２０００年 ５月２２日(月) 講義ノート.....電子情報専攻 井村研究室，中井 秀郎
２．問題解決（Problem Solving）
Ｑ１．人間はある問題に直面したときにどのように解決しているか？
［課題］以下の問題を解き、解き方を説明せよ。
（１）池の周りに木を２［ｍ］間隔で植える。
（２）池の周囲は１０［ｍ］
（３）池の周囲の木は何本か？
Ｑ２．解き方のバリエーションは？
１）とりあえず植えてみる。
２）方程式を立てる。
２０００年 ５月２９日(月) 講義ノート.....電子情報専攻 松尾研究室 森本 大樹
村野君の代打ノートです。
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5/29(月)ノート当番 村野
2章：問題解決(PS)
先週の例題：植木算を解く
-
解答例：中井
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- 方程式をたてる
-
| 木の数をx(本)、池の周囲をy
(m)、間隔をk(m/本)とすると | (i) |
| y = k * x | (i) |
| x = y / k = 10 / 2 = 5 | (ii) |
∴木の数は５本 | (iii) |
ProblemSolutionを３つのプロセスに分ける(p.22)
-
- (i)問題の定式化・・・実世界の問題→形式的記述(変数の意味)
- →(i)プログラミング
- (ii)形式的処理・・・方程式等の形式的記述を解いて/変形して解を
求める
- →(ii)プログラムの実行
- (iii)形式的な解の解釈・・・
形式的な表現を元の実世界の意味に戻す
-
→解の意味を元の実世界で表す
→(iii)変数の意味を表すprint文+変数の値を表示
- ↓
-
- 人間は（算数の）PSにおいて、上記の３つのプロセスを
扱っている
- 通常の計算式処理による自動化では(ii)のみ。(i)、(ii
i)は人間/人力で行う
CHECK!! 定式化
-
(i)問題の定式化の自動化
- 伝統的AI手法=人間知能
なぜなら 解き方を人間が考えて与えているから
- p.24図2.1
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外部世界(実世界)と内部世界(形式的記述)との 対応をつける作業(→
定式化←解釈)は人力(→SymbolGrounding問題)
⇒AIの基本的問題の一つ
- ex.(i)の例：画像理解/認識
-
文字認識の困難さとは？
実世界での`文字'が画像という形式的記述でどう表されるの
か？
の定義がクリアでないから、形式的記述(ビットイメージ)で
の
文字とノイズ(文字以外)との区別が簡単でない。
形式的な処理(ex.空間周波数：ある領域の濃度変化から
文字と非文字領域を分離する)定義できる
２．２ AIで対象とする問題
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- 1)AIの古典的問題：ゲーム、パズル
- 2)AIの古典的問題が持つ性質
- Q.1 人間が、ゲーム、パズルに感じる面白さは何か？
-
⇒解法、解決手順が決まってないから(未知だから)
- Q.2 では、解き方が未知な問題をどうAIでは扱うのか？
-
⇒全ての解を試行錯誤的に探索する
⇒探索によるPS
２．３ 問題の定式化法
(注)これは、AIプログラマが行う作業
-
部分的な自動化研究は問題表現の抽象化/再構成(=変形)
- 手法)
- 問題表現を変形するルール集合を与え、
問題表現の解空間の中で適切な
問題表現を探索によって求める
- ポイント)
- 問題表現によって解き方の効率が大きく異なる
Q.では、問題の定式化において適切な表現とは何か？
例題２）2次元のタイル敷き詰め問題
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- 以下の形に1x2の大きさのタイルを隙間なく重なりなく敷き詰め
ること。
- 1)2nx2nの正方形(ex.n=2)
- 2)1)の正方形の1組の対角の角(1x1)1つを除いたもの
- 3)1)の正方形の1組の対角の角(1x1)2つを除いたもの
Q.1)〜3)の形に1x2のタイル敷き詰めが可能かどうかを証明せよ
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２章 問題解決：