أُقيّم تعلُّمي
المعرفة: أستخدم ما تعلمْته من معارف في هذا الدرس للإجابة عن السؤالين الآتيين:
السؤال الأ ول: أُوضِّح المقصود بك ممّا يأتي:
1. حيِّز الحالة: يَصِفُ مجموعة الحالات التي قد تكون لا نهائيَّة والإجراءات التي تسمح بالانتقال من حالة إلى أُخرى، في حين تَصِفُ شجرة البحث المسارات بين هذه الحالات، وصولًا إلى الحالة الهدف. وفي هذا السياق، تحتوي الشجرة على عُقَد ومسارات مُتعدِّدة لأيِّ حالة، وكلُّ عُقْدة في الشجرة لها مسار فريد للعودة إلى الجذر أو إلى الحالة الأوَّليَّة (الابتدائيَّة).
2. النموذج الانتقاليُّ: نموذج يُقدِّم وصفًا لِما يتضمَّنه كلُّ إجراء في حالة مُعيَّنة، وهو الإطار الذي يصف كيفيَّة تغيير الحالة الحاليَّة إلى حالة جديدة بتنفيذ إجراء معيَّن يحدِّد هذا النموذج الإجراءات الممكنة (مثل تحريك الروبوت أو دفع صندوق) والشروط اللازمة لنجاح هذه
الإجراءات (مثل وجود مساحة فارغة).
السؤال الثاني:
يُمثِل الشكل المجاور لعبة( لغز) البلاط المُتحرِّك أوالقطع المُتحرِّكة، ويظهر في الشكل (15) قطعة مُرقَّمة بالأعداد من(01)إلى(15) ، إضافةً إلى بلاطة (قطعة) واحدة فارغة. تهدف هذه اللعبة إلى ترتيب الأرقام من(1) إلى (15) على نحوٍ متتال.
أُحدد كالا ممّا يأتي:
1- الحالات.
2- الحالة الأوَّلية(الابتدائية).
3- الإجراءات.
4- نموذج الانتقال.
5- الحالة الهدف.
6- تكلفة الإجراءات.
كلُّ حالة تمثِّل توزيع الأرقام من( 15 - 1)، والبلاطة الفارغة على الشبكة 4 * 4، وفيما يأتي الحالات في المستوى:
الأوَّل:
2.الحالة الأوَّليَّة (الابتدائيَّة).
3. الإجراءات.
يمثِّل الإجراء تحريك البلاطة الفارغة إلى الأعلى، أو الأسفل، أو اليمين، أو اليسار.
4. نموذج الانتقال.
الحالة الناتجة بعد التحريك = اتِّجاه تحريك البلاطة الفارغة، الحالة( Result)
5. الحالة الهدف.
القِطَع مرقَّمة من 115 بشكل متسلسل، ويوجد حالتا هدف.
6. تكلفة الإجراءات.
كلُّ حركة تمثِّل تكلفة وحدة واحدة.
التكلفة = عدد الحركات اللازمة للوصول إلى الهدف بأقل تكلفة ممكنة (أقصر مسار)
المهارات: أُوظِّف مهارات التفكير الناقد والبحث الرقمي والتواصل في الإجابة عن الأسئلة الآتية:
السؤال الأولَ: أكتب تعريفًا للعميل (الوكيل Agent ) الذي يؤدّي دورًا رئسيًا في عميلات الذكاء الاصطناعي.
العميل في خوارزميات البحث في الذكاء الاصطناعيِّ هو (برنامج/ نظام) قادر على إدراك بيئته، واتِّخاذ قرارات ذكيَّة لتحقيق هدف معيَّن.
السؤال الثاني: أذكر أمثلة على مشكلات واقعية يتطلَّب حَلُّها شجرة بحث غير تلك التي ورد ذكرها في الدرس، ثمَّ أختار إحدى هذه المشكلات، وأكتب لها شجرة بحث مناسبة.
- الملاحة GPS
- تشخيص الأمراض الطبِّيَّة.
- حلُّ المشكلات الرياضيَّة.
- الألعاب الإلكترونيَّة.
مشكلات واقعية وشجرة البحث:
-
أمثلة لمشكلات واقعية:
تخطيط مسارات الروبوتات في المخازن الذكية.
توجيه السيارات ذاتية القيادة للوصول إلى وجهة معينة.
حل الألغاز المنطقية مثل (سودوكو) أو (تخطيط جدول الحصص المدرسي).
-
اختيار مشكلة ورسم شجرة بحث (مثال: الروبوت في المتاهة): تخيل روبوت عند النقطة (أ) يريد الوصول للنقطة (د):
الجذر: الحالة (أ).
التفرع الأول: خياران (الذهاب يميناً للنقطة ب) أو (الذهاب يساراً للنقطة ج).
التفرع الثاني (من ب): الوصول للهدف (د) أو الرجوع لـ (أ).
التقييم: المسار الأقصر هو الحل الأمثل.
السؤال الثالث: أبحث عن مشكلات لا يمكن بناء حيِز حالة لها، ثمَّ أُبرِّر إجابتي.
المشكلات التي لا يمكن بناء حيِّز حالة لها:
- المسائل ذات العدد اللانهائيِّ من الحالات، مثل حركةِ الموائع، ومَسارٍ في فضاء ثلاثيِّ الأبعاد.
- المسائل ذات المعلومات غير المكتملة، مثل لعبة في بيئة متغيِّرة.
- مسائل غير حتميَّة، مثل توقّع الطقس، وألعاب الحظ.
- المسائل التي تتطلَّب عمليّات حسابيَّة ضخمة، مثل البائع المتجوِّل لآلاف المدن.
- مسائل غير قابلة للتمثيل الرياضيِّ، مثل الإبداع البشريِّ، وتحليل المشاعر.
هناك بعض المشكلات التي لا يمكن بناء حيز حالة ( State Space ) لها بشكل عملي أو كامل، وذلك بسبب طبيعتها المعقَّدة، أو عدم وجود تعريف دقيق للحالات والإجراءات. من أمثلة هذه المشكلات:
- التنبُّؤ بالطقس على المدى الطويل:
السبب: التنبؤ بالطقس يعتمد على عوامل لا نهائية تقريبا (مثل تغير الضغط الجوِّيِّ، والرياح، والرطوبة) التي تتغيَّر باستمرار، ولا يمكن قياسها بدقَّة كاملة. حيز الحالة يتطلَّب تعريفًا واضحًا للحالات الممكنة جميعها، لكن هناك عدد هائل من المتغيرات التي تجعل بناء شجرة بحث شاملة غير واقعي. حتى مع نماذج الحوسبة المتقدِّمة، يبقى التنبُّؤ تقريبيا، ولا يمكن حصر الحالات أو الإجراءات جميعها (مثل تغيُّر الظروف الجوِّ ية المفاجئة( في هيكلية محدَّدة)
- اتِّخاذ القرارات السياسيَّة:
السبب: اتِّخاذ القرارات السياسيَّة يعتمد على عوامل بشريَّة معقَّدة (مثل آراء الناخبين، والتدخُّلات الخارجيَّة، والأحداث العشوائيَّة( التي لا يمكن التنبؤ بها بدقَّة أو حصرها. حيز الحالة يتطلب تعريفًا لكلِّ حالة ممكنة، لكن التغيرات غيرالمنتظمة تجعل ذلك مستحيلًا ، لا يمكن تصميم شجرة بحث؛ لأنََّ الإجراءات (مثل تغيير سياسة أو ردِّ فعل شعبي) تعتمد على بيانات غير كاملة أو متغيِّرة باستمرار
السؤال الرابع: أرسم حيز حالة لبرج هانوي (Tower of Hanoi)، علما بأنَّه يجب نقل الأقراص الثلاثة من العمود الأول إلى العمود الثالث عمود واحد في كل مرة، ولا يُمكن وضع القرص الأكبر فوق يبدأ حيز الحالة بوجود الأقراص الثلاثة (صغير، متوسط، كبير) على العمود الأول.
يُرجى من المصمم رسم الحالات لشجرة البحث بالاستعانة بالآتي:
الحالة الأوَّلى: يُنقل القرص الأوَّل إلى العمود الثالث.
الحالة الثانية: يُنقل القرص الثاني إلى العمود الثاني في المنتصف.
الحالة الثالثة: يُنقل القرص الأوَّل إلى العمود الثاني.
الحالة الرابعة: يُنقل القرص الثالث إلى العمود الثالث.
الحالة الرابعة: يُنقل القرص الصغير إلى العمود الأوَّل.
الحالة الخامسة: يُنقل القرص المتوسط إلى العمود الثالث فوق القرص الكبير.
الحالة السادسة: يُنقل القرص الصغير إلى العمود الثالث
