ملخص إستراتيجيات البحث في الذكاء الاصطناعي
العناوين الرئيسة في هذا الدرس:
- طرائق البحث العمياء، وكيفية تطبيقها على مسائل مُحدََدة.
- بعض أساليب البحث الاجتهادية، وتطبِيق خوارزمية * A على لعبة لغز
- الأرقام الثمانية( 8-Puzzle ) باستخدام الاقترانات (الدوال) التقييمية
- مقارنة بين نتائج هذه الطرائق المختلفة
أنواع البحث:
1. طرائق البحث العمياء :
تسمى "عمياء" لأنها لا تملك أي معلومات إضافية عن مدى قربها من الهدف، بل تبحث بشكل نظامي فقط
البحث بالعرض أولاً (BFS): يستكشف المسارات مستوى بمستوى؛ فهو يفحص جميع الخيارات القريبة قبل الانتقال للبعيدة.
مميزاته: يضمن دائماً العثور على أقصر مسار للحل.
البحث بالعمق أولاً (DFS): يختار مساراً واحداً ويستمر فيه حتى النهاية قبل أن يعود لتجربة مسار آخر.
مميزاته: يحتاج ذاكرة أقل، لكنه قد لا يجد المسار الأقصر
2. طرائق البحث المستنيرة الاستدلالية :
على عكس البحث الأعمى، يستخدم هذا النوع "الذكاء" أو "الاجتهاد" لتسريع الوصول للحل:
الاقتران الاستدلالي h(n): هو دالة تعطي "تخميناً ذكياً" للمسافة المتبقية للوصول للهدف.
الوظيفة: تساعد الخوارزمية على تجاهل المسارات غير الواعدة والتركيز على المسارات التي تبدو أقرب للحل.
3. خوارزمية ( A* Search)، ولعبة لغز الأرقام الثمانية (8-Puzzle)
تعتبر خوارزمية ( A* Search) الأذكى لأنها تجمع بين طرائق البحث العمياء و طرائق البحث المستنيرة الاستدلالية
-
المعادلة الأساسية: تحسب التكلفة الكلية بالعلاقة f(n) = g(n) + h(n).
g(n): التكلفة الفعلية (عدد الخطوات التي مشيتها فعلياً).
h(n): التكلفة التقديرية (كم خطوة أتوقع أنها بقيت للوصول للهدف).
-
تطبيقها على 8-Puzzle: تُستخدم لترتيب الأرقام في اللوحة بأقل عدد من التحركات، حيث تختار في كل مرة الحركة التي تعطي أقل قيمة لـ f(n).
4. المقارنة بين طرائق البحث العمياء (BFS/DFS) و طرائق البحث المستنيرة الاستدلالية ( A* Search)
| وجه المقارنة | طرائق البحث العمياء (BFS/DFS) | طرائق البحث المستنيرة الاستدلالية ( A* Search) |
| المعلومات | لا يملك معلومات عن الهدف | يستخدم دوال تقييمية ذكية |
| الكفاءة | قد يستهلك وقتاً طويلاً جداً في المسائل المعقدة | أسرع بكثير لأنه يوجه البحث نحو الهدف مباشرة |
| المسار | BFS يضمن الأقصر، لكن بجهد كبير. | يضمن المسار الأمثل بجهد أقل (إذا كانت h(n) دقيقة |
باختصار:طرائق البحث العمياء يشبه شخصاً يفتش كل غرف الفندق غرفة بغرفة ليجد صديقه، بينما طرائق البحث المستنيرة الاستدلالية ( A* Search) يشبه شخصاً يسأل الاستقبال عن رقم الغرفة ويتجه إليها مباشرة!