها • چهار نوع اصلي به ترتيب افزايش عموميت (Simple reflex) – عامل هاي واكنشي ساده (Model-based reflex) – عامل هاي واكنشي مبتني بر مدل (Goal-based) – عامل هاي مبتني بر هدف (Utility-based) – عامل هاي مبتني بر سودمندي دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

22. عامل هاي واكنشي ساده • ساده ترين نوع عامل • در هر لحظه، عمل تنها بر اساس درك فعلي انتخاب مي شودشامل قوانين شرط- عمل دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

23. عامل هاي واكنشي ساده دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

24. عامل هاي واكنشي ساده دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

25. عامل هاي واكنشي مبتني بر مدل (حافظه دار) • عامل واكنشي ساده در صورتي كار مي كند كه محيط كاملا قابل مشاهده باشد • اگر محيط مشاهده پذير جزئي باشد، پيگيري تغييرات دنيا لازم است • مثال: تاكسي اتوماتيك • مستلزم دو نوع دانش – نحوه تغيير دنيا – تاثير اعمال عامل بر دنيا دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

26. عامل هاي واكنشي مبتني بر مدل دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

27. عامل هاي واكنشي مبتني بر مدل دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

28. عامل هاي مبتني بر هدف دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

29. عامل هاي مبتني بر سودمندي • در بسياري از محيط ها اهداف براي توليد رفتاري با كيفيت بالا مناسب نيستند • مثال: تاكسي اتوماتيك – ممكن است چندين مسير براي رسيدن به مقصد موجود باشد، اما بعضي از آنها سريعتر، امن تر، مطمئن تر و يا ارزانتر از بقيه مي باشند • اهداف ملاكي خام براي توصيف وضعيت ها هستند (مطلوب و نامطلوب) • تابع سودمندي: حالت ( يا دنباله اي از حالات) را به يك عدد حقيقي نگاشت مي كند كه درجه مطلوبيت آن را توصيف مي كند دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

30. عامل هاي مبتني بر سودمندي دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

31. عامل هاي يادگيرنده • مولفه هاي عامل يادگيرنده – عنصر يادگيرنده : براي ايجاد بهبود – عنصر كارآيي: انتخاب فعاليت هاي خارجي – منتقد: توليد بازخورد با توجه به استاندارد كارآيي براي عنصر يادگيرنده – مولد مساله: پيشنهاد فعاليت هاي اكتشافي • • مثال: تاكسي اتوماتيك – عنصر كارآيي: حركت سريع از خط 3 به خط 1 – منتقد: دريافت شكايت راننده هاي ديگر – ايجاد قانوني بيانگر بد بودن اين عمل و اصلاح عنصر كارآيي دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

32. عامل هاي يادگيرنده • انواع دانشي كه عنصر يادگيرنده مي تواند ياد بگيرد: – يادگيري مستقيم از دنباله ادراكي – يادگيري نحوه تغييرات دنيا: مشاهده دو حالت متوالي – يادگيري در مورد تاثير عمل عامل: مشاهده نتايج فعاليت عامل • مثال: نحوه ترمز كردن در جاده هاي خيس دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر

33. عامل هاي يادگيرنده دانشگاه صنعتي اصفهان دانشکده برق و کامپيوتر