問題解決

問題解決 • 問題の表現 • 定性的，論理的関係を対象とした問題 • 問題解決プロセスの表現 • 状態空間 • 問題の分解・還元

問題の表現 [記号] 　　　：リンゴの個数　　　：ナシの個数 1個200円のリンゴと1個100円のナシを合わせて6個買い，800円支払いました．　　　　　リンゴとナシはそれぞれ何個買ったでしょうか？ [定量的関係]

問題の表現 [記号] 　　　　：　は　の父である　　　：　は　の祖父である太郎は花子の父であり,次郎は太郎の父である．父の父は祖父である．花子の祖父は誰か？ [論理的関係]

問題の別表現 1個200円のリンゴと1個100円のナシを合わせて6個買い，800円支払いました．　　　　　リンゴとナシはそれぞれ何個買ったでしょうか？

B A 積木の世界の表現 • 積木の状態の表現 C B A C 初期状態目標状態

積木の世界の表現 • ロボットの手の状態の表現 B C C A B A

基本的操作の表現（１） • 　を持ち上げる • 前提条件 • 削除リスト • 追加リスト C B C C A B A A B

基本的操作の表現（１） • 　を　　の上に置く • 前提条件 • 削除リスト • 追加リスト B B C C C A A A B

基本的操作の表現（２）

問題の解決例 • 初期状態 C B A

問題の解決例 C B A

問題の解決例 B C A

問題の解決例 A B C

問題の解決例 目標状態 A B C

問題解決に必要な知識 データ • 問題領域に関する知識 • 事実や状態の記述　（例：積木の状態の記述） • 関係や規則の記述　（例：基本的操作の記述） • 解決方法に関する知識 • 演算，操作，戦略などに関する知識アルゴリズム

問題解決プロセスの表現 • 状態空間の探索　　　　　　　　探索木 • 問題の分解・還元 AND/OR木　

S ＃１＃２＃３ A B ＃６＃５＃４ C ＃８＃７ G D 状態空間状態空間 • 問題

状態空間の探索 • 状態空間→探索木 S ＃１＃２＃３ A B ＃６＃５＃４ C ＃８＃７ G D

S A B C B G A C D G D G G 状態空間の探索 • 状態空間→探索木初期状態 S ＃１＃２＃３ A B ＃６＃５＃４ C ＃８＃７ G D 目標状態

問題の分解・還元 問題副問題副問題 OR

問題の分解・還元 問題部分問題部分問題 AND

書換え問題 • 問題　　「文字列 “ABC”を以下の書換規則を用いて文字列“Z･･･Z”に書き換えることができるか？」 • 書換規則 ①　A　→　XY ②A　→　BZ ③B　→　X ④　B　→　Z ⑤C　→　BBZ

ABC BBZ B Z Z Z A X Y B X Z B B Z X Z X X C BZ XY 書換え問題の分解・還元 “ABC”を “ZZ･･･Z”に書き換える問題 • AND/OR木 ① A→XY ② A→BZ ③ B→X ④ B→Z ⑤ C→BBZ

BBZ B X Z X A X Z B Y X Z B B Z Z X C XY BZ 書換え問題の解 • 解の探索 ABC Z

BBZ B X Z Z X Z X B B X X Z Z Y XY BZ 書換え問題の解 • 解の探索 ABC A B C Z

Z B X B B Y X Z X Z X X Z XY 書換え問題の解 • 解の探索 ABC A B C BZ Z BBZ Z

X X Z X X Z X Y XY 書換え問題の解 • 解の探索 ABC A B C BZ Z BBZ B Z B B Z Z

ABC Z Z 書換え問題の解部分木 • 解 ① A→XY ② A→BZ ③ B→X ④ B→Z ⑤ C→BBZ A B C ② ④ ⑤ ・②→④ ・④ ・⑤→④ BZ Z BBZ B Z B B Z ②→⑤→④ ④ ④ ④ ②→④→⑤→④ Z

XYZC AXC XYBC ZZZBBZ XZXC ZZZXXZ XZXXXZ ABC ZZZZZZ ZZZC BZBBBZ BZBC AZC ABBBZ ZZZZZZ XYBBBZ XYXC 書換え問題の状態空間 ① A→XY ② A→BZ ③ B→X ④ B→Z ⑤ C→BBZ ① ③ ④ ⑤ ② ③ ⑤ ③ ④ ④ ⑤ ④ ⑤ ③ ③ ④

XYXC ABC AXC XYBC ZZZBBZ XZXC ZZZXXZ ZZZZZZ XZXXXZ XYBBBZ ZZZC BZBBBZ BZBC AZC ABBBZ XYZC ZZZZZZ ②→⑤→④ 書換え問題の解 ① A→XY ② A→BZ ③ B→X ④ B→Z ⑤ C→BBZ ① ③　④　⑤ ② ③ ⑤ ③ ④ ④ ⑤ ④ ⑤ ③ ③ ④ ④

XYZC AXC XYBC ZZZBBZ XZXC ZZZXXZ XZXXXZ ABC ZZZZZZ ZZZC BZBBBZ BZBC AZC ABBBZ ZZZZZZ XYBBBZ XYXC 書換え問題の解 ① A→XY ② A→BZ ③ B→X ④ B→Z ⑤ C→BBZ ① ③　④　⑤ ② ③ ⑤ ③ ④ ④ ⑤ ④ ⑤ ③ ②→④→⑤→④ ③ ④ ④

on(A,B) & on(B,C) on(A,B) on(B,C) STACK(B,C) holding(B) clear(C) PICKUP(B) ontable(B) clear(B) empty UNSTACK(A,B) on(A,B) clear(A) empty 積木の問題 A A B C C B

on(A,B) & on(B,C) on(A,B) on(B,C) STACK(B,C) PUTDOWN(A) holding(B) clear(C) holding(A) PICKUP(B) ontable(B) clear(B) empty UNSTACK(A,B) on(A,B) clear(A) empty 積木の問題 A A B C C B

問題解決

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