MANTIKLI (BİLGİ TABANLI) ETMENLER Yılmaz KILIÇASLAN

Tanımlar Mantıklı (bilgi tabanlı) etmenler şunları yapabilirler:  dünyaya ilişkin gösterimler oluşturabilirler,  dünya ile ilgili yeni gösterimler üretmek için çıkarım yapabilirler ve  yeni gösterimleri, ne yapacaklarına karar vermede kullanabilirler.

Bilgi, Akıl Yürütme ve Kısmi Gözlemlenebilir Ortamlar Bilgi tabanlı bir etmen, eylemlerini seçmeden önce şu anki durumun gizlenmiş yönlerini belirleyebilmek için genel bilgi ile o anki duyumlarını birleştirebilir.

Bilgi Tabanlı Etmenler ve Esneklik Bilgi tabanlı etmenler, yeni görevleri açık olarak tanımlanmış hedefler şeklinde kabul etme yeteneğine sahiptirler. Ortam hakkında yeni bilgilerin kendilerine söylenmesi veya öğrenme yoluyla yeteneklerini çok çabuk geliştirebilirler. İlgili bilgilerini güncelleyerek ortamdaki değişikliklere uyum sağlayabilirler.

Bilgi Tabanlı Etmenlerin Ayrıntılı Tasarımı - I Bilgi tabanlı bir etmenin ana bileşeni bilgi tabanıdır (Knowledge Base - KB). Basitçe, bilgi tabanı bir cümleler kümesidir. (Burada ‘cümle’ teknik bir terim olarak kullanılmıştır. İngilizce ve diğer doğal dillerin cümlelerine benzer fakat aynı değildir.) Her cümle bilgi gösterim dili adı verilen bir dil ile ifade edilir ve dünya hakkında bazı bildirimleri betimler.

Bilgi Tabanlı Etmenlerin Ayrıntılı Tasarımı – II Yeni cümlelerin bilgi tabanına eklenmesi ve bilinenlerin sorgulanması için bir yöntemin olması gereklidir. Bu görevler için standart isimler sırasıyla şunlardır: T ELL (S ÖYLE ) ve A SK ( S OR). Her iki görev de çıkarım (yani eskilerinden yeni cümleler üretme işlemi) içerebilir.

Bilgi Tabanlı Etmenlerin Ayrıntılı Tasarımı – III function BT-E TMEN ( duyum ) returns eylem static: BT, bilgi tabanı t, sayaç, başlangıçta 0, zamanı belirtir T ELL (BT, D UYUM -C ÜMLESİ -Y AP ( duyum, t )) eylem  A SK (BT, E YLEM -S ORGUSU -Y AP (t)) T ELL (BT, E YLEM -C ÜMLESİ -Y AP ( eylem, t ) t  t + l return eylem

Deklaratif ve Prosedürel Programlama Karşıtlığı Bilmesi gereken kendisine S ÖYLE nerek bilgi tabanlı bir etmen kolaylıkla oluşturulabilir. Etmenin duyumları almaya başlamadan önceki başlangıç programı, tasarımcının ortam hakkındaki bilgisini betimleyen cümlelerin tek tek eklenmesi ile oluşturulur. Bilginin basit cümleler şeklinde ifade edilmesini sağlayan gösterim dilinin tasarlanması, etmen programı oluşturulması sorununu oldukça kolaylaştırır. Buna sistem oluşturmada deklaratif yaklaşım denir. Karşıtı olan prosedürel yaklaşım istenen davranışları doğrudan program kodu olarak kodlar. Açık bir belirtimin ve akıl yürütmenin rolünün düşük seviyede tutulması, çok daha etkin bir sistemin ortaya çıkmasını sağlar.

Wumpus Dünyası Wumpus dünyası, geçitlerle birbirine bağlanmış odalardan oluşan bir mağaradır. Mağaranın herhangi bir yerinde Wumpus adlı odasına her gireni yiyen bir canavar saklanmıştır. Wumpus, etmen tarafından vurulabilmektedir, fakat etmenin yalnızca bir tane oku vardır. Bazı odalarda, (içine düşemeyecek kadar büyük olan wumpus hariç) içine gireni yutan dipsiz kuyular vardır. Bu ortamda yaşamanın tek iyi yanı, bir altın yığını bulma ihtimalidir.

Wumpus Dünyasının PEAS Tanımı - I Başarım ölçütü: Altını bulma +1000, Wumpus tarafından yenmek veya kuyuya düşmek -1000, her eylem için -1 ve ok kullanımında -10. Ortam: 4 x 4’lük ızgara şeklinde odalar. Etmen, her zaman [1,1] etiketli kareden, sağa dönük olarak başlar. Altının ve Wumpus’un konumları, düzenli bir dağılıma uygun olarak, başlangıç karesi hariç bir yerde olmak üzere rasgele seçilir. Ek olarak, başlangıç karesi hariç, diğer her kare 0.2 olasılıkla kuyu olabilir.

Wumpus Dünyasının PEAS Tanımı - II Gerçekleştiriciler: - Etmen ileri gidebilir, 90° sola veya sağa dönebilir. - Etmen, kuyu veya canlı Wumpus olan bir odaya girdiğinde talihsiz bir şekilde ölür. (Ölü bir Wumpus olan odaya girmek, her ne kadar pis kokulu olsa da, güvenlidir.) - Eğer etmenin önünde bir duvar varsa, ileri gitmenin hiçbir etkisi yoktur. - Kapma eylemi etmenle aynı karede bulunan herhangi bir nesneyi almada kullanılabilir. - Ateş etme eylemi, etmenin karşısında olan yöne düz bir çizgi şeklinde ok atması için kullanılabilir. Ok, Wumpusa veya bir duvara çarpana kadar yoluna devam eder. Wumpus’a çarptığında öldürür. Etmenin sadece bir oku vardır. Bu sebeple sadece ilk Ateş etme eyleminin bir işlevi vardır.

Wumpus Dünyasının PEAS Tanımı - III Algılayıcılar: Etmenin, her biri bir miktar bilgi veren beş adet algılayıcısı vardır: - Wumpus’un olduğu ve (köşegen değil) doğrudan komşu olan odalarda, etmen bir koku duyacaktır. - Bir kuyuya doğrudan komşu olan karelerde, etmen bir esinti hissedecektir. - Altının olduğu karede, etmen bir parıltı algılayacaktır. - Etmen bir duvara çarptığında, bir çarpma algılayacaktır. - Wumpus öldürüldüğünde, mağaranın her tarafından duyulabilecek acıklı bir çığlık atar. Duyumlar etmene beş simgeden oluşan bir liste şeklinde verilecektir. Örneğin, pis bir koku ve rüzgar varken, parıltı, çarpma veya çığlık yoksa, etmenin alacağı duyum [Koku, Esinti, Yok, Yok, Yok] şeklinde olacaktır.

Tipik Bir Wumpus Dünyası

Etmen Bilgisinin Başlangıç Durumları (a) [Yok, Yok, Yok, Yok, Yok](b) [Yok, Esinti, Yok, Yok, Yok]

Etmenin İlerleyişindeki İki İleri Seviye 1,42,43,44,4 1,3 W! 2,33,34,3 1,2 A S OK 2,2 OK 3,24,2 1,1 V OK 2,1 B V OK 3,1 P! 4,1 1,42,43,44,4 1,3 W! 2,3 A S G B 3,3 P? 4,3 1,2 S V OK 2,2 V OK 3,24,2 1,1 V OK 2,1 B V OK 3,1 P! 4,1 (a) [Koku, Yok, Yok, Yok, Yok] (b) [Koku, Esinti, Parıltı, Yok, Yok]

Mantıklı Düşünmenin Temel Bir Özelliği Mevcut olan bilgiden etmenin bir sonuca ulaştığı her durumda, mevcut bilgi doğru olduğunda ulaşılan sonuç doğru olma garantilidir. Bu mantıklı düşünmenin temel bir özelliğidir.

Basit bir bilgi tabanı - I Önermeler mantığı içinde, wumpus dünyası için bir bilgi tabanı inşa edebiliriz. İşimizi kolaylaştırmak için, yalnızca kuyularla ilgileneceğiz. Önerme değişkenlerimizi, odaların indekslerinden yararlanarak belirleyelim. Her i, j için:  [i, j]’de bir kuyu varsa, P i,j ve  [i, j]’de bir esinti varsa varsa, B i,j doğru olsun.

Basit bir bilgi tabanı - II Bilgi tabanı (BT), aşağıdaki (R i ile gösterdiğimiz) cümleleri içerecektir.  [1,1]’de kuyu yoktur: R 1 : ¬ P 1,1  Bir kuyuya doğrudan komşu olan karelerde, etmen bir esinti hissedecektir.İlgili kareler için: R 2 : B 1,1  ( P 1,2  P 2,1 ) R 3 : B 2,1  ( P 1,2  P 2,2  P 3,1 )  İlk iki kare için esinti duyumu: R 4 : ¬ B 1,1 R 5 : B 2,1 Yani, BT = R 1  R 2  R 3  R 4  R 5.

BT için bir doğruluk tablosu

Kaynak Russell, S. and P. Norvig (2003). Artificial Intelligence: A Modern Approach. Prentice Hall.