八年级（下）第二单元智能技术初体验 第8课 人工智能中的算法 【核心知识】 1.通过对九宫格拼图游戏、植物专家系统、考试成绩预测等案例的体验和分析，初步了解搜索、推理和预测在人工智能中的应用。 2.通过与传统方法处理同类问题效果的对比，体会人工智能的高效便捷。 【玩一玩】 九宫格拼图游戏又称“八数码问题”，请你打开数字资源包中“九宫格拼图游戏”，玩一玩游戏，并简单描述自己的方法和策略。 目标棋盘 方法和策略 【写一写】 搜索是人工智能解决问题的基本方法之一，搜索策略的优势将直接影响智能系统的性能与效率。搜索一般可分为盲目搜索和启发式搜索。 一、盲目搜索 盲目搜索的策略为：每次移动一个与空格相邻的数字，将它的位置与空格位置进行替换，且按照数字从小到大的顺序依次进行，最终得到目标棋盘。相邻数字多则会生成多种替换结果，如下列棋盘移动方案中，初识状态6、7、8与空格相邻，则替换生成三种结果。 棋盘移动方案 12348576 12385476 12345786 12348576 12348576 12483765 12348765 12348765 12345786 12345786 13425786 此类搜索算法称为广度优先搜索算法，只有每一层所有状态都搜索完成后，才进行到下一层进行搜索，直到当前状态符合目标棋盘。 广度优先搜索（Breadth First Search）又名宽度优先搜索，属于一种盲目搜索算法。 二、启发式搜索 在每一步中加入评价策略，例如估价函数F(n)=G(n)+H(n)，G(n)为从初始节点到当前节点的步数(层数)，H(n)为当前节点“不在位”的方块数，总是选择一个估价函数值最小的节点进行拓展。请完善以下方案。 棋盘移动方案 12348576 12345786 12348576 12348576 F(n)=G(n)+H(n) F(n)=0+4 F(n)= 1+5 F(n)= 1+3 F(n)= 1+4 F(n)= 此类搜索算法称为A*（A-star）搜索算法，该算法通过计算每个节点的F值（F(n) = G(n) + H(n)），选择具有最小F值的节点进行扩展。这样，在搜索过程中，A*算法会优先探索那些更有可能接近目标节点的路径，并在每一步选择最优的扩展方向。 【试一试】 专家系统是逻辑推理在人工智能领域的一个重要应用，一种基于人工智能技术的计算机程序，旨在模拟和应用领域专家的知识和推理能力。它通过使用专家领域的知识和规则，帮助用户解决特定领域的问题或做出决策。 请你打开并体验数字资源包中的“专家系统”，连一连。 专家系统一般包括：人—机交互界面、知识库和推理机。 人—机交互界面 存储了专家领域的知识和规则。知识库包含了关于问题域的事实、规则和推理机制，以及与问题解决相关的背景知识。 知识库 专家系统的核心部分，负责根据用户提供的问题和已知事实，推理出结论或解决方案。 推理机 用户与专家系统进行交互的界面。用户接口可以是文本界面、图形界面或其他形式， 【选做】 人工智能技术在预测学领域发挥出越来越重要的作用，通过预测未来发展趋势，帮助人们做出科学合理的决策。 下表是学习时间与考试成绩之间的数据关系，以此数据作为参考，预测考试成绩。 学习时间/h 考试成绩/分 学习时间/h 考试成绩/分 0.5 10 1.75 22 0.75 22 1.75 24 1 13 2 33 1.25 43 2.25 50 1.5 20 4 ？ 在众多数据中,找出一条直线，较为精确地代表已有数据的走向和数据之间的关系，称为线性回归。请你根据如下方法推测学习时间4h的成绩。 在图中标注各个数据点，将各数据点连接； 调整直线； 找到最佳直线（回归线）。 【试一试】 利用创建数据集、训练模型、预测结果的步骤，打开数字资源包中“预测考试成绩”并运行测试。 （1）利用程序和自己绘制线性回归线的预测结果是一样的吗？ _____ （2）当无法拟合出一条直线时，还有什么回归策略吗？ _____ 【知识库】 一、启发式搜索 在启发式搜索中，除了当前节点的代价（例如实际代价或距离），还 ... ...
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