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Técnicas de búsqueda y sus aplicaciones

Enviado por Pablo Turmero



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Introducción ¿Qué son las técnicas de búsqueda y cuáles son sus elementos? Tipos de solucionadores - Búsqueda ciega - Búsqueda heurística Búsqueda sin información del dominio o ciega - Búsqueda en amplitud - Búsqueda en profundidad - Búsqueda en profundidad progresiva - Búsqueda bidireccional Sistemas de reducción

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Introducción Búsqueda heurística - Definiciones - Función de evaluación heurística - Estrategias - Búsqueda con adversos - Algoritmo MINIMAX - Poda Alfa-Beta Aplicaciones - GPS (General Problem Solver) Enlaces de interés

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¿Qué son las técnicas de búsqueda y cuáles son sus elementos? Las técnicas de búsqueda son una serie de esquemas de representación del conocimiento, que mediante diversos algoritmos nos permite resolver ciertos problemas desde el punto de vista de la I.A.

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¿Qué son las técnicas de búsqueda y cuáles son sus elementos? Los elementos que integran las técnicas de búsqueda son: - Conjunto de estados: todas las configuraciones posibles en el dominio. - Estados iniciales: estados desde los que partimos. - Estados finales: las soluciones del problema. - Operadores: se aplican para pasar de un estado a otro.

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¿Qué son las técnicas de búsqueda y cuáles son sus elementos? - Solucionador: mecanismo que nos permite evolucionar de un estado a otro mediante un algoritmo aplicando los siguientes pasos: 1. Elegir el estado a explorar 2. Establecer un operador que trabaje sobre el estado elegido en el paso 1 3. Comprobar si el resultado obtenido es un estado final (es una solución del problema). Sino ir al paso 1.

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¿Qué son las técnicas de búsqueda y cuáles son sus elementos? Ejemplo con 8-puzzle: este juego consiste en, dada una matriz de 3x3 elementos, tenemos 8 números que deben de ser ordenados dejando la casilla central vacía. Para resolverlo usaremos técnicas de búsqueda: - El conjunto de estados son todas las combinaciones posibles de ordenación de las 9 piezas. - El estado inicial es el estado en el que nos dan el puzzle, en desorden. - El estado final es el puzzle ordenado. - Los operadores son mover una ficha en cualquier dirección: arriba, abajo, izquierda o derecha.

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Tipos de solucionadores Para decidir como contestar a las preguntas del solucionador podemos usar dos tipos de búsqueda: - Búsqueda ciega: - Se hace crecer el árbol de forma sistemática - No se realiza análisis entre el estado obtenido y la solución - Búsqueda heurística: - El crecimiento del árbol se hace inyectando conocimiento. - Este conocimiento permite calcular la distancia entre el estado obtenido y el estado final

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Tipos de solucionadores Un buen solucionador será aquel que realice su función a bajo coste según los siguientes parámetros: - Complejidad temporal: tiempo empleado en obtener la solución - Complejidad espacial: cantidad de recursos necesarios para obtener la solución. Por ejemplo: memoria. La explosión combinatoria es un fenómeno que hace que el problema no se pueda abordar computacionalmente.

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BÚSQUEDA CIEGA Sólo utiliza información acerca de si un estado es o no objetivo para guiar su proceso de búsqueda. Antes de explicar los tipos de búsqueda ciega, convendría dar una serie de definiciones: Expandir un nodo: obtener los posibles hijos de un nodo a partir de la aplicación de los distintos operadores sobre él. Nodo cerrado: Se han aplicado todos los posibles operadores sobre él, obteniéndose todos sus posibles hijos.

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BÚSQUEDA CIEGA Nodo abierto: No han actuado todos los posibles operadores, con lo que podrían obtenerse nuevos hijos aplicando los operadores restantes. TIPOS DE BÚSQUEDA CIEGA: Búsqueda en amplitud. Búsqueda en profundidad. Búsqueda en profundidad progresiva. Búsqueda bidireccional.

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BÚSQUEDA CIEGA (TIPOS) Búsqueda en amplitud: - Procedimientos de búsqueda nivel a nivel. - Para cada uno de los nodos de un nivel se aplican todos los posibles operadores. - No se expande ningún nodo de un nivel antes de haber expandido todos los del nivel anterior. - Se implementa con una estructura FIFO.

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BÚSQUEDA CIEGA (TIPOS) - Ventajas: - Si existe la solución, la encuentra en la menor profundidad posible. - Desventajas: - Explosión combinatoria aparece frecuentemente debido a la alta complejidad espacial y temporal de esta técnica. Referencia a ésta y otras técnicas de búsqueda ciega: [Fernández, González y Mira, 1998] Cap. 1 “Búsqueda sin información del dominio”

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