Lecture � MIT 6.2825 Techniques in AI

Greg Detre

09:30 Thursday, September 12, 2002

 

 

Solution-space search

searching through a space of possible solutions, and you want to find the best one

set of states����� S

operators���������� SS

cost/utility������� SR

there�s no notion of a path length � you just want the best one (according to your cost function)

solution-space search � made-up term

e.g. travelling salesman

some versions you can/can�t revisit cities

all permutations of cities

can hope that similar permutations will have similar values, and so try and make incremental improvements

risk of being stuck in local maximum

one way to deal with this is to randomly re-start

simulated annealing � sometimes accept changes that aren�t improving

temperature decreases over time, so you start bouncing crazily, and hope to end up near the best solution, and then slowly make smaller changes, which sometimes involve small decreases, but eventually settles somewhere that you hope is pretty optimal

in a continuous space, often use gradient descent

compute the gradient of your position

take little steps towards the highest position, but you have the same problems with local optima

 

Propositional logic

it�s raining = all possible worlds in which it�s raining

you don�t ever want to enumerate that set of possible worlds

logic allows you to talk about this set of possible raining worlds without enumerating it

 

syntax:�������������� what expressions are legal

semantics:�������� what legal expressions mean

proof system:�� way of manipulating the syntax that respects semantics

Syntax

sentence (well-formed formula) � the following are sentences:

true and false are sentences

propositional variables, e.g. P, Q, Raining

if y and f are sentences, then so are:

(y), (�/span>y), (y �/span> f), (y �/span> f), (f y), (f y)

nothing else is a sentence

Precedence order

�/span> �/span> �/span>

Semantics

the meaning of a sentence is truth value: t or f

true or false, with respect to an interpretation

an interpretation is an assignment of truth values to propositional variables

i f�������������������� sentence f has truth value t in interpretation i

NOT i f��������������� sentence f has truth value f in interpretation i

 

i true��������������� for all i

i NOT false�������� for all i

i P�������������������� iff i(P) = tfor all propositional variables P

i �/span>f���������������� iff i NOT f��������������������������������������������� ����������������������������������� for all sentences f and y

i f �/span> y����������� iff i f and i y��������������������������������� ����������������������������������� for all sentences f and y

i f �/span> y����������� iff i f or i y������� (non-exclusive)���������������������������� for all sentences f and y

i (f)����������������� iff i f

f y��������������� (�/span>f �/span> y)

f y��������������� (f y) �/span> (y f)

 

a sentence f is valid iff i (f) for all i�������������������� ���������������������������� true, �/span>false, P �/span> �/span>P

a sentence f is satisfiable iff i (f) for some i����� ���������������������������� P, true

a sentence f is unsatisfiable iff there is no i such that i (f)�������� false, P �/span> �/span>P

 

smoke smoke

valid, because no matter what interpretation of smoke (i.e. whichever truth values the propositional variables have), it�s true

smoke fire

satisfiable, because it�s true if smoke is true and fire is true

it�s not valid though, because if smoke is true and fire is false, then the sentence is false

 

s���� f������������ (s f) ( NOTf -> NOTs)

t����� t������������ t�������������������������� f����� f������������ t������������������� ������ t

t����� f������������ f�������������������������� t����� f������������ f������������������� ������ t

f����� t������������ t�������������������������� f����� t������������ t������������������� ������ t

f����� f������������ f�������������������������� t����� t������������ t������������������� ������ t

������ valid

 

(s -> f) -> (NOT s -> NOT f)

t������������������������������������������������������� ������ t

t������������������������������������������������������� ������ f

f������������������������������������������������������� ������ t

t������������������������������������������������������� ������ f

������ satisfiable

 

moving from (s -> f) to (NOT f -> NOT s) is called the contrapositive

 

 

Questions