طراحی و پیاده­سازی رفع کننده­ی تناقض در یک سیستم تصمیم ­همیار هوشمندمبتنی بر تنوع نقطه نظرات

دانشکده مهندسـی

پایان‌نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی کامپیوتر (هوش مصنوعی)

طراحی و پیاده­سازی رفع کننده­ی تناقض در یک سیستم تصمیم­همیار هوشمندمبتنی بر تنوع نقطه نظرات

 

چکیده

 

رفع ناسازگاری یک رویه­ی مهم در بسیاری از سیستم­های هوشمند از جمله سیستم­های مبتنی برقانون می­باشد. این رویه، ترتیب اجرای قوانین را در شرایطی که بیش از یک قانون برای اجرا وجود دارد، تعیین می­نماید. برای رفع ناسازگاری، روش­های مختلفی وجود دارد. در این پژوهش، به منظور رفع ناسازگاری در یک سیستم مبتنی بر قانون، از پیگیری نقطه نظرات مختلف در مسیرهای استنتاج مجزا، استفاده شده است. این سیستم، یک سیستم تصمیم­همیار هوشمند است که در هنگام وقوع ناسازگاری، با در نظر گرفتن خطوط استنتاج جداگانه برای هر یک از قوانین ناسازگار، امکان آگاهی از تمامی انتخاب­های ممکن را برای تصمیم­گیرنده فراهم می­سازد.

به طورکلی، سیستم­های تصمیم­همیار هوشمند با وارد نمودن تکنیک­های مختلف هوش مصنوعی در ساختار سیستم­های تصمیم­همیار، این سیستم­ها را به منظور حمایت بیشتر و ارتقاء تصمیم­گیری، بهبود بخشیده­اند.

سیستم تصمیم­همیار هوشمندی که در این پژوهش ارائه شده، به منظور یاری­رساندن به یک بازیکن در یک بازی استراتژیک بلادرنگ پیاده­سازی شده است. ایجاد برنامه­های کامپیوتری در رابطه با بازی­های استراتژیک بلادرنگ، یک زمینه­ی جدید در حیطه­ی بازی در هوش مصنوعی به حساب می­آید. این برنامه­ها محدود به ایجاد حریفان هوشمند به منظور سرگرم نمودن بازیکن­های انسانی نمی­باشد و امرزوه شبیه­سازهایی با کارایی بالا جهت تمرین افراد نظامی، از خواسته­های مطرح بوده و تحقیقات هوش مصنوعی در زمینه­ی این نوع از بازی­ها، علاوه بر تولیدکنندگان تجاری بازی­ها، از حمایت­های وسیع برخی از موسسات دفاعی نیز برخوردار می­باشد.

نتایج بدست آمده از ارزیابی سیستم ارائه شده در این پژوهش، حاکی از آن است که بازیکن به کمک این دستیار هوشمند می­تواند عملکرد بهتری نسبت به سایر بازیکنان داشته باشد.

 

فهرست مطالب

 

فصل اول. مقدمه۱

۱-۱- مقدمه . ۲

۱-۲- رفع ناسازگاری.. ۳

۱-۳- سیستم­های تصمیم­همیار و سیستم­های تصمیم­همیار هوشمند.. ۴

۱-۴- هدف از این پایان­نامه.. ۶

۱-۵- نگاه کلی به فصول پایان­نامه.. ۶

فصل دوم.                        روش­های رفع ناسازگاری۷

۲-۱- مقدمه.. ۸

۲-۲- برخی استراتژی­های ساده برای رفع ناسازگاری.. ۹

۲-۳- رفع ناسازگاری با استفاده از یک مقدار سودمندی.. ۱۳

۲-۴- رفع ناسازگاری با استفاده از هزینه­های تخمین زده شده­ی تصادفی   ۱۵

۲-۴-۱- تخمین امید ریاضی هزینه   ۱۷

۲-۴-۲- برآورد بازگشتی   ۱۸

۲-۴-۳- رفع ناسازگاری   ۱۹

۲-۵- رفع ناسازگاری با استفاده از برنامه­نویسی خطی.. ۲۱

۲-۶- رفع ناسازگاری با استفاده از تئوری بازی.. ۲۲

۲-۷- رفع ناسازگاری با استفاده از مدل گراف.. ۲۳

۲-۸- رفع ناسازگاری با استفاده از روند سلسله مراتبی تحلیلی و بهبود آن   ۲۵

فصل سوم. سیستم­های تصمیم­همیار هوشمند۳۱

۳-۱- مقدمه.. ۳۲

۳-۲- ویژگی­های سیستم­های تصمیم­همیار هوشمند.. ۳۳

۳-۳- معرفی چند سیستم تصمیم­همیار هوشمند با ساختارهای متفاوت.. ۳۶

۳-۳-۱- استفاده از الگوریتم­های تکاملی در ساختار IDSS  ۳۶

۳-۳-۲- استفاده از عامل هوشمند در ساختار IDSS  ۳۸

۳-۳-۳- استفاده از روش­های داده­کاوی و شبکه­های عصبی مصنوعی در ساختار IDSS  ۴۰

۳-۳-۴- استفاده از یک روش تصمیم­گیری مبتنی بر منطق فازی در ساختار IDSS  ۴۶

۳-۳-۵- استفاده از استنتاج مبتنی بر مورد در ساختار IDSS  ۵۱

۳-۳-۶- استفاده از مولفه­های مبتنی بر قانون در ساختار IDSS  ۵۵

 

 

فصل چهارم. بازی­های کامپیوتری استراتژیک بلادرنگ و سیستم­های هوشمند مرتبط با آنها ۵۷

۴-۱- مقدمه.. ۵۸

۴-۲- ویژگی­های بازی­های استراتژیک بلادرنگ.. ۵۹

۴-۳- مروری بر سیستم­های هوشمند مرتبط با بازی­های استراتژیک بلادرنگ   ۶۳

فصل پنجم. سیستم پیشنهادی۷۱

۵-۱- مقدمه.. ۷۲

۵-۲- معرفی سیستم پیشنهادی.. ۷۳

۵-۳- مولفه­های اصلی سیستم پیشنهادی.. ۷۴

۵-۴- روش رفع ناسازگاری بکار برده شده در سیستم پیشنهادی.. ۷۷

فصل ششم. ارزیابی و نتایج۸۰

فصل هفتم. نتیجه­گیری و کارهای آینده۸۹

فهرست منابع……………………………… ۹۲

         

 

فهرست جداول

جدول ۶-۱٫ مقادیر نهایی امتیازات بازیکنان ..  ۸۳

جدول ۶-۲٫ مقادیر نهایی منابع بازیکنان ..  ۸۳

جدول ۶-۳٫ مقادیر نهایی ویژگی­های اقتصادی بازیکنان .  ۸۴

جدول ۶-۴٫ مقادیر نهایی ویژگی­های نظامی بازیکنان .  ۸۴

جدول ۶-۵٫ مقادیر نهایی تجربه­های بازیکنان .  ۸۴

جدول ۶-۶٫ مقادیر پنج معیار امتیاز نهایی، منابع جمع­آوری شده، ویژگی­های اقتصادی، امتیاز نظامی و تجربه­ی دو بازیکن .. ۸۸

جدول ۶-۷٫ مقادیر پنج معیار امتیاز نهایی، منابع جمع­آوری شده، ویژگی­های اقتصادی، امتیاز نظامی و تجربه­ی دو بازیکن    ..  ۸۸

 

 

فهرست شکل ها

 

شکل۲-۱٫ یک کامپیوتر که یک الگوریتم را در یک حلقه اجرا می­کند   ۱۵

شکل۲-۲٫ احتمال شکست، احتمال موفقیت و احتمال اولین موفقیت.. ۱۷

شکل۲-۳٫ یک ساختار سلسله مراتبی.. ۲۶

شکل۲-۴٫ یک ماتریس مقایسه­ایی دوبه­دو.. ۲۷

شکل۲-۵٫ (الف)روند سلسله مراتبی تحلیلی استاندارد.. ۲۸

شکل۲-۵٫ (ب) نسخه­ی تغییر داده شده­ی روند سلسله مراتبی تحلیلی   ۲۸

شکل۲-۶٫ ساختار نسخه­ی تغییر داده شده­ی روند سلسله مراتبی تحلیلی   ۲۹

شکل ۳-۱٫ یک ساختار تئوری برای یک سیستم تصمیم­همیار هوشمند.. ۳۳

شکل ۳-۲٫ مولفه­های کلی یک سیستم تصمیم­همیار هوشمند.. ۳۵

شکل ۳-۳٫ ساختاری برای یک سیستم تصمیم­همیار هوشمند  . ۳۷

شکل ۳-۴٫ روند ساخت مدل­های توصیفی و پیشگویی.. ۴۲

شکل ۳-۵٫ مولفه­های اصلی مدل DM-NN و چگونگی ارتباط آنها.. ۴۳

شکل ۳-۶٫ رویه­ی اخذ دانش با استفاده از داده­کاوی.. ۴۴

شکل ۳-۷٫ ساختار داخلی مولفه­های سیستم مشورتی هوشمند.. ۴۴

شکل ۳-۸٫ چرخه­ی حمایت از تصمیم در مدل DM-NN.. 46

شکل ۳-۹٫ یک ساختار برای سیستم تصمیم­همیار هوشمند.. ۴۶

شکل ۳-۱۰٫ تابع عضویت غیرنزولی فازی متناظر با “ ”.. ۴۹

شکل ۳-۱۱٫ تابع عضویت غیرصعود فازی متناظر با “ ”.. ۵۰

شکل ۳-۱۲٫ چگونگی ارتباط ماژول­ها در ساختار پیشنهادی.. ۵۴

شکل ۳-۱۳٫ ساختار یک سیستم مبتنی بر قانون... ۵۶

شکل ۴-۱٫ سناریوی یک بازی RTS... 61

شکل ۴-۲٫ روند تکاملی اعمال شده در بازی RTS در مرجع [۳۶]. ۶۷

شکل ۵-۱٫ ساختار کلی سیستم پیشنهادی.. ۷۴

شکل ۵-۲٫ بخشی از مدل کلاس سیستم پیشنهادی.. ۷۶

شکل ۵-۳٫ درخت استنتاجی که از بسط تمامی راه­حل­های ممکن، بدست آمده است   ۷۸

شکل ۵-۴٫ درخت استنتاج سیستم، پس از اخذ تصمیم توسط تصمیم­گیرنده   ۷۹

شکل ۶-۱٫ تصاویری از اجرای نرم­افزار.. ۸۲

شکل ۶-۲٫ نمودار پیشرفت بازیکنان در تمامی واحدها در طول بازی   ۸۵

شکل ۶-۳٫ نمودار امتیاز بازیکنان در طول بازی.. ۸۵

شکل ۶-۴٫ نمودار تجربه­ی بازیکنان در طول بازی.. ۸۶

شکل ۶-۵٫ نمودار امتیاز اقتصادی بازیکنان در طول بازی.. ۸۶

شکل ۶-۶٫ نمودار امتیاز نظامی بازیکنان در طول بازی.. ۸۷

 

فصل اول

مقدمه

 

 

 

 

  • مقدمه
    • مقدمه

مسائل بسیاری وجود دارند که محدود به یک راه­حل منحصر به فرد نمی­باشند. علاوه براین، برخی از مسائل ممکن است تعداد نامحدودی مسیرهای پاسخ مشابه، داشته باشند. یک ناسازگاری[۱] هنگامی روی می­دهد که تصمیم­های گوناگونی، متناظر با مسیرهای پاسخ متمایز، فراهم باشد.

به طور کلی در سیستمی که دارای مجموعه­های نسبتاً بزرگی از قوانین و حقایق باشد، درج یک حقیقت می­تواند منجر به صحیح شدن ارزش چندین قانون و در نتیجه فعال شدن آنها گردد. هر ترتیبی از اجرای این قوانین، می­تواند نتایج متفاوتی را به دنبال داشته باشد که در این صورت این مجموعه از قوانین، مجموعه­ی قوانین ناسازگار نامیده می­شوند. یک استراتژی رفع ناسازگاری ترتیبی را برای اجرای این مجموعه از قوانین تعیین می­نماید.

سیستم­های هوشمند از قبیل سیستم­های مبتنی بر قانون، ابزارهای برنامه­ریزی، و ساختارهای وابسته به دانش، از استراتژی­های متفاوتی برای رفع ناسازگاری استفاده می­کنند] ۲[.

 

12000 تومان – خرید