Skip to main content

1989 | Buch

Problemlösen durch heuristische Suche in der Artificial Intelligence

verfasst von: Dr. techn. Hermann Kaindl

Verlag: Springer Vienna

insite
SUCHEN

Über dieses Buch

Die Zielsetzung der Artificial Intelligence (AI) ist es, Maschinen, zu erzeugen, die "intelligentes" Verhalten zeigen. Dabei spielt in vielerlei Hinsicht das Problemlösen eine zentrale Rolle. Die in diesem Buch behandelten Ansätze basieren auf heuristischer Suche. Das Buch bietet eine umfassende Behandlung des "State-of-the-art" dieses Teilbereichs der AI und zeigt fundamentale Zusammenhänge verschiedenster Problemstellungen und ihrer Lösungen auf. Bei der Darstellung steht die intuitive Vermittlung von Ideen im Vordergrund (unterstützt durch leicht verständliche Beispiele). Wo es die Thematik erfordert, kommt jedoch auch mathematische Notation zum Einsatz, und es werden exakte Beweise angegeben. Die derzeit bekannten Such-Verfahren werden hier in einem einheitlichen Formalismus präsentiert, um eine Gegenüberstellung zu ermöglichen. Die Begriffswelt dieses Teilbereiches der AI wird unter Zuhilfenahme von (großteils informalen) Definitionen umfassend erläutert, um eine klare Darstellung der Materie zu erreichen. Außerdem soll dem Leser dieses Buches ein guter Einstieg in die einschlägigge (größtenteils englischsprachige) Fachliteratur ermöglicht werden.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Problemdarstellung
Zusammenfassung
Als erstes werden wir uns damit auseinandersetzen müssen, was wir unter dem Begriff „Problem“ verstehen wollen. Im alltäglichen Sprachgebrauch wird er zumeist sehr allgemein und vielfältig eingesetzt. Im Bereich der AI hat man sich weitgehend auf einen informalen Modellbegriff geeinigt, den wir hier ebenfalls zugrunde legen wollen:
Hermann Kaindl
2. Problemlösen mittels Suche
Zusammenfassung
In Kapitel 1 haben wir festgelegt, was wir unter dem Begriff Problem verstehen wollen und mittels welcher Formalismen ein solches Problem dargestellt werden kann. Es ist nun naheliegend zu erörtern, wie es gelöst werden kann. Für das Problemlösen selbst gibt es weit konkretere Ansätze für ein automatisiertes Vorgehen als für das Darstellen. Dies sollte deshalb nicht verwundern, da man dabei üblicherweise bereits auf ein Modell aufsetzt (das beim Darstellen erst gebildet werden mußte). Beispiele wie die in Kapitel 1 können einem Menschen einen Eindruck vermitteln, worum es bei dieser Modellierung geht, für eine Maschine reichen sie beim derzeitigen Stand der Wissenschaft bei weitem nicht aus. Eine Erörterung der Problematik, von unvollständigen und unexakten Daten zu einer geeigneten Problemdarstellung zu kommen, findet sich in [Simon (1983)]. Während für einen Menschen üblicherweise solche Daten (in natürlicher Sprache formuliert oder etwa visuell aufgenommen) ausreichen, wollen wir im folgenden von exakt spezifizierten Modellen ausgehen, in denen mittels Produktionssystemen (oder äquivalenten Formalismen) das jeweilige Problem dargestellt ist.
Hermann Kaindl
3. Begrenzte Suche zum Fällen von Entscheidungen
Zusammenfassung
In Kapitel 2 wurden die wesentlichen Ansätze zur Steuerung von (heuristischer)Suche behandelt. Allerdings wurde Suche dort ausschließlich zum Problemlösen in dem Sinn eingesetzt, daß eine vollständige Lösung ermittelt wird. Wie bereits in Kapitel 1 (im Zusammenhang mit Spielen) angesprochen wurde, ist dies aus Gründen der „kombinatorischen Explosion“ — und damit des resultierenden Aufwands für die Suche — sehr oft nicht möglich. Ganz allgemein können Zeitbeschränkungen, die in der realen Welt vorgegeben sind, das Finden einer vollständigen Lösung unmöglich machen. Im Sinne „intelligenten“ Verhaltens sollte jedoch auch in solchen Fällen eine sinnvolle Entscheidung — zumindest für den nächsten Schritt — gefällt werden können. Im folgenden werden wir erörtern, wie begrenzte Suche (ohne das Finden einer vollständigen Lösung) dafür eingesetzt werden kann. Eine solche Suche ist zumeist nicht durch Ziel-Knoten begrenzt — welche die Endebedingung erfüllen — sondern auch durch „künstliche“ Endknoten — die zwar in Ge, nicht aber auch in G ohne Nachfolger sind.
Hermann Kaindl
Epilog
Zusammenfassung
Am Ende dieses Buchs sollen noch kurz einige globalere Zusammenhänge gestreift werden. So ist es etwa wichtig darauf hinzuweisen, daß durch Suche allein nicht alle Probleme gelöst werden können. In den frühen Tagen der AI-Forschung wurde teilweise angenommen oder zumindest gehofft, daß dies möglich sei. Aufgrund der Komplexität der meisten Probleme ist jedoch mittlerweile offensichtlich, daß man auch bei weiterer Steigerung der Hardware-Geschwindigkeit an fundamentale Grenzen stößt.
Hermann Kaindl
Backmatter
Metadaten
Titel
Problemlösen durch heuristische Suche in der Artificial Intelligence
verfasst von
Dr. techn. Hermann Kaindl
Copyright-Jahr
1989
Verlag
Springer Vienna
Electronic ISBN
978-3-7091-8993-1
Print ISBN
978-3-211-82079-7
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-7091-8993-1