logo

خوارزميات البحث في الذكاء الاصطناعي

تعد خوارزميات البحث من أهم مجالات الذكاء الاصطناعي. هذا الموضوع سوف يشرح كل ما يتعلق بخوارزميات البحث في الذكاء الاصطناعي.

وكلاء حل المشكلات:

في الذكاء الاصطناعي، تعد تقنيات البحث من الأساليب العالمية لحل المشكلات. وكلاء عقلانيون أو وكلاء حل المشكلات يستخدم الذكاء الاصطناعي في الغالب استراتيجيات البحث أو الخوارزميات هذه لحل مشكلة معينة وتقديم أفضل النتائج. وكلاء حل المشكلات هم الوكلاء القائمون على الأهداف ويستخدمون التمثيل الذري. في هذا الموضوع سوف نتعلم خوارزميات البحث المختلفة لحل المشكلات.

مصطلحات خوارزمية البحث:

    يبحث:البحث هو إجراء خطوة بخطوة لحل مشكلة البحث في مساحة بحث معينة. يمكن أن يكون لمشكلة البحث ثلاثة عوامل رئيسية:
      مساحة البحث:تمثل مساحة البحث مجموعة من الحلول الممكنة التي قد يمتلكها النظام.حالة البدء:إنها حالة يبدأ منها الوكيل البحث .اختبار الهدف:إنها وظيفة تراقب الحالة الحالية وترجع ما إذا كانت حالة الهدف قد تحققت أم لا.
    شجرة البحث:يسمى التمثيل الشجري لمشكلة البحث بشجرة البحث. جذر شجرة البحث هو العقدة الجذرية المقابلة للحالة الأولية.أجراءات:فهو يعطي وصفًا لجميع الإجراءات المتاحة للوكيل.نموذج الانتقال:يمكن تمثيل وصف لما يفعله كل إجراء كنموذج انتقالي.تكلفة المسار:إنها دالة تقوم بتعيين تكلفة رقمية لكل مسار.حل:إنه تسلسل عمل يؤدي من عقدة البداية إلى عقدة الهدف.حل مثالي:إذا كان الحل لديه أقل تكلفة بين جميع الحلول.

خصائص خوارزميات البحث:

فيما يلي الخصائص الأربعة الأساسية لخوارزميات البحث لمقارنة كفاءة هذه الخوارزميات:

الاكتمال: يُقال إن خوارزمية البحث مكتملة إذا كانت تضمن إرجاع الحل في حالة وجود أي حل على الأقل لأي إدخال عشوائي.

الأمثلية: إذا تم ضمان أن الحل الذي تم العثور عليه لخوارزمية هو الحل الأفضل (أقل تكلفة مسار) من بين جميع الحلول الأخرى، فيقال إن هذا الحل هو الحل الأمثل.

تعقيد الوقت: التعقيد الزمني هو مقياس للوقت الذي تستغرقه الخوارزمية لإكمال مهمتها.

تعقيد الفضاء: وهي أقصى مساحة تخزين مطلوبة في أي لحظة أثناء البحث، حسب مدى تعقيد المشكلة.

أنواع خوارزميات البحث

بناءً على مشاكل البحث، يمكننا تصنيف خوارزميات البحث إلى خوارزميات بحث غير مطلعة (بحث أعمى) وخوارزميات بحث مستنير (بحث إرشادي).

خوارزميات البحث في الذكاء الاصطناعي

بحث غير مطلع/أعمى:

البحث غير المطلع لا يحتوي على أي معرفة بالمجال مثل القرب وموقع الهدف. إنها تعمل بطريقة القوة الغاشمة لأنها تتضمن فقط معلومات حول كيفية اجتياز الشجرة وكيفية تحديد العقد الورقية والهدف. يطبق البحث غير المطلع طريقة يتم من خلالها البحث في شجرة البحث دون أي معلومات عن مساحة البحث مثل عوامل الحالة الأولية واختبار الهدف، لذلك يطلق عليه أيضًا البحث الأعمى. فهو يقوم بفحص كل عقدة من الشجرة حتى تصل إلى عقدة الهدف.

ويمكن تقسيمها إلى خمسة أنواع رئيسية:

  • بحث العرض الأول
  • بحث التكلفة الموحدة
  • عمق البحث الأول
  • تكرارية تعميق عمق البحث الأول
  • بحث ثنائي الاتجاه

بحث مستنير

تستخدم خوارزميات البحث المستنيرة معرفة المجال. في البحث المستنير، تتوفر معلومات المشكلة التي يمكنها توجيه البحث. يمكن أن تجد استراتيجيات البحث المستنيرة حلاً أكثر كفاءة من استراتيجية البحث غير المستنيرة. ويسمى البحث المستنير أيضًا بالبحث الإرشادي.

إن الاستدلال هو طريقة قد لا تكون مضمونة دائمًا للحصول على أفضل الحلول ولكنها مضمونة لإيجاد حل جيد في وقت معقول.

يمكن للبحث المستنير أن يحل الكثير من المشاكل المعقدة التي لا يمكن حلها بطريقة أخرى.

مثال على خوارزميات البحث المستنيرة هي مشكلة البائع المتجول.

  1. البحث الجشع
  2. بحث