人工智能经典试题及答案(2)

人工智能经典 试题及答案

2.9 用谓词表示法求解机器人摞积木问题。设机器人有一只机械手，要处理的世界有一张桌子，桌上可堆放若干相同的方积木块。机械手有4个操作积木的典型动作：从桌上拣起一块积木；将手中的积木放到桌之上；在积木上再摞上一块积木；从积木上面拣起一块积木。积木世界的布局如下图所示。

图 机器人摞积木问题

解：(1) 先定义描述状态的谓词

CLEAR(x)：积木x上面是空的。 ON(x, y)：积木x在积木y的上面。 ONTABLE(x)：积木x在桌子上。 HOLDING(x)：机械手抓住x。

HANDEMPTY：机械手是空的。

其中，x和y的个体域都是{A, B, C}。

问题的初始状态是：

ONTABLE(A) ONTABLE(B) ON(C, A) CLEAR(B) CLEAR(C) HANDEMPTY

问题的目标状态是： ONTABLE(C) ON(B, C) ON(A, B)

CLEAR(A) HANDEMPTY

(2) 再定义描述操作的谓词

在本问题中，机械手的操作需要定义以下4个谓词： Pickup(x)：从桌面上拣起一块积木x。 Putdown(x)：将手中的积木放到桌面上。

Stack(x, y)：在积木x上面再摞上一块积木y。 Upstack(x, y)：从积木x上面拣起一块积木y。

其中，每一个操作都可分为条件和动作两部分，具体描述如下：

人工智能经典 试题及答案

Pickup(x)

条件：ONTABLE(x)，HANDEMPTY，CLEAR(x) 动作：删除表：ONTABLE(x)，HANDEMPTY 添加表：HANDEMPTY(x) Putdown(x)

条件：HANDEMPTY(x)

动作：删除表：HANDEMPTY(x)

添加表：ONTABLE(x)，CLEAR(x) ，HANDEMPTY Stack(x, y)

条件：HANDEMPTY(x)，CLEAR(y)

动作：删除表：HANDEMPTY(x)，CLEAR(y)

添加表：HANDEMPTY，ON(x, y) ，CLEAR(x) Upstack(x, y)

条件：HANDEMPTY，CLEAR(y) ，ON(y,x) 动作：删除表：HANDEMPTY，ON(y, x) 添加表：HOLDING(y)，CLEAR(x) (3) 问题求解过程

利用上述谓词和操作，其求解过程为：

2.10 用谓词表示法求解农夫、狼、山羊、白菜问题。农夫、狼、山羊、白菜全部放在一条河的左岸，现在要把他们全部送到河的右岸去，农夫有一条船，过河时，除农夫外船上至多能载狼、山羊、白菜中的一种。狼要吃山羊，山羊要吃白菜，除非农夫在那里。似规划出一个确保全部安全过河的计划。请写出所用谓词的定义，并给出每个谓词的功能及变量的个体域。

解：(1) 先定义描述状态的谓词

要描述这个问题，需要能够说明农夫、狼、羊、白菜和船在什么位置，为简化问题表示，