人工智能之迷宫
一、问题描述
迷宫图从入口到出口有若干条通路，求从入口到出口最短路径的走法。
图1.1 迷宫示意图
二、设计原理
图1.1为一简单迷宫示意图的平面坐标表示。以平面坐标图来表示迷宫的通路时，问题的状态以所处的坐标位置来表示，即综合数据库定义为｛(x, y) | 1≤x, y ≤ 4 ｝，则迷宫问题归结为求解从(1, 1) 到 (4, 4)的最短路径。迷宫走法规定为向东、南、西、北前进一步，由此可得规则集简化形式如下。
右移 R1：if(x, y) then (x+1, y) 如果当前在(x, y)点，则向右移动一步
下移 R2：if(x, y) then (x,y -1) 如果当前在(x, y)点，则向下移动一步
左移 R1: if(x, y) then (x -1,y) 如果当前在(x, y)点，则向左移动一步
上移 R2：if(x, y) then (x, y+1) 如果当前在(x, y)点，则向上移动一步
给出其状态空间如图2.1所示
为求得最佳路径，可使用A*算法。
A*算法f 函数定义 f(n) ＝ g(n) ＋h(n)
设：每一步的耗散值为1（单位耗散值）
定义：g(n) ＝d(n) 从初始节点s到当前节点n的搜索深度
h(n) ＝| X
g －X
n
| ＋ | Y
g
－Y
n
| 当前节点n与目标节点间的坐标距离
其中：( X
g , Y
g
) 目标节点g坐标( X
n
, Y
n
)当前节点n坐标
显然满足：h(n) ≤h*(n)
OPEN表节点排序
⑴ 按照f 值升序排列
⑵ 如果f 值相同，则深度优先
A*算法的搜索过程如下：
1、OPEN＝(s)， f(s)=g(s)+h(s)
2、LOOP：if OPEN＝( ) then EXIT(FAIL)
3、n ← FIRST(OPEN)
4、if GOAL(n) THEN EXIT(SUCCESS)
5、REMOVE(n,OPEN)，ADD(n,CLOSED)
6、{m
i
﹜← EXPAND(n)
①计算f(n,m
i )=g(n,m
i
)+h(m
i
)，(自s过n，m
i
到目标节点的耗散值)
② ADD(m
j ,OPEN)，标记m
j
到n的指针(m
j
不在OPEN和CLOSED中)
③ if f(n,m
k ) ＜ f(m
k
) then f(m
k
) ← f(n,m
k
)，标记m
k
到n的指
针(m
k
在 OPEN中)
④ if f(n,m
l ) ＜ f(m
l
) then f(m
l
) ← f(n,m
l
)，标记m
l
到n的指针(m
l
在
CLOSED中)
ADD(m
l ,OPEN)，把m
l
放回到OPEN中
7、OPEN中的节点按照f值升序排列
8、GO LOOP
A*算法的搜索图示如图2.2所示。
则其搜索结果如图2.3所示。
图2.3 迷宫搜索结果示意图
三、详细设计
（1）数据结构设计
①为了在程序中表示迷宫图，定义了一个6*6的二维整型数组
int Maze[7][7]={{3,1,3,1,3,0,3},
{0,4,1,4,1,4,1},
{3,1,3,0,3,1,3},
{1,4,1,4,1,4,1},
{3,0,3,1,3,0,3},
{1,4,1,4,1,4,1},
{3,0,3,1,3,1,3}};
其中数字3代表坐标点，1代表两个坐标点之间存在路径，0代表两个坐标点之间不存在路径，数字4没有意义。
从这个二维整型数组抽象出来的迷宫如下所示：
②每个坐标点的数据结构如下:
struct Data
{
int x;
int y;
int g;
int f;
struct Data *parent;
};
其中x代表数组的第几行对应实际坐标的y值，y代表数组的第几列对应实际坐标的x值，g代表从入口到该坐标点的耗散值，f代表代表评价函数值，parent代表路径上的该坐标点的前一个坐标点。
③程序中对应入口坐标为（6，0）也就是实际中的入口（1,1），实际中每走一步对应程序中是x+2或x-2或y+2或y-2。程序中对应的出口坐标为（0,6）实际对应着出口（4,4）。
④实际中的h函数对应程序中的h(n) ＝|x－0|/2＋| y－6 |/2。
⑤因为实际坐标与程序中坐标不对应，所以需要一个转换公式，
如下:
实际坐标的x值等于程序中坐标点的y值除以2再加1
实际坐标的y值等于5减去程序中坐标点的x值除以2再减1
⑥判断两个坐标点a,b之间是否存在路径：
p=(a->x+b->x)/2;q=(a->y+b->y)/2;
如果Maze[p][q]==1,则说明a，b之间存在路径，Maze[p][q]==0，则说明不存在路径。为了将搜索结果图形输出，则又设置了Maze[p][q]==5，代表“←”, Maze[p][q]==6，代表“→”，Maze[p][q]==7，代表“↑”，Maze[p][q]==8，代表“↓”。
⑦为了满足open表中节点如果f 值相同，则深度优先，使用一个栈来表示open表，closed表也是用一个栈来表示。
（2）函数说明
bool bound(Data *a)
函数功能:判断一个坐标点是否越过边界，返回值bool值
int h(Data *a)
函数功能:h函数
Data* Nopen(Data *a)
函数功能:在open表中搜索结点a.若找到则返回结点a的地址，否则返回0
Data* Nclosed(Data *a)
函数功能:在closed表中搜索结点a.若找到则返回结点a的地址，否则返回0
void sort()
函数功能:对open表中节点按照f值升序排列
void Expand(Data *a)
函数功能:扩展当前结点a
voidprintmaze()
函数功能:输出迷宫
void printpath(Data *a)
函数功能:输出搜索结果
int A()
函数功能: A*算法
void main()
函数功能:主函数
（3）详细程序设计
#include
#include
using namespace std;
int Maze[7][7]={{3,1,3,1,3,0,3},
{0,4,1,4,1,4,1},
{3,1,3,0,3,1,3},
{1,4,1,4,1,4,1},
{3,0,3,1,3,0,3},
{1,4,1,4,1,4,1},
{3,0,3,1,3,1,3}};//3代表节点，1代表两个节点之间有线，0代表两个节点之间没有线，4无意义
struct Data
{
int x;
int y;
int g;
int f;
struct Data *parent;
};//坐标点结构体
stack open; //open表
stack closed; //close表
bool bound(Data *a) //边界函数
{
return (a->x<=6)&&(a->x>=0)&&(a->y<=6)&&(a->y>=0);
}
int h(Data *a) //h函数
{
return abs((a->x-0)/2)+abs((a->y-6)/2);
}
Data* Nopen(Data *a)//在open表搜索a坐标点{
Data *b,*d;
stack c;
while(!open.empty())
{
b=open.top();
if(b->x==a->x&&b->y==a->y)
{
while(!c.empty())
{
d=c.top();
c.pop();
open.push(d);
}
return b;
}
open.pop();
c.push(b);
}
while(!c.empty())
{
d=c.top();
c.pop();
open.push(d);
}
return 0;
}
Data* Nclosed(Data *a)在closed表搜索a坐标点{
Data *b,*d;
stack c;
while(!closed.empty())
{
b=closed.top();
if(b->x==a->x&&b->y==a->y)
{
while(!c.empty())
{
d=c.top();
c.pop();
closed.push(d);
}
return b;
}
closed.pop();
c.push(b);
}
while(!c.empty())
{
d=c.top();
c.pop();
closed.push(d);
}
return 0;
}
void sort() 对open表中坐标点排序{
Data *p,*q,*r;
stack c;
int b=open.size();
for(inti=0;i { p=open.top(); open.pop(); for(int j=i+1;j { q=open.top(); open.pop(); if(q->f { r=p; p=q; q=r; } open.push(q); } c.push(p); } while(!c.empty()) { q=c.top(); c.pop(); open.push(q); } } void Expand(Data *a)//扩展a坐标点 { intp,q; Data *d; struct Data *b[4]; for(inti=0;i<4;i++) b[i]=(struct Data*)malloc(sizeof(Data)); b[0]->x=a->x+2; b[0]->y=a->y; b[1]->x=a->x; b[1]->y=a->y-2; b[2]->x=a->x-2; b[2]->y=a->y; b[3]->x=a->x; b[3]->y=a->y+2; for(i=0;i<4;i++) { if(bound(b[i])) { p=(b[i]->x+a->x)/2; q=(b[i]->y+a->y)/2; if(Maze[p][q]==1) { if(Nopen(b[i])==0&&Nclosed(b[i])==0) { b[i]->g=a->g+1; b[i]->f=b[i]->g+h(b[i]); b[i]->parent=a; open.push(b[i]); } else if(Nopen(b[i])) { d=Nopen(b[i]); if(a->g+1 { d->g=a->g+1; d->f=b[i]->g+h(b[i]); d->parent=a; } } else if(Nclosed(b[i])) { if(a->g+1 { b[i]->g=a->g+1; b[i]->f=b[i]->g+h(b[i]); b[i]->parent=a; open.push(b[i]); } } } } } } void printmaze() //输出迷宫 { cout<<" (4,4) "< { if(i==6) cout<<"入口→"; else cout<<" "; if(i%2==0) { for(int j=0;j<7;j++) { if(Maze[i][j]==3) cout<<"●"; else if(Maze[i][j]==1) cout<<"─"; else if(Maze[i][j]==5) cout<<"←"; else if(Maze[i][j]==6) cout<<"→"; else cout<<" "; } if(i==0) cout<<"→出口"; cout< } else { for(int j=0;j<7;j++) { if(Maze[i][j]==1) cout<<"│"; else if(Maze[i][j]==7) cout<<"↑"; else if(Maze[i][j]==8) cout<<"↓"; else cout<<" "; } cout< } } cout<<" (1,1)"< } void printpath(Data *a)//输出搜索结果{ intb,c; stack q; while(!a->parent==NULL) { q.push(a); b=(a->parent->x+a->x)/2; c=(a->parent->y+a->y)/2; if(a->parent->x==a->x) { if(a->parent->y>a->y) Maze[b][c]=5; else Maze[b][c]=6; } else { if(a->parent->x>a->x) Maze[b][c]=7; else Maze[b][c]=8; } a=a->parent; } q.push(a); while(!q.empty()) { cout<<"("< q.pop(); } cout< printmaze(); } int A() //A*算法 { Data s={6,0,0,0,NULL}; Data *n=&s; open.push(n); while(1) { if(open.empty()) { cout<<"不存在路径!"< return 0; } else { n=open.top(); if(n->x==0&&n->y==6) { cout<<"最短路径长度为:"< cout<<"最短路径为:"; printpath(n); return 1; } else { open.pop(); closed.push(n); Expand(n); //扩展n节点 sort(); //open中节点按照f值升序排列 } } } } void main()//主函数 { cout<<"迷宫如下图:"< printmaze(); A(); } 四、设计结果及分析 （1）实验结果 （2）实验分析 从上面的图中可以看出程序运行结果与分析结果一致，程序运行正确。 五、实验心得与体会 通过本次课程设计的训练，增加了我学习算法的兴趣，对A*算法有了更深刻的理解，虽然还不是很明白其中的具体内容，但已发现算法分析与程序设计的乐趣，而且还熟练使用C语言编程的能力。虽然还有很多复杂的问题是我们的能力所不及的，但我相信通过一次次实际的训练操作会使我们的解决问题的能力一步步有所提高。这次程序设计让我们学到了好多知识，但也暴露了我们在程序设计中的不足。总之，所以我相信通过此次课程设计会提高我们分析设计能力和编程能力，为后续课程的学习及实践打下良好的基础 人工智能实验报告大 全 人工智能课内实验报告 （8次） 学院：自动化学院 班级：智能1501 姓名：刘少鹏（34） 学号： 06153034 目录 课内实验1：猴子摘香蕉问题的VC编程实现 (1) 课内实验2：编程实现简单动物识别系统的知识表示 (5) 课内实验3：盲目搜索求解8数码问题 (18) 课内实验4：回溯算法求解四皇后问题 (33) 课内实验5：编程实现一字棋游戏 (37) 课内实验6：字句集消解实验 (46) 课内实验7：简单动物识别系统的产生式推理 (66) 课内实验8：编程实现D-S证据推理算法 (78) 人工智能课内实验报告实验1：猴子摘香蕉问题的VC编程实现 学院：自动化学院 班级：智能1501 姓名：刘少鹏（33） 学号： 06153034 日期： 2017-3-8 10:15-12:00 实验1：猴子摘香蕉问题的VC编程实现 一、实验目的 （1）熟悉谓词逻辑表示法； （2）掌握人工智能谓词逻辑中的经典例子——猴子摘香蕉问题的编程实现。 二、编程环境 VC语言 三、问题描述 房子里有一只猴子（即机器人），位于a处。在c处上方的天花板上有一串香蕉，猴子想吃，但摘不到。房间的b处还有一个箱子，如果猴子站到箱子上，就可以摸着天花板。如图1所示，对于上述问题，可以通过谓词逻辑表示法来描述知识。要求通过VC语言编程实现猴子摘香蕉问题的求解过程。 图1 猴子摘香蕉问题 四、源代码 #include 2019年人工智能与健康考试题及答案 姓名成绩 温馨提示：同学们，经过培训学习，你一定积累了很多知识，现在请认真、仔细地完成这张试题吧。加油！ 一、判断题(每题2分)。 1.信息时代的三大定律有摩尔定律、吉尔德定律、麦特卡尔夫定律。 正确 2.在没有大数据的条件下，人才的发现与选拔都很难做到“全信息”，大数据能够帮助人们解决这个问题。 正确 3.大数据会带来机器智能，提升计算机的智能程度，但它是永远不会超过人类的智能。 错误 4.医疗健康数据的应用主要有药物研究、门诊诊断、病人行为及其相关数据与管理医疗社保基金。 正确 5.在未来，人工智能将会代替人类的工作、身份。 错误 6.人工智能在医疗领域还存在一些问题。 正确 7.对于在医疗领域的AI，我国应提出加大推动创新人工智能应用评估和保障机制、加大政策扶持力度等建议。 正确 8.从国家内部来看，人工智能通过优化自动化的方式能够提升社会运行效率。 正确 9.我们要围绕推动我国人工智能健康快速发展的现实要求，妥善应对人工智能可能带来的挑战，形成适应人工智能发展的制度安排，构建开放包容的国际化环境，夯实人工智能发展的经济基础。 错误 10.由于工业发展的需要，目前国内智能机器人行业的研发只集中于工业服务和智能助手两个方面。 错误 11.中国人口老龄化问题面临各种各样的挑战。 正确 12.从老龄研究的角度，智慧养老能够解决根本性的问题。 错误 13.马斯洛的需求层次理论认为，人类需要的最低层次是安全需求。 错误 14.点对点的养老服务模式通过互联网、物联网技术，来使服务需求得到实现，无论身处何处，打破了地域限制，不需要得知服务提供者是谁。 正确 15.点对点的养老服务模式是指需要什么样的服务，就直接去找这样的服务。 正确 《人工智能》课外实践报告 项目名称：剪枝法五子棋 所在班级： 2013级软件工程一班 小组成员：李晓宁、白明辉、刘小晶、袁成飞、程小兰、李喜林 指导教师：薛笑荣 起止时间： 2016-5-10——2016-6-18 项目基本信息 一、系统分析 1.1背景 1.1.1 设计背景 智力小游戏作为人们日常休闲娱乐的工具已经深入人们的生活，五子棋更成为了智力游戏的经典，它是基于AI的αβ剪枝法和极小极大值算法实现的人工智能游戏，让人们能和计算机进行对弈。能使人们在与电脑进行对弈的过程中学习五子棋，陶冶情操。并且推进人们对AI的关注和兴趣。 1.1.2可行性分析 通过研究，本游戏的可行性有以下三方面作保障 （1）技术可行性 本游戏采用Windows xp等等系统作为操作平台，使用人工智能进行算法设计，利用剪枝法进行编写，大大减少了内存容量，而且不用使用数据库，便可操作，方便可行，因此在技术上是可行的。 （2）经济可行性 开发软件：SublimText （3）操作可行性 该游戏运行所需配置低、用户操作界面友好，具有较强的操作可行性。 1.2数据需求 五子棋需要设计如下的数据字段和数据表： 1.2.1 估值函数： 估值函数通常是为了评价棋型的状态，根据实现定义的一个棋局估值表，对双方的棋局形态进行计算，根据得到的估值来判断应该采用的走法。棋局估值表是根据当前的棋局形势，定义一个分值来反映其优势程度，来对整个棋局形势进行评价。本程序采用的估值如下： 状态眠二假活三眠三活二冲四假活三活三活四连五 分值 2 4 5 8 12 15 40 90 200 一般来说，我们采用的是15×15的棋盘，棋盘的每一条线称为一路，包括行、列和斜线，4个方向，其中行列有30路，两条对角线共有58路，整个棋盘的路数为88路。考虑到五子棋必须要五子相连才可以获胜，这样对于斜线，可以减少8路，即有效的棋盘路数为72路。对于每一路来说，第i路的估分为E(i)=Ec(i)-Ep(i)，其中Ec(i)为计算机的i路估分，Ep(i)为玩家的i路估分。棋局整个形势的估值情况通过对各路估分的累加进行判断，即估值函数： 72 F（n）= Σ E(i) i=1 1.2.2 极小极大值算法: 极大极小搜索算法就是在博弈树在寻找最优解的一个过程，这主要是一个对各个子结点进行比较取舍的过程，定义一个估值函数F(n)来分别计算各个终结点的分值，通过双方的分值来对棋局形势进行分析判断。以甲乙两人下棋为例，甲为max，乙为min。当甲走棋时，自然在博弈树中寻找最大点的走法，轮到乙时，则寻找最小点的走法，如此反复，这就是一个极大极小搜索过程，以此来寻找对机器的最佳走法。 实验四有限状态机实验 实验报告 一、实验目的 通过蚂蚁世界实验掌握游戏中追有限状态机算法 二、实验仪器 Windows7系统 Microsoft Visual Studio2015 三、实验原理及过程 1）制作菜单 设置参数：点击会弹出对话框，设置一些参数，红、黑蚂蚁的家会在地图上标记出来 运行：设置好参数后点击运行，毒药、食物、水会在地图上随机显示 下一步：2只红蚂蚁和2只黑蚂蚁会随机出现在地图上，窗口右方还会出现红、黑蚂蚁当前数量的统计 不断按下一步，有限状态机就会不断运行，使蚁群产生变化 2）添加加速键 资源视图中 下方 选择ID和键值 3）新建头文件def.h 在AntView.cpp中加入#include"def.h" 与本实验有关的数据大都是在这里定义的 int flag=0; #define kForage 1 #define kGoHome 2 #define kThirsty 3 #define kDead 4 #define kMaxEntities 200 class ai_Entity{ public: int type; int state; int row; int col; ai_Entity(); ~ai_Entity() {} void New (int theType,int theState,int theRow,int theCol); void Forage(); void GoHome(); void Thirsty(); void Dead(); }; ai_Entity entityList[kMaxEntities]; #define kRedAnt 1 #define kBlackAnt 2 人工智能导论实验报告 学院：计算机科学与技术学院 专业：计算机科学与技术 2016.12.20 目录 人工智能导论实验报告 (1) 一、简介(对该实验背景，方法以及目的的理解) (3) 1. 实验背景 (3) 2. 实验方法 (3) 3. 实验目的 (3) 二、方法（对每个问题的分析及解决问题的方法） (4) Q1: Depth First Search (4) Q2: Breadth First Search (4) Q3: Uniform Cost Search (5) Q4: A* Search (6) Q5: Corners Problem: Representation (6) Q6: Corners Problem: Heuristic (6) Q7: Eating All The Dots: Heuristic (7) Q8: Suboptimal Search (7) 三、实验结果（解决每个问题的结果） (7) Q1: Depth First Search (7) Q2: Breadth First Search (9) Q3: Uniform Cost Search (10) Q4: A* Search (12) Q5: Corners Problem: Representation (13) Q6: Corners Problem: Heuristic (14) Q7: Eating All The Dots: Heuristic (14) Q8: Suboptimal Search (15) 自动评分 (15) 四、总结及讨论（对该实验的总结以及任何该实验的启发） (15) 、判断题（每题2分） 1.智慧社区包含的核心内容是它可以起到一个重要的桥梁作用，通过信息的收集，通过大数据的分析，通过物联网使服务的提供能够和需求结合在一起，最终使人们得到更加优质的、更加相对便宜的、更加有效的、更加个性化的服务。 。丨正确 错误 2.农业社会的显著特征是以个人为个人提供基础服务为基础。 3.尽管中国2015年全面实施“二孩”政策，但对于人口老龄化的发展趋势是没有根本改变的。 刁正确 ° 错误 4.受尊重需求是马斯洛的需求层次理论中的最高层次 正确 ° I错误 5.养老服务链的形成可以直接使得老年服务商有针对性的布局服务网，提高效率。J I正确 * 错误 6.在老人生活中安装监控摄像头只是为了能更好的保障老人安全，不会影响日常独立生活。 7.智慧养老若想实现自身价值，就必须将风险和预警服务结合起来巧正确 错误 8.当前社会中，最为突出的大数据环境是物联网。 正确 I错误 9.日常生活中，我们的一举一动都在制造数据。 J丨正确 错误 10.云计算提供的支撑技术，有效地解决了大数据的分析、研发的问题刁正确 错误 11.以大数据来促进我们健康管理的个性化和多元化。 J I正确 错误 12.医疗大数据主要来源于制药企业、临床数据、社保基金利用率和患者的数据。*正确 错误 13.医疗健康数据的应用主要有药物研究、门诊诊断、病人行为及其相关数据与管理医疗社保基金。 J丨正确 「错误 14.人工智能在国际关系方面提出了新要求和挑战。 *正确 」I错误 15.美国提议运用机器人技术来解决人口减少问题等社会课题。 ° 正确 16.英国会议提出《机器人基本法案》 ° 正确 年，国务院印发并实施《新一代人工智能发展规划》 正确 * 错误 18.从1996年以来，每年发表的AI论文数量增加了6倍以上 正确错误 年是中国进入超级老龄社会的一个时间点。 正确错误 20.加强人工智能标准框架体系研究，逐步建立并完善人工智能普遍创新。 人工智能模拟卷（B） 一、选择题 1、1997年5月，著名的“人机大战”，最终计算机以3.5比2.5的总比分将世界国际象棋棋王卡斯帕罗夫击败，这台计算机被称为（ A ） A）深蓝B）IBM C）深思D）蓝天 2、下列哪部分不是专家系统的组成部分（A ）。 A.）用户B）综合数据库C）推理机D）知识库 3、下列不在人工智能系统的知识包含的4个要素中的是（D ）。 A)事实B)规则C)控制和元知识D)关系 4、产生式系统的推理不包括（D ）。 A）正向推理B）逆向推理C）双向推理D）简单推理 5、消解原理是一种用于（D ）。 A）表达式变换的推理规则B）变量运算的推理规则 C）一定的子句公式的推理规则D）规则演绎的推理规则 6、要想让机器具有智能，必须让机器具有知识。因此，在人工智能中有一个研究领域，主要研究计算机如何自动获取知识和技能，实现自我完善，这门研究分支学科叫（B ）。 A)专家系统B)机器学习C)神经网络D)模式识别 7、语义网络的组成部分为：（C ） A）框架和弧线B）状态和算符 C）节点和链D）槽和值 8、如果问题存在最优解，则下面几种搜索算法中，（A）必然可以得到该最优解。 A）广度优先搜索B）深度优先搜索 C）有界深度优先搜索D）启发式搜索 9、语义网络的组成部分为：（C ）。 A）框架和弧线B）状态和算符 C）结点和链D）槽和值 10、谓词公式?x(P(x)∨?yR(y))→Q(x)中变元x是（D ）。 A）自由变量B）约束变量 C）既不是自由变量也不是约束变量D）既是自由变量也是约束变量 二、填空题 1、宽度优先搜索和_深度优先_搜索等属于盲目搜索；而有序搜索等属于启发式搜索。 2、语义网络由节点和弧线或链线组成，节点用于表示物体、概念和状态，弧 线用于表示节点间的关系。 3、在二人博弈问题中，最常用的一种分析技术是极大极小分析法，这种方法的思想是先生成一棵博弈树，然后再计算其倒推值。但它的效率较低，因此人们在此基础上，又提出了α-β剪枝技术。 4、在谓词公式中，紧接于量词之后，被量词作用的谓词公式称为该量词的辖域，而在一个量词的辖域中与该量词的指导变元相同的变 计算机科学与技术1341901301 敏 实验一：知识表示方法 一、实验目的 状态空间表示法是人工智能领域最基本的知识表示方法之一，也是进一步学习状态空间搜索策略的基础，本实验通过牧师与野人渡河的问题，强化学生对知识表示的了解和应用，为人工智能后续环节的课程奠定基础。 二、问题描述 有n个牧师和n个野人准备渡河，但只有一条能容纳c个人的小船，为了防止野人侵犯牧师，要求无论在何处，牧师的人数不得少于野人的人数(除非牧师人数为0)，且假定野人与牧师都会划船，试设计一个算法，确定他们能否渡过河去，若能，则给出小船来回次数最少的最佳方案。 三、基本要求 输入：牧师人数(即野人人数)：n；小船一次最多载人量：c。 输出：若问题无解，则显示Failed，否则，显示Successed输出一组最佳方案。用三元组(X1, X2, X3)表示渡河过程中的状态。并用箭头连接相邻状态以表示迁移过程：初始状态->中间状态->目标状态。 例：当输入n=2，c=2时，输出：221->110->211->010->021->000 其中：X1表示起始岸上的牧师人数；X2表示起始岸上的野人人数；X3表示小船现在位置(1表示起始岸，0表示目的岸)。 要求：写出算法的设计思想和源程序，并以图形用户界面实现人机交互，进行输入和输出结果，如： Please input n: 2 Please input c: 2 Successed or Failed?: Successed Optimal Procedure: 221->110->211->010->021->000 四、算法描述 （1）算法基本思想的文字描述； 人工智能课内实验报告 （8次） 学院：自动化学院 班级：智能1501 姓名：刘少鹏（34） 学号： 06153034 目录 课内实验1：猴子摘香蕉问题的VC编程实现 (1) 课内实验2：编程实现简单动物识别系统的知识表示 (5) 课内实验3：盲目搜索求解8数码问题 (18) 课内实验4：回溯算法求解四皇后问题 (33) 课内实验5：编程实现一字棋游戏 (37) 课内实验6：字句集消解实验 (46) 课内实验7：简单动物识别系统的产生式推理 (66) 课内实验8：编程实现D-S证据推理算法 (78) 人工智能课内实验报告实验1：猴子摘香蕉问题的VC编程实现 学院：自动化学院 班级：智能1501 姓名：刘少鹏（33） 学号： 06153034 日期： 2017-3-8 10:15-12:00 实验1：猴子摘香蕉问题的VC编程实现 一、实验目的 （1）熟悉谓词逻辑表示法； （2）掌握人工智能谓词逻辑中的经典例子——猴子摘香蕉问题的编程实现。 二、编程环境 VC语言 三、问题描述 房子里有一只猴子（即机器人），位于a处。在c处上方的天花板上有一串香蕉，猴子想吃，但摘不到。房间的b处还有一个箱子，如果猴子站到箱子上，就可以摸着天花板。如图1所示，对于上述问题，可以通过谓词逻辑表示法来描述知识。要求通过VC语言编程实现猴子摘香蕉问题的求解过程。 图1 猴子摘香蕉问题 四、源代码 #include 《人工智能导论》作业（1-4章） 1．人工智能有哪几个主要的学派？各学派的基本理论框架和主要研究方向有何不同？2．用谓词逻辑方法表述下面问题积木世界的问题。 （定义谓词、描述状态、定义操作、给出操作序列） 3．请给出下列描述的语义网络表示： 1)11月5日，NBA常规赛火箭主场对阵小牛，火箭107-76大胜小牛。 2)张老师从9月至12月给自动化专业学生教授《自动控制原理》。李老师从10至12月 给计算机专业学生教授《操作系统原理》。 3)树和草都是植物；树和草都有根和叶；水草是草，生活在水中；果树是树，会结果； 苹果树是果树，结苹果。 4．请用相应谓词公式描述下列语句： 1)有的人喜欢足球、有的人喜欢篮球；有的人既喜欢足球又喜欢篮球。 2)喜欢编程的同学都喜欢计算机。 3)不是每个自控系的学生都喜欢编程。 4)有一个裁缝，他给所有不自己做衣服的人做衣服。 5)如果星期六不下雨，汤姆就会去爬山。 5．什么是谓词公式的解释？对于公式?x ?y (P(x)→Q(f(x),y)) D={1，2，3} 分别给出使公式为真和假的一种解释。 6．什么是合一？求出下面公式的最一般合一: P(f(y), y, x) P(x, f(a),z)。 7．把下面谓词公式化为子句集 ?x ?y (P(x,y)∨Q(x,y))→R(x,y)) ?x (P(x) →?y(P(y)∧R(x,y)) ?x (P(x)∧?y(P(y) →R(x,y))) 8．证明下面各题中，G是否是F的逻辑结论？ F1: ?x (P(x) →?y(Q(y)→L(x,y))) F2: ?x (P(x)∧?y(R(y) →L(x,y))) G: ?x (R(x) →~Q(x)) F1: ?z (~B(z)→?y(D(z,y)∧C(y))) F2: ?x (E(x)∧A(x)∧?y (D(x,y) →E(y))) F3: ?y(E(y) →~B(y)) G: ?z (E(z) ∧C(z)) 9．已知：John, Mike, Sam是高山俱乐部成员。 高山俱乐部成员都是滑雪运动员或登山运动员（也可以都是）。 登山运动员不喜欢雨。 滑雪运动员都喜欢雪。 凡是Mike喜欢的，John就不喜欢。 凡是Mike 不喜欢的，John就喜欢。 Mike喜欢雨和雪。 问：高山俱乐部是否有一个成员，他是登山运动员，但不是滑雪运动员？如果有，他是谁？10．为什么说归结式是其亲本子句的逻辑结论？ 11．何为完备的归结策略？有哪些归结策略是完备的？ 12．何谓搜索？有哪些常用的搜索方法？盲目搜索与启发式搜索的根本区别是什么？13．用状态空间法表示问题时，什么是问题的解？什么是最优解？在图搜索算法中，OPEN 表和CLOSED表的作用是什么？f(x)有何不同含义？ 14．宽度优先搜索和深度优先搜索有何不同？在何种情况下，宽度优先搜索优于深度优先搜索，何种情况反之？ 15．什么是启发式搜索，g(x)与h(x)各有什么作用？A*算法的限制条件是什么？ 人工智能与健康（上）第 1 题：互联网医院要依托于 （D）建设。 A、互联网 B、分级诊疗 C、信息共享 D、现有实体 第 2 题：医疗机构可以使用互联网医院作为 第（B）名称。 A、一 B、 二C、三D、四 第 3 题：根据本讲，震惊全球的AlphaGo 是以下哪个企业的人工智能产品 （D）。 A、 Facebook B、 Apple C、 IBM D、 Google DeepMind 第 4 题：根据本讲，在工业4. 0 中，物联网发挥了什么作用（D）。 A、传感和驱 动B、实时交互C、通信D、以上都对 第 5 题：建设“互联网 +”医疗服务体系，要允许依托医疗机构发展 （A）。 A、互联网医 院B、智慧医疗C、医联体D、信息化辅助系统 第 6 题：远程医疗包括远程心电诊断、（ B）和远程会诊 服务。 A、健康档案管 理B、远程影像诊断C、异地医保结算D、异地就医服务第 7 题：根据本讲，目前我国在人工智能语音输入领域做得较好的企业 是（D）。A、科大讯飞B、搜狗C、百度D、以上都对 第8 题：（ C）的目标是实现生物智慧系统与机器智能系统的紧密耦合、相互协同工作，形成更强的智慧和能力，提供示范应用。 A、跨媒体智能 B、群体智能 C、人机混合增强智能 D、自主无人系统第 9 题：根据本讲，目前人类在人工智能领域的发展属于哪个阶段（A）。 A、弱人工智能 B、通用人工智能 C、强人工智能 D、超人工智能 第10 题：对于符合医疗健康事业发展的方向新应用，要大力支持，允许探索，充分发挥互联网的（ B）功能。 A、资源共 享|B 、提能增效 |C 、远程服务 |D 、信息交互 第 11 题：根据本讲，人工智能在隐私保护方面有哪两个典型法律？（BC） A、《数据保护指示》 B、《一般数据保护条例》 C、《健康保险携带和责任法 案》D、《人工智 能时代：确立以人为本的欧洲战略》E、《欧盟人工智能》 第 12 题：医疗联合体可以运用互联网技术便捷开展（ACE）等服务。 A、预约诊疗 B、异地就医 C、远程医疗 D、健康 管理E、双向转诊 第 13 题：《关于促进“互联网+医疗健康”发展的意见》的核心内容是 （ABC）。 A、注重“放” B、兼顾“管” C、支撑保障 D、信息互通共享 E、建设互联网医院 第 14 题：保障医疗数据信息安全的主要内容包括（BDE）。 A、电子实名认证 B、严格执行信息安全制度 C、网络可信体系建设 D、敏感数据储存在境内 E、完善的个人隐私信息保护制度 第 15 题：实现“互联网+医疗健康”信息的互通共享需要（ABCD）。 A、完善电子档案 B、完善电子病历 C、健全基于互联网的分级诊疗信息系 统 地区基层医疗卫生机构的信息化E、推广“智慧中药房” 第 16 题：家庭医生签约服务支持（ABCDE）等服务。 D、老少边穷 西安电子科技大学 人工智能考试模拟试题一 一、选择题（10 小题，共10 分） 1、97 年５月，著名的“人机大战” ，最终计算机以3.5 比2.5 的总比分将世界国际象棋棋王卡斯帕罗夫击败，这台计算机被称为（C ） A）深思B）IBM C）深蓝D）蓝天 2、谓词逻辑下，子句, C1=L∨C1‘, C2= ~ L∨C2‘,?若σ是互补文字的（最一般）合一置换，则其归结式C=（D ） A)C1’∨C2’ B) C1’ ∧C2’ C)C1’σ∧C2’σ D) C1’σ∨C2’σ 3、不属于人工智能的学派是（B ）。 A)符号主义B)机会主义C)行为主义D)连接主义。 4、要想让机器具有智能，必须让机器具有知识。因此，在人工智能中有一个研究领域，主要研究计算机如何自动获取知识和技能，实现自我完善，这门研究分支学科叫（B ）。 A)专家系统B)机器学习C)神经网络D)模式识别 5、下列哪部分不是专家系统的组成部分（D ） A.）知识库B）综合数据库C）推理机D) 用户 6、产生式系统的推理不包括（D ） A）正向推理B）逆向推理C）双向推理D）简单推理 7、AI 这个英文缩写的全称是（B） A)Automatic Intelligence C)Automatice Information B)Artifical Intelligence D)Artifical Information 8、在公式中 ) , (y x xp y? ?，存在量词是在全称量词的辖域内，我们允许所存在的x 可能依 赖于y 值。令这种依赖关系明显地由函数所定义，它把每个y 值映射到存在的那个x。这种函数叫做（B ） A)依赖函数B) Skolem 函数C) 决定函数D) 多元函数 9、子句~P∨Q 和P 经过消解以后，得到（C ） A)P B) ~P C) Q D) P∨Q 10、如果问题存在最优解，则下面几种搜索算法中，（A ）必然可以得到该最优解。 A) 宽度（广度）优先搜索B) 深度优先搜索 C) 有界深度优先搜索D) 启发式搜索 二、填空题（10 个空，共10 分） 1 、 )) , ( ) , ( )( )( (y x Above y x On y x→ ? ?化成子句形式为：~On(x,y) ∨ ) , (y x Above 2、假言推理 B A B A? ∧ →) (，假言三段论（A→B）∧（B→C)) (C A→ ? 人工智能导论 实验报告 姓名：蔡鹏 学号：1130310726 实验一 一、实验内容 有如下序列，试把所有黑色格移到所有白色格的右边，黄色格代表空格，黑色格和白色格可以和距离不超过三的空格交换。 二、实验代码 #include Enstack(root,&S); while(S.num!=0) { n=Destack(&S); if(n->f < min->f) { min=n; } for(i=0;i 人工智能与健康练习题及答案 一、单选题 1、第一次工业革命时间是（）。 A、1780年 B、1784年 C、1870年 D、1969年 【正确答案】B 2、轻度认知障碍是一种常见于老年人的认知障碍，主要变现为记忆衰减；有（）的轻度认知障碍会恶化为阿尔兹海默症；对轻度认知障碍患者的有效早期筛查可预防阿尔兹海默症。 A、10% B、15% C、20% D、25% 【正确答案】B 3、（）正式提出人工智能（artificial intelligence，AI）这个术语并把它作为一门新兴科学的名称。 A、1956年 B、1960年 C、1965年 D、1980年 【正确答案】A 4、第三次工业革命的地点是（）。 A、英国伦敦 B、美国硅谷 C、德国汉诺威 D、美国辛辛那提农场 【正确答案】B 5、2013年在德国汉诺威进行的是第（）次工业革命。 A、一 B、二 C、三 D、四 【正确答案】D 6、（）是一个很宽泛的概念，概括而言是对人的意识和思维过程的模拟，利用机器学习和数据分析方法赋予机器类人的能力。 A、人工智能 B、智慧银行 C、智慧政府 D、电子科技 【正确答案】A 7、人工智能发展历程中第二次热潮是（）算法应用升级。 A、20世纪50年代 B、20世纪70年代 C、20世纪80年代 D、2006年 【正确答案】C 8、（）苹果收购人工智能公司Emotient，后者擅长通过人脸识别分析情绪。 A、2016年1月 B、2017年1月 C、2018年1月 D、2019年1月 【正确答案】A 9、20世纪三大科学技术成就不包括（）。 A、人工智能 B、原子能技术 C、空间技术 D、时间技术 【正确答案】D 10、人工智能三大核心，（）的提升大幅度推动人工智能发展。 A、算法 B、运算力 C、大数据 D、创造力 实验报告 1.对CLIPS和其运行及推理机制进行介绍 CLIPS是一个基于前向推理语言，用标准C语言编写。它具有高移植性、高扩展性、 强大的知识表达能力和编程方式以及低成本等特点。 CLIPS由两部分组成：知识库、推理机。它的基本语法是： (defmodule< module-n ame >[< comme nt >]) CLIPS的基本结构： （1）.知识库由事实库（初始事实+初始对象实例）和规则库组成。 事实库： 表示已知的数据或信息，用deftemplat，deffact定义初始事实表FACTLIS，由关系名、后跟 零个或多个槽以及它们的相关值组成，其格式如下： 模板： （deftemplate 2019人工智能与健康试题及答案 一、单项选择题 1.（）是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。 D.工业机器人 2.（）是利用计算机将一种自然语言（源语言）转换为另一种自然语言（目标语言）的过程。 B.机器翻译 3.（）是人工智能的核心，是使计算机具有智能的主要方法，其应用遍及人工智能的各个领域。 B.机器学习 4.（）是人以自然语言同计算机进行交互的综合性技术，结合了语言学、心理学、工程、计算机技术等领域的知识。 A.语音交互 5.（）是通过建立人工神经网络，用层次化机制来表示客观世界，并解释所获取的知识，例如图像、声音和文本。 A.深度学习 6.（）是研究用计算机系统解释图，像实现类似人类视觉系统理解外部世界的一种技术，所讨论的问题是为了完成某一任务需要从图像中获取哪些信息，以及如何利用这些信息获得必要的解释。 B.图像理解 7.（）是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题。 A.专家系统 8.（）是一种处理时序数据的神经网络，常用于语音识别、机器翻译等领域。 C.循环神经网络 9.（）是一种基于树结构进行决策的算法。 B.决策树 10.（）是用电脑对文本集按照一定的标准进行自动分类标记。 C.文本分类 11.（）是指能够按照人的要求，在某一个领域完成一项工作或者一类工作的人工智能。 C.弱人工智能 12.（）是指能够自己找出问题、思考问题、解决问题的人工智能。 B.强人工智能 13.（）是指在各个领域都比人类要强的人工智能。 A.超人工智能 14.（）是指直接通过肢体动作与周边数字设备和环境进行交互。 A.体感交互 15.（）是自然语言处理的重要应用，也可以说是最基础的应用。 C.文本分类 16.（）宣布启动了“先进制造伙伴计划”“人类连接组计划”“创新神经技术脑研究计划”。 C.美国 17.（）中共中央政治局就人工智能发展现状和趋势举行第九次集体学习。 B.2018年10月31日 18.《“健康中国2030”规划纲要》中提到，健康是经济社会发展的（） B.基础条件 19.《“健康中国2030”规划纲要》中提到，全民健康是建设健康中国的（） D.根本目的 20.1997年，Hochreiter&Schmidhuber提出（）。 D.长短期记忆模型 21.2005年，美国一份癌症统计报告表明：在所有死亡原因中，癌症占（） A.1/4 22.2012年，Hinton教授小组在ImageNet竞赛中夺冠，降低了几乎（）的错误率。 B.50% 23.2017年，卡内基梅隆大学开发的一个人工智能程序在（）大赛上战胜了四位人类玩家，这在人工智能发展史上具有里程碑式的意义。 C.德州扑克 24.50年前，人工智能之父们说服了每一个人：“（）是智能的钥匙。” B.逻辑 25.癌症的治疗分为手术、放疗、化疗。据WTO统计，有（）的肿瘤患者需要接受放疗。 人工智能模拟试题(120分钟） 1. 填空题（共12分，每小题2分） 1）知识表示的性能应从以下二个方面评价：____________________和________________；后者又分二个方面______________和________________。 2) 框架系统的特性继承功能可通过组合应用槽的三个侧面来灵活实现，它们是 ______________________________________________________。 3）KB系统通常由以下三个部分组成：__________________________________________； KB系统的开发工具和环境可分为以下三类： ____________________________________。 4）按所用的基本学习策略可以将机器学习方法划分为以下几类：________ _____________________________________________________________。 5) 主观Bayes方法将推理规则表示为P Q形式，称__________为先验似然比， __________ 为条件似然比，_________为规则的充分性因子。 6）自然语言理解中，单句理解分二个阶段：____________和____________，后者又分二个步骤：________________和_________________。 2、问答题（共20分，每小题5分） 1）阐述示例学习所采用的逐步特化学习策略，并说明学习过程中正、反例的作用。 2）为什么要在框架系统中实行相容匹配技术？如何实现？ 3）阐述Xps的冲突解法和推理引擎，并说明综合数据库中事实元素的时间标签在冲突解法中起的作用。 4）什么是问题归约？问题归约的操作算子与一般图搜索有何不同？与或图启发式搜索算法AO*的可采纳性条件是什么？ 3、简单计算题（共35分，每小题7分） 《2019年度人工智能与健康》试题与参考答案 1.（）是一种处理时序数据的神经网络，常用于语音识别、机器翻译等领域。（ 2.0分） A.前馈神经网络 B.卷积神经网络 C.循环神经网络 D.对抗神经网络 我的答案：C √答对 2.人工智能是（）的一个分支，它试图揭示人类智能的实质和真相，并以模拟人类智能的方式去赋能机器，使机器能够模拟人类的智能进行学习、思维、推理、决策和行动。（2.0分） A.自然科学 B.社会科学 C.语言科学 D.计算机科学 我的答案：D √答对 3.（）是指直接通过肢体动作与周边数字设备和环境进行交互。（2.0分） A.体感交互 B.指纹识别 C.人脸识别 D.虹膜识别 我的答案：A √答对 4.根据国际评判健康的标准，（）的韩国中年人心血管呈理想状态。（2.0分） A.0.1% B.0.2% C.0.4% D.0.67% 我的答案：D √答对 5.在高血压诊断标准的变迁史上，（）将高血压的诊断标准定为120/80mmHg以下更受益。 A.1949年 B.1984年 C.1993年 D.2016年 我的答案：D √答对 6.（），中共中央政治局就人工智能发展现状和趋势举行第九次集体学习。（2.0分） A.2018年3月15日 B.2018年10月31日 C.2018年12月31日 D.2019年1月31日 我的答案：B √答对 7.下列对人工智能芯片的表述，不正确的是（）。（2.0分） A.一种专门用于处理人工智能应用中大量计算任务的芯片 B.能够更好地适应人工智能中大量矩阵运算 C.目前处于成熟高速发展阶段 D.相对于传统的CPU处理器，智能芯片具有很好的并行计算性能 我的答案：C √答对 8.癌症的治疗分为手术、放疗、化疗。据WTO统计，在45%的肿瘤治愈率中，比重最高的治疗方式是（）。（2.0分） A.手术 B.放疗 C.化疗 D.都一样 我的答案：A √答对 9.（）是通过建立人工神经网络，用层次化机制来表示客观世界，并解释所获取的知识，例如图像、声音和文本。（2.0分） 人工智能课程项目报告 姓名： 班级：二班 一、实验背景 在新的时代背景下，人工智能这一重要的计算机学科分支，焕发出了他强大的生命力。不仅仅为了完成课程设计，作为计算机专业的学生， 了解他，学习他我认为都是很有必要的。 二、实验目的 识别手写字体0~9 三、实验原理 用K-最近邻算法对数据进行分类。逻辑回归算法（仅分类0和1）四、实验内容 使用knn算法： 1.创建一个1024列矩阵载入训练集每一行存一个训练集 2. 把测试集中的一个文件转化为一个1024列的矩阵。 3.使用knnClassify（）进行测试 4.依据k的值，得出结果 使用逻辑回归： 1.创建一个1024列矩阵载入训练集每一行存一个训练集 2. 把测试集中的一个文件转化为一个1024列的矩阵。 3. 使用上式求参数。步长0.07，迭代10次 4.使用参数以及逻辑回归函数对测试数据处理，根据结果判断测试数 据类型。 五、实验结果与分析 5.1 实验环境与工具 Window7旗舰版+ python2.7.10 + numpy（库）+ notepad++（编辑） Python这一语言的发展是非常迅速的，既然他支持在window下运行就不必去搞虚拟机。 5.2 实验数据集与参数设置 Knn算法： 训练数据1934个，测试数据有946个。 数据包括数字0-9的手写体。每个数字大约有200个样本。 每个样本保持在一个txt文件中。手写体图像本身的大小是32x32的二值图，转换到txt文件保存后，内容也是32x32个数字，0或者1，如下图所 示 建立一个kNN.py脚本文件，文件里面包含三个函数，一个用来生成将每个样本的txt文件转换为对应的一个向量：img2vector(filename):，一个用 来加载整个数据库loadDataSet():，最后就是实现测试。人工智能实验报告大全
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