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Ejercicios de búsqueda a Ciegas y Búsqueda informada
 

Ejercicios de búsqueda a Ciegas y Búsqueda informada

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Material de apoyo para la materia Inteligencia Artificial de la FCT UNC@. Ver fuentes.

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    Ejercicios de búsqueda a Ciegas y Búsqueda informada Ejercicios de búsqueda a Ciegas y Búsqueda informada Presentation Transcript

    • Repaso - Ejercicios de búsqueda Búsqueda a ciegas, Búsqueda informada 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia1
    • BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia2  Búsqueda primero en anchura (amplitud):  Se expande primero el nodo raíz, luego todos sus sucesores, etc.  Se expanden todos los nodos a una profundidad antes de expandir cualquier nodo del próximo nivel
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia3  Búsqueda de coste uniforme:  Expande el nodo con el camino de coste más pequeño  Similar a primero en anchura si todos los costes son iguales. BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia4  Búsqueda primero en profundidad  Siempre expande el nodo más profundo en la frontera actual del árbol de búsqueda.  La búsqueda procede inmediatamente al nivel más profundo del árbol de bús-queda, donde los nodos no tienen ningún sucesor.  Cuando esos nodos se expanden, son quitados de la frontera, así entonces la búsqueda «retrocede» al siguiente nodo más su-perficial que todavía tenga sucesores inexplorados. BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia5  Búsqueda primero en profundidad BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia6  Búsqueda primero en profundidad BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia7  Búsqueda primero en profundidad BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia8  Búsqueda primero en profundidad BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia9  Búsqueda primero en profundidad:  Búsqueda de profundidad limitada: aplica un límite de profundidad predeterminado.  Los nodos a la profundidad predeterminada se tratan como si no tuvieran sucesor.  Búsqueda con profundidad iterativa: aumenta gradualmente el límite hasta que encuentra el objetivo. BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia10 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Búsqueda con profundidad iterativa
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia11 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Búsqueda con profundidad iterativa
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia12 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Búsqueda con profundidad iterativa
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia13 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Búsqueda bidireccional: La idea de la búsqueda bidireccional es ejecutar dos búsquedas simultáneas: una hacia delante desde el estado inicial y la otra hacia atrás desde el objetivo, parando cuando las dos búsquedas se encuentren en el centro.
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia14 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Ejercicio: dado el árbol de la figura donde B es el nodo objetivo y A es el nodo inicial. Indique el orden en que se visitan los nodos (de izq a der) para cada uno de los procedimientos siguientes:  Búsqueda primero en anchura (amplitud)  Búsqueda en profundidad
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia15 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Ejercicio: dado el árbol de la figura donde B es el nodo objetivo y A es el nodo inicial. Indique el orden en que se visitan los nodos (de izq a der) para cada uno de los procedimientos siguientes:  Búsqueda primero en anchura (amplitud):  A, D, F,G,H, J, C, E, B  Búsqueda en profundidad:  A, D, H, B
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia16 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Ejercicio: dado el árbol de la figura donde L es el nodo objetivo y A es el nodo inicial. Indique el orden en que se visitan los nodos (de izq a der) para cada uno de los procedimientos siguientes:  Búsqueda primero en anchura (amplitud):  Búsqueda en profundidad:
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia17 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Ejercicio: dado el árbol de la figura donde L es el nodo objetivo y A es el nodo inicial. Indique el orden en que se visitan los nodos (de izq a der) para cada uno de los procedimientos siguientes:  Búsqueda primero en anchura (amplitud):  A, D, F,G,H, J, C, E, B, K, Z,W,L  Búsqueda en profundidad:  A-D-H-B X  A-D-J-K-L OK
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia18 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Dado en siguiente grafo, donde A es el nodo inicial y H el nodo meta, explorarlo mediante los métodos:  Búsqueda en amplitud  Búsqueda en profundidad
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia19 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Dado en siguiente grafo, donde A es el nodo inicial y H el nodo meta, explorarlo mediante los métodos:  Búsqueda en amplitud:
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia20 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Dado en siguiente grafo, donde A es el nodo inicial y H el nodo meta, explorarlo mediante los métodos:  Búsqueda en amplitud:
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia21 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Dado en siguiente grafo, donde A es el nodo inicial y H el nodo meta, explorarlo mediante los métodos:  Búsqueda en amplitud:
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia22 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Dado en siguiente grafo, donde A es el nodo inicial y H el nodo meta, explorarlo mediante los métodos:  Búsqueda en amplitud:
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia23 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Dado en siguiente grafo, donde A es el nodo inicial y H el nodo meta, explorarlo mediante los métodos:  Búsqueda en amplitud:
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia24 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Dado en siguiente grafo, donde A es el nodo inicial y H el nodo meta, explorarlo mediante los métodos:  Búsqueda en amplitud:
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia25 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Dado en siguiente grafo, donde A es el nodo inicial y H el nodo meta, explorarlo mediante los métodos:  Búsqueda en amplitud:
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia26 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Dado en siguiente grafo, donde A es el nodo inicial y H el nodo meta, explorarlo mediante los métodos:  Búsqueda en profundidad:
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia27 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Dado en siguiente grafo, donde A es el nodo inicial y H el nodo meta, explorarlo mediante los métodos:  Búsqueda en profundidad:
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia28 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Dado en siguiente grafo, donde A es el nodo inicial y H el nodo meta, explorarlo mediante los métodos:  Búsqueda en profundidad:
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia29 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Dado en siguiente grafo, donde A es el nodo inicial y H el nodo meta, explorarlo mediante los métodos:  Búsqueda en profundidad:
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia30 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Dado en siguiente grafo, donde A es el nodo inicial y H el nodo meta, explorarlo mediante los métodos:  Búsqueda en profundidad:
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia31 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Dado en siguiente grafo, donde A es el nodo inicial y H el nodo meta, explorarlo mediante los métodos:  Búsqueda en profundidad:
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia32 BÚSQUEDA NO INFORMADA (BÚSQUEDA A CIEGAS)  Dado en siguiente grafo, donde A es el nodo inicial y H el nodo meta, explorarlo mediante los métodos:  Búsqueda en profundidad:
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia33 BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA)  Búsqueda voraz (avara) primero el mejor:  evalúa los nodos usando solamente la función heurística f(n) = h(n).  Ejercicio: Dado el árbol de la figura en el que el valor adjunto a cada nodo es el de la función heurística h que señala el grado en que cada nodo satisface las condiciones del objetivo, recorra el árbol usando el algoritmo primero el mejor
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia34 BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA)
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia35 BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA)
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia36 BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA)
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia37 BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA)
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia38 BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA)
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia39 BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) EJERCICIO: Recorra el grafo según el procedimiento Primero el mejor, suponiendo que los nodos están etiquetados según el valor de la heurística en cada uno de ellos. Considere que el coste de la generación de cada sucesor es 1 y realice el mismo estudio siguiendo el procedimiento A* (f= h + g)
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia40 BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) Primero el mejor 11PAso 1
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia41 BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) Primero el mejor 11 22 PAso 2
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia42 BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) Primero el mejor 11 22 2 2 PAso 3
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia43 Primero el mejor 11 22 2 2 33 PAso 4
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia44 Primero el mejor 11 22 2 2 33 PAso 5
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia45 Primero el mejor 11 22 2 2 33 PAso 6
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia46 Primero el mejor 11 22 2 2 33 PAso 7 3
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia47 Primero el mejor 11 22 2 2 33 PAso 8 3 4
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia48 Primero el mejor 11 22 2 2 33 PAso 9 3 4 5
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia49 Primero el mejor 11 22 2 2 33 Camino encontrado 3 4 5 A, b, d, h, l, m
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia50 A* 1+3=41+5=6 PASO 1
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia51 A* 1+3=41+5=6 PASO 2 2+8=102+6=8
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia52 A* 1+3=41+5=6 PASO 3 2+8=102+6=8 2+7=9 2+9=11
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia53 A* 1+3=41+5=6 PASO 4 2+8=102+6=8 2+7=9 2+9=11 3+2=53+4=7
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia54 A* 1+3=41+5=6 PASO 5 2+8=102+6=8 2+7=9 2+9=11 3+2=53+4=7
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia55 A* 1+3=41+5=6 PASO 6 2+8=102+6=8 2+7=9 2+9=11 3+2=53+4=7
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia56 A* 1+3=41+5=6 PASO 7 2+8=102+6=8 2+7=9 2+9=11 3+2=53+4=7 3+5=8
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia57 A* 1+3=41+5=6 PASO 8 2+8=102+6=8 2+7=9 2+9=11 3+2=53+4=7 3+5=8 4+7=11
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia58 A* 1+3=41+5=6 PASO 9 2+8=102+6=8 2+7=9 2+9=11 3+2=53+4=7 3+5=8 4+7=11 3+0=3
    • BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA) 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia59 A* 1+3=41+5=6 Camino encontrado 2+8=102+6=8 2+7=9 2+9=11 3+2=53+4=7 3+5=8 4+7=11 3+0=3 A, c, g, k
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia60 BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA)  Aplicar el algoritmo A* para hallar el camino que une las ciudades 1 y 8. Las distancias por carretera entre las distintas ciudades vienen especificada por la siguiente tabla:
    • 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia61 BÚSQUEDA INFORMADA (HEURÍSTICA)  Además, se dispone de la distancia aérea en línea recta que existe entre todas las ciudades con la ciudad de destino:
    • FUENTES: 03/04/2014FCT - UNCA Ing. Héctor Estigarribia62  http://www.nebrija.es/~cmalagon/ia/ejercicios/ejercicios_busqueda.p df  Problemas resueltos de IA – Busqueda y representación, Galán, González & Mira – UNED. Pearson, 1998