عامل های هدف گرا

دانستن وضعیت کنونی همواره برای تصمیم گیری نمی تواند کافی باشد. برای مثال در یک چهارراه ، ماشین می تواند به چپ یا راست و یا مستقیم برود. تصمیم صحیح بستگی به مقصد ماشین دارد.

بنابراین همانگونه که عامل نیازمند دانستن وضعیت جاری است، نیازمند اطلاعات هدف ،که ما آن را Goal می نامیم، است.

گاهی عامل باید دنباله های طولانی را در نظر بگیرد تا راهی برای دستیابی به هدف پیدا کند. جستجو و برنامه ریزی(Planning) برای یافتن دنباله اعمال برای حصول اهداف عامل استفاده می شوند.

نکته:تصمیم گیری های این عامل با قوانین شرط-عمل متفاوت هستند.

زیرا در قوانین شرط-عمل ، طراح برای حالات متفاوت ، عملی درست را پیش بینی کرده است.

عامل هدف گرا بسیار انعطاف پذیر می باشد. اگر باران شروع شود، این عامل می تواند دانش خود را در مورد چگونگی کیفیت ترمز به هنگام سازی کند. این فرآیند به طور خودکار باعث می شود که تمامی رفتار های مربوط برای وفق دادن با شرایط جدید ، تغییر پیدا کنند. درحالی که برای عامل واکنشی ما مجبور به نوشتن دوباره بسیاری از قوانین خواهیم بود.

عامل های واکنشی برای زمانی تنها برای یک مقصد کار می کنند، عکس العمل نسبتا خوبی دارند. ولی با تغییر شرایط و یا هدف باید تغییر پیدا کنند. این در حالی است که عامل های هدف گرا برای رسیدن به مقاصد متفاوت و شرایط متفاوت بسیار انعطاف پذیرند و به سادگی به رفتار تازه ای می رسند.

عامل های سودمند

اهداف به تنهایی برای تولید رفتاری با کیفیت بالا کافی نیستند. برای مثال ، دنباله های عملیات زیادی وجود دارند که ماشین را به هدف می رسانند. اما برخی سریع تر ، امن تر ، مطمئن تر یا ارزان تر از دیگران هستند.

عامل سودمند بر اساس رضایت عامل در صورت حصول هدف، مقایسه و تصمیم گیری می کند.

به دلیل اینکه رضایت صحت علمی زیادی ندارد، بهتر است بگوییم هنگامی که یک وضعیت به دیگری ترجیح داده می شود ، آن گاه آن برای عامل سودمند است.

بنابراین سودمندی تابعی است که یک وضعیت را به عدد حقیقی تبدیل می کند(که درجه رضایت مربوطه را تعیین می کند). تابع سودمندی امکان تصمیم گیری های منطقی در دو حالت را ایجاد می کند.

·         زمانی که اهداف متناقض وجود دارد، تنها برخی از آن ها قابل حصول خواهد بود، تابع سودمندی مورد مناسب را تعیین می کند.

·         زمانی که چندین هدف وجود دارند که عامل می تواند آن ها را هدف قرار دهد و هیچ کدام از آن ها با قطعیت قابل حصول نیست، تابع سودمندی راهی را ایجاد می کند که در آن احتمال موفقیت در مقابل اهمیت هدف باید مقایسه شوند.

مطالب مرتبط

برنامه های عامل(1)

برنامه های عامل (2)

نوشته شده توسط حسین | موضوع: مفاهیم اولیه | لینک ثابت | | | |

عامل های واکنشی ساده

در ماشین هنگامی که ماشین جلویی ترمز می کند و چراغ ترمز های آن روشن گردد، آن گاه راننده باید متوجه آن شده و ترمز کند. به عبارت دیگر هنگامی که شرایطی که ما آن را ترمز کردن ماشین جلویی می نامیم روی دهد، پردازش هایی که روی تصویر انجام می گیرد متوقف می شود، سپس این رویداد باعث فعال شدن برخی موارد در برنامه عامل خواهد شد که عمل اقدام به ترمز را فعال می سازد.

چنین اقدامی را یک قانون شرط-عمل(Condition-Action Rule) می نامیم.

این چنین عامل هایی می توانند کاملا کارا پیاده سازی شوند، ولی محدوده کاربردی آن ها بسیار محدود هستند.

عامل هایی که اثرات دنیا را حفظ می کنند

راننده ها برای تغییر لاین نیازمند استفاده از آینه ها برای تشخیص جای ماشین های دیگر هستند. ولی سنسور ها نمی توانند دسترسی کامل به وضعیت دنیا داشته باشند. عامل نیازمند دستکاری برخی از اطلاعات وضعیت داخلی است تا از طریق آن تمایز بین وضعیت های دنیا (که در ظاهر ورودی ادراکی یکسانی می کنند) را میسر سازد.

عامل به دو نوع دانش کد شده در برنامه نیاز دارد تا اطلاعات وضعیت داخلی را به هنگام کند.

اول نیازمند آن است که برخی اطلاعات درباره چگونگی تغییرات جهان مستقل از عامل را داشته باشد.(مثلا ماشین حلوی چند لحظه قبل نزدیک شده است.)

دوم نیازمند اطلاعاتی درباره اعمال خود عامل است که بر دنیا اثر می گذارند.(مثلا وقتی ماشین لاین خود را تغییر می دهد، حداقل برای مدت کمی فاصله ای در لاین قبلی ایجاد می شود.)

مطالب مرتبط

برنامه های عامل (1)

نوشته شده توسط حسین | موضوع: مفاهیم اولیه | لینک ثابت | | | |

برنامه های عامل

ساده ترین فکر در مورد ساخت برنامه عامل، ذخیره کامل دنباله ادراکی و ساخت یک جدول که شامل عمل مناسب برای تمامی دنباله های ادراکی ممکن است، می باشد.

ولی این طرح، غیر ممکن است. زیرا :

·         جدول مورد نیاز برای عامل ساده ای که تنها قادر به بازی شطرنج باشد 35¹⁰⁰ سطر خواهد داشت.

·         زمان بسیار طولانی لازم است تا طراح قادر به ساخت جدول گردد.

·         عامل فاقد هر گونه خود مختاری است، زیرا محاسبه بهترین عمل کاملا درونی انجام می شود. بنابراین اگر شرایط محیطی به گونه ای غیر قابل پیش بینی تغییر کند ، عامل شکست خواهد خورد.

·         حتی اگر به عامل روش یادگیری داده شود تا درجه از خودمختاری حاصل گردد، برای یادگیری مقدار صحیح از میان انبوه سطر های جدول ، به زمان بی نهایت نیاز خواهد داشت.

سیستم رانندگی هوشمند

برای ملموس تر شدن بحث برنامه ها، یک محیط خاص را در نظر می گیریم. نقش رانندگی ماشین را به راحتی می توان درک کرد . بنابر این این محیط را مورد مطالعه قرار می دهیم.

راننده به طور کلی نیازمند دانستن موارد زیر است:

·         در کجا قرار دارد.

·         سرعت او چقدر است.

·         چه افراد و اجسام دیگری در خیابان هستند.

·         اجسام و افراد دیگر با چه سرعتی حرکت می کنند.

اعمالی که باید راننده انجام بدهد:

·         کنترل فرمان (وضعیت چرخ ها)

·         کنترل سرعت

·         کنترل وضعیت ماشین (گرمای موتور، روغن، دور موتور و ...)

معیار هایی که راننده نیازمند دانستن آن ها است :

·         صحیح و سالم به مقصد رسیدن

·         حداقل سازی مصرف سوخت

·         حداقل سازی زمان

·         حداقل سازی تخلفات رانندگی

مکانیزم های مورد نیاز برای انجام فعالیت های فوق:

·         سیستم مکان یابی جهانی (GPS=Global Positioning System)

·         دوربین های تصویر برداری دیجیتالی

·         سنسورهای مادون قرمز و رادار

·         میکروفون یا صفحه کلید برای دریافت مقصد توسط مسافران

·         کیلومتر سنج، شمارش دور موتور و ...

·         و...

در نهایت اگر این یک پروژه واقعی باشد، باید محیط های رانندگی متفاوت را برای برنامه تعیین کرد. (آیا در شهر رانندگی می کند یا در آزاد راه؟ در مناطق قطبی رانندگی می کند یا در مناطق استوایی؟ و ...)

برای ساخت برنامه عامل واقعی از چهار نوع برنامه عامل می توان استفاده کرد:

·         عامل های واکنشی ساده

·         عامل هایی که اثرات دنیا را حفظ می کنند.

·         عامل های هدف گرا

·         عامل های سودمند

مطالب مرتبط:

عامل های هوشمند (1)

عامل های هوشمند (2)

عامل های هوشمند (3)

سیستم مکان یابی جهانی(GPS)

نوشته شده توسط حسین | موضوع: مفاهیم اولیه | لینک ثابت | | | |

GPS چیست ؟

سیستم محل یابی جهانی (Global Positioning Systems)، بک سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره ای است که از شبکه ای با 24 ماهواره تشکیل شده است. این ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار قرار داده شده اند. این سیستم در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال 1980 استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شد.

خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از کره زمین در تمام ساعت شبانه روز در دسترس است. پدید آوردنگان این سیستم، هیچ حق اشتراکی برای کاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن رایگان است.

GPS  چگونه کار می کند؟
ماهواره های این سیستم، در مداراتی دقیق هر روز 2 بار بدور زمین می گردند و اطلاعاتی را به زمین مخابره می کنند. گیرنده های GPS این اطلاعات را دریافت کرده و با انجام محاسبات هندسی، محل دقیق گیرنده را نسبت به زمین محاسبه می کنند. در واقع گیرنده زمان ارسال سیگنال توسط ماهواره را با زمان دریافت آن مقایسه می کند. از اختلاف این دو زمان فاصله گیرنده از ماهواره تعیین می گردد. حال این عمل را با داده های دریافتی از چند ماهواره دیگر تکرار می کند و بدین ترتیب محل دقیق گیرنده را با اختلافی ناچیز، معین می کند.

گیرنده به دریافت اطلاعات همزمان از حداقل 3 ماهواره برای محاسبه 2 بعدی و یافتن طول و عرض جغرافیایی، و همچنین دریافت اطلاعات حداقل 4 ماهواره برای یافتن مختصات سه بعدی نیازمند است. با ادامه دریافت اطلاعات از ماهواره ها گیرنده اقدام به محاسبه سرعت، جهت، مسیرپیموده شده، فواصل طی شده، فاصله باقی مانده تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشید و بسیاری اطاعات مفید دیگر، می نماید.

ماهواره های  GPS

24 عدد ماهواره GPS در مدارهایی بفاصله 24000 هزار مایل از سطح دریا گردش می کنند. هر ماهواره دقیقا طی 12 ساعت یک دور کامل بدور زمین می گردد. سرعت هریک 7000 مایل بر ساعت است. این ماهواره ها نیروی خود را از خورشید تامین می کنند. همچنین باتری هایی نیز برای زمانهای خورشید گرفتگی و یا مواقعی که در سایه زمین حرکت می کنند بهمراه دارند. راکتهای کوچکی نیز ماهواره ها را در مسیر صحیح نگاه می دارد. به این ماهواره ها NAVSTAR نیز گفته می شود.

در اینجا به برخی مشخصه های جالب این سیستم اشاره می کنیم:
• اولین ماهواره GPS در سال 1978 یعنی حدود 35 سال پیش در مدار زمین قرار گرفت.
• در سال 1994 شبکه 24 عددی NAVSTAR تکمیل گردید.
• عمر هر ماهواره حدود 10 سال است که پس از آن جایگزین می گردد.
• هر ماهواره حدود 2000 پاوند وزن دارد و طول باتری های خورشیدی آن 5.5 متر است.
• انرژی مصرفی هر ماهواره، کمتر از 50 وات است.

گیرنده GPS
بسته به نوع مصرف و بودجه می توانید از طیف وسیع گیرنده های GPS بهره ببرید. همچنین، باید از در دسترس بودن نقشه مناسب و بروزجهت ناحیه مورد استفاده تان، اطمینان حاصل کنید. امروزه بهای گیرنده های GPS بطور چشمگیری کاهش پیدا کرده است و هم اکنون در کشور ما با بهایی معادل یک عدد گوشی متوسط موبایل نیز می توان گیرنده GPS تهیه کرد. در کشورهای توسعه یافته از این سیستم جهت کمک به راهبری خودرو، کشتی و انواع وسایل نقلیه بهره گیری می شود.

هر چه نقشه های منطقه ای که در حافظه گیرنده بارگذاری می شود دقیق تر باشد، سرویسهایی که از GPS می توان دریافت داشت نیز ارتقا می یابد. برای مثال، می توان از GPS مسیر نزدیکنرین پمپ بنزین، تعمیرگاه و یا ایستگاه قطار را سوال نمود و مسیر پیشنهادی را دنبال کرد. دقت مکانیابی این سیستم در حد چند متر می باشد، که بسته به کیفیت گیرنده تغییر می کند. از سیستم محلیابی جهانی می توان در کارههایی چون نقشه برداری و مساحی، پروژه های عمرانی، کوهنوردی، کایت سواری، سفر در مناطق ناشناخته، کشتی رانی و قایقرانی، عملیات نجات هنگام وقوع سیل و زمینلرزه و هر فعالیت دیگر که نیازمند محلیابی باشد، بهره برد.

هر کس که بخواهد بداند کجاست و بکجا می رود به این سیستم نیازمند است، با توجه به نزول شدید بهای گیرنده های این سیستم، و افزایش امکانات آنها، این تکنولوژی در آینده نزدیک بیش از پیش در اختیار همگان قرار خواهد گرفت.

نوشته شده توسط حسین | موضوع: مفاهیم اولیه | لینک ثابت | | | |

ساختار عامل های هوشمند

تا کنون رفتار عامل ها را بررسی کردیم. حال به آن می پردازیم که یک عامل چگونه کار می کند. به عبارت دیگر ساختار داخلی عامل چگونه است.

ساختار داخلی عامل به صورت زیر است :

عامل = برنامه + معماری

معماری

معماری ساختاری است که برنامه بر روی آن اجرا می شود. عموما ، معماری ادراک از طریق حس گرها را برای برنامه آماده ساخته ، برنامه را اجرا نموده و اعمال انتخابی برنامه را به عمل کننده های سیستم منتقل خواهد کرد.

پیش از طراحی عامل نیاز است دنباله ادراکی، عملیات ، معیار کارایی مورد نظر و نوع محیطی که عامل در آن فعالیت می کند را به خوبی بشناسیم.

مثال :

مثالی از عامل و مشخصات آن در یک مدرسه :

بعضی از عامل ها در محیطی کاملا مصنوعی و بعضی در محیطی واقعی فعالیت می کنند. مسئله مهم پیچیدگی ارتباط رفتار عامل و دنباله ي ادراکی تولید شده توسط محیط و اهداف مورد نظر است.

برخی محیط ها هم تمایز بین محیط واقعی و مصنوعی را محو می کنند.

مثال : در محیط ALIVE  (Maes et 1994) ، عامل های نرم افزاری تصاویر دوربین دیجیتال را درک می کنند. تصاویر پردازش می شوند و سپس عملی انتخاب می شود. در انتها تصویر پردازش شده که اعمالی بر روی آن انجام شده ، بر روی پرده نمایش داده می شوند. که این یک همکاری بین محیط واقعی و مصنوعی است.

مشهور ترین محیط مصنوعی محیط تست تورینگ است که در پست های قبلی در مورد آن توضیحات لازم داده شد.

مطالب مرتبط:

عامل های هوشمند (2)

عامل های هوشمند (1)

تست تورینگ(Turing)

نوشته شده توسط حسین | موضوع: مفاهیم اولیه | لینک ثابت | | | |

در چند پست قبل گفتم که آن چه که در هر زمانی منطقی است به چهار چیز بسته است :

·         معیار کارایی که درجه موفقیت را تعیین می کند.

·         هر چیزی که تا کنون عامل ادراک نموده است. این تاریخچه ادراکی را دنباله ادراکی می نامیم.

·         آن چه که عامل درباره محیط خود می داند.

·         اعمالی که عامل می تواند صورت دهد.

این عوامل راهنمای تعریف یک عامل منطقی ایده آل هستند :

«برای هر دنباله ادراکی ممکن ، عامل منطقی ایده آل باید هر کاری را که انتظار می رود باعث حداکثر سازی معیار کارایی می شود، انجام دهد و این عمل بر پایه شواهدی که از طریق دنباله ادراکی آماده شده و هر آنچه که دانش درونی عامل است ، انجام می گردد.»

ابتدا به نظر می رسد که یک عامل منطقی ایده آل می تواند در بعضی موارد نیمه هوشمند ، زیاده روی کند.

مثال : عاملی برای رد شدن از یک خیابان شلوغ ، به خیابان نگاه نمی کند. آن گاه دنباله ي ادراکی او به او نمی گوید که کامیونی با سرعت زیاد در حال نزدیک شدن است . طبق تعریف ، همه چیز برای رد شدن از خیابان درست است.

ولی این تفسیر از دو نظر اشتباه است.

1- منطقی نیست که بدون نگاه کردن از خیابان رد شویم.

2- عامل منطقی واقعی باید نگاه کردن به خیابان برای رد شدن از آن را انتخاب کند. زیرا نگاه کردن به حداکثر سازی کارایی مورد انتظار کمک می کند.

خود مختاری (Autonomy)

مورد دیگری که در تعریف عامل منطقی ایده آل باید لحاظ شود ، بخش دانش درونی است. اگر اعمال عامل ها کاملا بر پایه دانش درونی باشد، چنان چه هیچ توجهی به ادراک خود نکنند ، می گوییم که عامل فاقد خود مختاری است.

مثال : اگر سازنده ي ساعتی پیش بینی کند که صاحب ساعت در چه تاریخی از کالیفرنیا به استرالیا سفر می کند و مکانیزمی در ساعت تعبیه کند که در آن تاریخ 6 ساعت جا به جا شود ، این رفتار به طور عمومی موفقیت عامیز است. اما هوشمندی متعلق به ساعت ساز است.

عاملی که بر مفروضات درونی خود عمل می کند تنها زمانی می تواند موفق باشد که مفروضات درونی او بر قرار باشند و این یعنی فقدان انعطاف پذیری.

مثال : اگر چنین عاملی را که آن را A می نامیم ، برای کار لوله گذاری تعیین کنند و A شامل سه قسمت حفاری ، لوله گذاری و خاکریزی باشد. هنگامی که قسمت لوله گذاری از کار بیافتد ، عامل A به کار خود ادامه می دهد. در نتیجه کاری انجام نمی شود.

عامل هوشمند واقعا خود مختار باید قادر به عمل موفقیت آمیز در دامنه وسیعی از محیط ها باشد و البته باید زمان کافی برای تطبیق نیز به آن داده شود.

مطالب مرتبط : عامل های هوشمند (1)

نوشته شده توسط حسین | موضوع: مفاهیم اولیه | لینک ثابت | | | |

در سال 1950 آلن تورینگ (Alain Turing) ، ریاضی دان انگلیسی، معیار سنجش رفتار یک ماشین هوشمند را چنین بیان داشت:

"سزاوارترین معیار برای هوشمند شمردن یک ماشین، اینست که آن ماشین بتواند انسانی را توسط یک پایانه (تله تایپ) به گونه ای بفریبد که آن فرد متقاعد گردد با یک انسان روبروست."
در این آزمایش شخصی از طریق 2 عدد پایانه (کامپیوتر یا تله تایپ) که امکان برقراری ارتباط (Chat) را برای وی فراهم می کنند با یک انسان و یک ماشین هوشمند، بطور همزمان به پرسش و پاسخ می پردازد. در صورتی که وی نتواند ماشین را از انسان تشخیص دهد، آن ماشین، هوشمند است.

مدل سازی نحوه تفکر انسان، تنها راه تولید ماشینهای هوشمند نیست. هم اکنون دو هدف برای تولید ماشینهای هوشمند، متصور است، که تنها یکی از آن دو از الگوی انسانی جهت فکر کردن بهره می برد:

·         سیستمی که مانند انسان فکر کند. این سیستم با مدل کردن مغز انسان و نحوه اندیشیدن انسان تولید خواهد شد و لذا از آزمون تورینگ سر بلند بیرون می آید. از این سیستم ممکن است اعمال انسانی سر بزند.

نوشته شده توسط حسین | موضوع: مفاهیم اولیه | لینک ثابت | | | |