人工智能——实验报告.docx

人工智能实验报告

题目人工智能实验

专业计算机科学与技术

学号1160300426

学生李国建

指导教师李钦策

同组人员安宏展、王宇楠、姚远、李忠旭、鲁东祐

实验1知识表示

简介

待解决问题的解释

一个房间里，天花板上挂有一串香蕉，有一只猴子可在房间里任意活动（到处走动，推移箱子，攀登箱子等）。设房间里还有一只可被猴子移动的箱子，且猴子登上箱子时才能摘到香蕉，问猴子在某一状态下（设猴子位置为A，香蕉位置在B，箱子位置为C），如何行动可摘取到香蕉。

问题的形式化描述

该问题的本质就是利用一种知识表示的方法来解决猴子摘香蕉的问题。如果把猴子、香蕉和箱子的位置用{-1.0.1}里的数字表示（对应为A,B,C），那么就可以用一个三元组来表示问题的状态，任意输入一个合法的状态，即可输出一个从初始状态到目标状态的过程。实际实现需要使用四元组，还需要记录猴子与箱子的相对位置。

解决方案（原理）

按照题目要求，选择产生式表示法。

首先定义一个综合数据库，即包含所有状态的状态空间（monkey,box,banana,monbox），分别表示猴子、香蕉和箱子的位置，用{-1.0.1}表示。

定义猴子的行动规则，即规则数据库：走到X位置处；跳到箱子上；从箱子上跳下来；将箱子移到另一个位置；如果站在箱子上且有香蕉，则可以摘香蕉。

根据问题，确定终止状态是猴子摘到香蕉{（x,x,x,0）}（x属于{0，-1,1}）。

输入一个初始状态（a,b,c,d），即可输出一个从初始状态到目标状态的解决方案。

算法介绍

2.1所用方法的一般介绍

产生式表示法，首先定义一个综合数据库；再确定初始状态和目标状态；然后定义规则库；根据初始状态和规则库中的规则，不断地产生新的状态，直到到达目标状态为止。

2.2算法伪代码

输入：猴子、香蕉、箱子的位置以及猴子是否站在箱子上（a,b,c,d）

输出：猴子摘香蕉的过程

ifstate.monkey==state.boxandstate.box==state.bananaandstate.monbox==1:

print(步数+str(step)+:猴子将香蕉摘下来)

os._exit(0)

ifstate.monbox==1: #猴子在箱子上面站着

ifstate.box!=state.banana: #箱子和香蕉不在一起

state=MonkeyUp(MoveBox(MonkeyDown(state,step),step+1),step+2)

step=step+3

ifstate.monbox==-1: #猴子不在箱子上面，此时猴子和箱子的位置不一定在一起

ifstate.box!=state.banana: #箱子和香蕉不在一起

ifstate.monkey!=state.box: #猴子和箱子不在一起

MonkeyUp(MoveBox(MoveMonkey(state,step),step+1),step+2)

step=step+3

else: #猴子和箱子在一起

MonkeyUp(MoveBox(state,step),step+1)

step=step+2

else: #箱子和香蕉在一起

ifstate.monkey!=state.box:

MonkeyUp(MoveMonkey(state,step),step+1)

step=step+2

else:

MonkeyUp(state,step)

step=step+1

print(步数+str(step)+:猴子将香蕉摘下来)

算法实现

3.1实验环境与问题规模

实验环境：Windows10，Python3，VSCode；

问题规模：最多四步

3.2数据结构

定义状态类：

classState:

def__init__(state,monkey=-1,box=0,banana=1,monbox=-1):

state.monkey=monkey

state.box=box

state.banana=banana

state.monbox=monbox

3.3实验结果

输入01-1-1

输出：

步数1:猴子从