Examen solucionado 2011-2012 (2º parcial) (2017)

Examen Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Gestión Aeronáutica - 2º curso
Asignatura IA - Inteligencia Artificial
Año del apunte 2017
Páginas 9
Fecha de subida 15/06/2017
Descargas 0
Subido por

Vista previa del texto

INTEL·LIGÈNCIA ARTIFICIAL – GESTIÓ AERONÀUTICA CURS 2011-2012 – 2on PARCIAL Cognoms i nom: _____________________ SOLUCIONS ______________________ Responeu les preguntes que pugueu en l’enunciat. Afegiu fulls pels problemes si no teniu espai.
1.- (2 punts) Responeu de forma breu les següents qüestions: a) En un sistema basat en regles, què és la Memòria de Treball? La memòria de treball d’un sistema basat en regles és el conjunt dels fets coneguts a priori i dels fets que es van generant com a resultat d’aplicar l’encadenament de regles.
b) Per a quin tipus de problemes és adequada la representació de xarxa semàntica o graf? La xarxa semàntica o graf és una representació del coneixement adequada per aquells problemes de reconeixement de patrons en els quals: • Importa l’estructura dels objectes (components dels objectes) • Importen les relacions entre les components dels objectes c) En l’esquema dels sistemes multiagent que hi ha a continuació, quins són els tres elements que el diferencien de l’esquema d’un agent intel·ligent individual? Definiu-los breument Els tres elements que diferencies un sistema multiagent d’un agent intel·ligent individual són els que estan superposats a la figura: múltiples agents, recursos i comunicació.
COMUNICACIÓ RECURSOS MÚLTIPLES AGENTS (I ALTRES OBJECTES DE L’ENTORN) Múltiples agents: en un sistema multiagent hi ha diversos agents compartint el mateix entorn i els mateixos recursos. A l’entorn també hi pot haver altres objectes amb els quals els agents realitzen accions.
Recursos que els agents han de compartir: elements de l’entorn que els agents necessiten per a realitzar les seves funcions (energia, eines, materials, espai, temps,...) Comunicació: mecanisme a través del qual els agents estableixen relacions entre ells.
d) Quina és la diferència principal entre l’aprenentatge supervisat i l’aprenentatge no supervisat? La diferència principal entre aprenentatge supervisat i no supervisat és que en l’aprenentatge supervisat existeix un conjunt de mostres d’aprenentatge de les que es coneix a quina classe pertany cada una, mentre que a l’aprenentatge no supervisat es desconeix a quina classe pertany cadascuna de les mostres disponibles.
2.- (2 punts) Aplicar un encadenament endavant amb la base de regles següent, amb la següent memòria de treball i fent servir les estratègies de resolució de conflictes amb l’ordre que es donen: Memòria de treball: [ t1, t2, t3 ] Base de Regles: R1: t1 ^ t2 ^ t3 t4 ^ esborrar(t3) R2: t1 ^ t2 t5 R3: t4 ^ t1 t6 ^ esborrar(t4) R4: t5 ^ t6 t7 ^ esborrar(t5) R5: t7 ^ t6 ^ t1 t8 ^ esborrar(t1) Estratègies de resolució de conflictes: 1.- Especificitat 2.- Recència Completeu el quadre següent aplicant l’encadenament endavant fins que no hi hagi cap regla aplicable o fins que totes les regles hagin estat aplicades un cop.
Pas 1 2 3 4 5 6 Memòria de Treball Regles aplicables Ordre Regla aplicada Accions t1, t2, t3 R1, R2 R1, R2 R1 t4, esborrar(t3) t1, t2, t4 R2, R3 R3, R2 R3 t6, esborrar(t4) t1, t2, t6 R2 R2 R2 t5 t1, t2, t6, t5 R2, R4 R4, R2 R4 t7, esborrar(t5) t1, t2, t6, t7 R2, R5 R5, R2 R5 t8, esborrar(t1) t2, t6, t7, t8 --- 3.- (2 punts) En una escola de pilots aeris tenim un sistema basat en regles que propaga incertesa amb conjunts difusos. Aquest sistema té per objectiu avaluar les possibilitats d’aprovar els exàmens oficials que tenen els candidats a entrar a l’escola. El sistema té les següents regles: R1: Si H és Alt ^ NP és Bona ^ RE és Bona llavors AF és Apte R2: Si H és Molt Alt ^ NP és Dolenta ^ RE és Molt Bona llavors AF és Apte R3: Si H és Alt ^ NP és Dolenta ^ RE és Bona llavors AF és No Apte on tenim la variable H que representa l’alçada en centímetres d’una persona, de manera que els conjunts difusos Alt i Molt Alt sobre aquest domini venen definits per les següents funcions: Alt (H ) 0 H 180 15 210 H 15 0 si H 180 si 180 H 195 si 195 H 210 210 si MoltAlt (H ) 0 H 195 15 1 si 195 H si 195 210 H 210 si H H la variable NP que representa la nota aconseguida en un test psicotècnic, de manera que els conjunts difusos Bona i Dolenta venen definits per les següents funcions: Bona ( NP ) 0 NP 7 2 1 si NP si 7 si 7 NP 9 9 Dolenta ( NP ) NP 1 9 NP 2 0 si NP si 7 si 7 NP 9 9 NP la variable RE que representa la nota aconseguida en un test de resistència a l’estrès, de manera que els conjunts difusos Bona i Molt Bona vindran definits per: MoltBona ( RE ) 0 RE 25 10 1 si 25 RE si 25 35 si 35 RE Bona ( RE ) RE 1 35 RE 10 0 si si 25 si 25 RE 35 RE 35 RE Finalment, la variable AF representa l’avaluació final per ingressar a l’escola de pilots, de tal manera que els conjunts difusos d’avaluacions Apte i No Apte venen definits per: Apte ( AF ) 0 AF 4 2 1 si AF si 4 si 4 AF 6 AF 6 NoApte ( AF ) 6 1 AF 2 0 si AF si 4 si 4 AF 6 AF 6 En Joan és un dels candidats a entrar a l’escola de pilots i les seves variables són H=195, NP=8.5 i RE=20. Per saber quines són les seves possibilitats d’aprovar els exàmens a pilot apliqueu el sistema de regles responent a les següents preguntes: a) Calculeu la certesa de l’antecedent de cada regla.
b) Representeu gràficament el conjunt difús de la conclusió de cada regla (resultat d’aplicar cada regla).
c) Representeu gràficament el conjunt difús global de les conclusions de totes les regles.
d) Segons el sistema, quines són les possibilitats d’en Joan de passar els exàmens finals? Justifiqueu la resposta.
4.- (2 punts) Suposeu un agent repartidor de correu que diàriament recorre un edifici d’oficines i a cada despatx deixa les cartes adreçades a les persones que treballen allà. Per fer aquesta tasca l’agent disposa d’una càmera amb la que captura imatges dels despatxos. La identificació dels despatxos es fa segons els elements de mobiliari que hi ha al despatx i segons la disposició d’aquests elements dins el despatx.
A continuació teniu la imatges dels despatxos model i la seva representació en forma de graf (considerem els despatxos dividits en 6 parts i representem els espais buits amb un node).
DESPATX MODEL 1 Llegenda: DESPATX MODEL 2 DESPATX MODEL 3 DESPATX MODEL 4 T=Taula, A=Armari, E=Escriptori, O=Ordinador, B=Espai Buit e=“a l’esquerra de”, s=“a sobre de” Considereu la següent mesura de similitud per comparar dos grafs G1 i G2: Similitud (G1, G 2) 3 # (G1 G 2) 2 # (G1 G 2) 2 # (G 2 G1) # mov(G1, G 2) on #(G1 G2) és el número de coincidències entre els grafs G1 i G2, #(G1-G2) és el número d’elements de G1 que no estan a G2, #(G2-G1) és el número d’elements de G2 que no estan a G1, i #mov(G1,G2) és el número d’elements que estan moguts de lloc als dos grafs.
En aquesta mesura: No considereu els espais buits en comptar les coincidències La diferència entre els grafs (G1-G2) es calcula comptant els nodes de G1 (sense considerar els espais buits) amb un valor diferent a la mateixa posició de G2. El mateix per G2-G1.
Suposeu que l’agent repartidor de correu ha capturat la següent imatge en arribar a un despatx: a) Tal com faria el nostre agent, feu la representació del despatx en forma de graf (utilitzant el mateix tipus de graf que el dels models).
b) Segons la mesura de similitud definida, calculeu el valor de la similitud del despatx donat amb cada model. Quin despatx hauria d’identificar l’agent? Similitud(Model1,Imatge) = 3·1 - 2·3 - 2·4 + 1·2 = -9 Similitud(Model2,Imatge) = 3·3 - 2·2 - 2·2 + 1·0 = 1 Similitud(Model3,Imatge) = 3·1 - 2·4 - 2·4 + 1·3 = -10 Similitud(Model4,Imatge) = 3·1 - 2·5 - 2·4 + 1·3 = -12 L’agent hauria d’identificar que està al despatx 2 perquè aquest és el despatx pel qual la mesura de similitud dóna un valor més gran.
5.- (2 punts) En un aeroport volem instal·lar un sistema de detecció de persones amb malalties infeccioses per tal d’evitar que aquestes embarquin i infectin altres passatgers del seu vol.
El sistema consta d’un escàner tèrmic que adquireix imatges dels passatgers a partir de les quals es pot saber la temperatura de diferents parts del cos. Més concretament, les dades proporcionades per l’escàner tèrmic són: temperatura al centre del front temperatura a la part dreta del front temperatura a la part esquerra del front temperatura a la part inferior dels ulls del passatger A partir d’aquestes dades, es vol fer un sistema capaç de detectar quins passatgers tenen febre (i per tant, podrien tenir alguna malaltia infecciosa) i quins no en tenen (i per tant, estarien completament sans).
a) Descriviu quina representació del coneixement és la més adequada per aquest problema. Digueu quina és i descriviu totes les seves components.
La millor representació del coneixement per aquest problema és un espai de característiques amb els següents components: 4 dimensions sistema de coordenades amb 4 eixos.
Cada eix correspondria a una característica, i en aquest cas, les característiques serien les mesures de la temperatura. Per tant: x1 = temperatura al centre del front x2 = temperatura a la part dreta del front x3 = temperatura a la part esquerra del front x4 = temperatura a la part inferior dels ulls En aquest espai, un punt (x1,x2,x3,x4) correspondria a les mesures de temperatura d’un passatger concret.
En aquest espai s’hauria d’establir una partició amb dos classes: passatgers sans i passatgers malalts.
b) Quantes classes hi hauria al problema? Quines serien aquestes classes? Hi ha dues classes: els passatgers amb febre (possibles malalts) i els passatgers sense febre (sans).
Per ajudar-nos a dissenyar el sistema, s’han recollit dades de prova d’un conjunt de persones, algunes amb febre i algunes completament sanes. A continuació, teniu una representació de les mostres recollides en els eixos de coordenades corresponents a la temperatura del centre del front i de la part inferior dels ulls. En aquesta gràfica, només s’han utilitzat dues de les mesures disponibles.
c) Quina funció de decisió seria la més adequada per separar les dues classes en aquest espai? En l’espai donat, les dues classes es podrien separar amb un classificador lineal que és el més senzill d’implementar i ja donaria una bona classificació de les mostres.
Altres classificadors també podrien funcionar.
d) A quina classe corresponen les mostres dibuixades amb un cercle i a quina classe corresponen les mostres dibuixades amb un triangle? Les mostres dibuixades amb un cercle correspondrien a la classe de les persones sense febre (sans).
Les mostres dibuixades amb un triangle correspondrien a la classe de les persones amb febre (possibles malalts).
e) Quin tipus d’aprenentatge seria el més adequat per trobar els paràmetres de la funció de decisió triada? Justifiqueu la vostra resposta.
Donat que tenim un conjunt de mostres per a les quals sabem a quina classe pertanyen, l’aprenentatge més adequat seria el supervisat.
f) Si s’aplica la transformada de Karhunen-Loeve (Anàlisi de Components Principals) a les dades de la gràfica (considerant únicament les dues mesures indicades: temperatura al centre del front i la part inferior dels ulls), quins serien els vectors propis que obtindríem? Dibuixeu-los sobre la figura anterior o feu un esquema.
Fet a la figura.
g) Es podria resoldre el problema de classificació representant les dades en un espai d’una dimensió? Si la resposta és afirmativa, quina seria aquesta dimensió i com quedarien les mostres representades en aquesta dimensió? El problema es podria resoldre amb una dimensió. Aquesta dimensió seria la corresponent al vector v1 retornat per la transformada de Karhunen-Loeve. En aquesta única dimensió els mostres quedarien representades com: ...