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华 中 科 技 大 学 《人工智能与模式识别》 实 验 报 告 院 系： 电子与信息工程系 班 级： 电信中英班1101 姓 名： 何宇坤 学 号： U201115729 指导老师： 刘澍 电 话： 邮 箱： 826319028@ 日 期： 2015年1月17日 实验一 实验内容 利用一阶谓词逻辑求解猴子摘香蕉问题：房内有一个猴子，一个箱子，天花板上挂了一串香蕉，其位置如图所示，猴子为了拿到香蕉，它必须把箱子搬到香蕉下面，然后再爬到箱子上。请定义必要的谓词，列出问题的初始化状态（即下图所示状态），目标状态（猴子拿到了香蕉，站在箱子上，箱子位于位置b）。（附加：从初始状态到目标状态的谓词演算过程。） 实验平台 VC6.0 实验分析 定义描述环境状态的谓词。 AT(x,w)：x在t处，个体域：x?{monkey}，w?{a,b,c,box}； HOLD(x,t)：x手中拿着t，个体域：t?{box,banana}； EMPTY(x)：x手中是空的； ON(t,y)：t在y处，个体域：y?{b,c,ceiling}； CLEAR(y)：y上是空的； BOX(u)：u是箱子，个体域：u?{box}； BANANA(v)：v是香蕉，个体域：v?{banana}； 使用谓词、连结词、量词来表示环境状态。 问题的初始状态可表示为： So：AT(monkey,a)?EMPTY(monkey)?ON(box,c)?ON(banana,ceiling)?CLEAR(b)?BOX(box)? BANANA(banana) 要达到的目标状态为： Sg：AT(monkey,box)?HOLD(monkey,banana)?ON(box,b)?CLEAR(ceiling)?CLEAR(c)? BOX(box)?BANANA(banana) 从初始状态到目标状态的转化, 猴子需要完成一系列操作, 定义操作类谓词表示其动作。 WALK(m,n)：猴子从m走到n处，个体域：m,n?{a,b,c}； CARRY(s,r)：猴子在r处拿到s，个体域：r?{c,ceiling}，s?{box,banana}； CLIMB(u,b)：猴子在b处爬上u； 这3个操作也可分别用条件和动作来表示。条件直接用谓词公式表示，是为完成相应操作所必须具备的条件；当条件中的事实使其均为真时，则可激活操作规则，于是可执行该规则中的动作部分。动作通过前后状态的变化表示，即通过从动作前删除或增加谓词公式来描述动作后的状态。 WALK(m,n)：猴子从m走到n处 条件：AT(monkey,m) 动作： CARRY(s,r)：猴子在r处拿到s 条件：AT(monkey,r)?EMPTY(monkey)?ON(s,r)?BOX(box)?BANANA(banana) 动作： CLIMB(u,b)：猴子在b处爬上u 条件：AT(monkey,b)?HOLD(monkey,u)?CLEAR(b)?BOX(box)?BANANA(banana) 动作： 按照行动计划, 一步步进行状态替换, 直至目标状态。 AT(monkey,a)?EMPTY(monkey)?ON(box,c)?ON(banana,ceiling)?CLEAR(b)?BOX(box)? BANANA(banana) AT(monkey,c)?EMPTY(monkey)?ON(box,c)?ON(banana,ceiling)?CLEAR(b)?BOX(box)? BANANA(banana) AT(monkey,c)?HOLD(monkey,box)?ON(banana,ceiling)?CLEAR(b)?CLEAR(c)?BOX(box)? BANANA(banana) AT(monkey,b)?HOLD(monkey,box)?ON(banana,ceiling)?CLEAR(b)?CLEAR(c)?BOX(box)? BANANA(banana) AT(monkey,box)?EMPTY(monkey)?ON(box,b)?ON(banana,ceiling)?CLEAR(c)?BOX(box)? BANANA(banana) AT(monkey,box)?HOLD(monkey,banana)?ON(box,b)?CLEAR(ceiling)?CLEAR(c)?BOX(box)? BANANA(banana)（目标得解） 猴子行动的规则序列是：WALK(a,c)→CARRY(c,box)→WALK(c,b)→