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Os algoritmos de pesquisa são uma das áreas mais importantes da Inteligência Artificial. Este tópico explicará tudo sobre os algoritmos de pesquisa em IA.

Agentes de resolução de problemas:

Na Inteligência Artificial, as técnicas de pesquisa são métodos universais de resolução de problemas. Agentes racionais ou Agentes de resolução de problemas na IA, eles usam principalmente essas estratégias ou algoritmos de pesquisa para resolver um problema específico e fornecer o melhor resultado. Os agentes de resolução de problemas são agentes baseados em objetivos e usam representação atômica. Neste tópico, aprenderemos vários algoritmos de pesquisa para solução de problemas.

Terminologias de algoritmo de pesquisa:

Procurar:A pesquisa é um procedimento passo a passo para resolver um problema de pesquisa em um determinado espaço de pesquisa. Um problema de pesquisa pode ter três fatores principais:
Espaço de pesquisa:O espaço de busca representa um conjunto de soluções possíveis que um sistema pode ter.Estado inicial:É um estado a partir do qual o agente começa a pesquisa .Teste de meta:É uma função que observa o estado atual e retorna se o estado objetivo foi alcançado ou não.
Árvore de pesquisa:Uma representação em árvore do problema de pesquisa é chamada de árvore de pesquisa. A raiz da árvore de pesquisa é o nó raiz que corresponde ao estado inicial.Ações:Fornece a descrição de todas as ações disponíveis para o agente.Modelo de transição:Uma descrição do que cada ação faz pode ser representada como um modelo de transição.Custo do caminho:É uma função que atribui um custo numérico a cada caminho.Solução:É uma sequência de ação que vai do nó inicial ao nó final.Solução ideal:Se uma solução tiver o menor custo entre todas as soluções.

Propriedades dos algoritmos de pesquisa:

A seguir estão as quatro propriedades essenciais dos algoritmos de pesquisa para comparar a eficiência desses algoritmos:

Completude: Um algoritmo de busca é considerado completo se garante o retorno de uma solução se existir pelo menos alguma solução para qualquer entrada aleatória.

Otimização: Se for garantido que uma solução encontrada para um algoritmo é a melhor solução (menor custo de caminho) entre todas as outras soluções, então tal solução é considerada uma solução ótima.

Complexidade de tempo: A complexidade do tempo é uma medida de tempo que um algoritmo leva para concluir sua tarefa.

Complexidade Espacial: É o espaço máximo de armazenamento necessário em qualquer momento da pesquisa, conforme a complexidade do problema.

Tipos de algoritmos de pesquisa

Com base nos problemas de busca podemos classificar os algoritmos de busca em algoritmos de busca desinformada (busca cega) e algoritmos de busca informada (busca heurística).

Pesquisa desinformada/cega:

A busca desinformada não contém nenhum conhecimento de domínio como a proximidade, a localização do objetivo. Ele opera de forma bruta, pois inclui apenas informações sobre como atravessar a árvore e como identificar nós folha e objetivo. A pesquisa desinformada aplica uma maneira pela qual a árvore de pesquisa é pesquisada sem qualquer informação sobre o espaço de pesquisa, como operadores de estado inicial e teste para o objetivo, por isso também é chamada de pesquisa cega. Ela examina cada nó da árvore até atingir o nó objetivo.

Pode ser dividido em cinco tipos principais:

• Pesquisa ampla
• Pesquisa de custo uniforme
• Pesquisa em profundidade
• Pesquisa em profundidade de aprofundamento iterativo
• Pesquisa bidirecional

Pesquisa informada

Algoritmos de pesquisa informados usam conhecimento de domínio. Numa pesquisa informada, estão disponíveis informações sobre o problema que podem orientar a pesquisa. Estratégias de busca informadas podem encontrar uma solução com mais eficiência do que uma estratégia de busca desinformada. A pesquisa informada também é chamada de pesquisa heurística.

Uma heurística é uma forma que nem sempre pode ser garantida para as melhores soluções, mas garantida para encontrar uma boa solução em um tempo razoável.

A pesquisa informada pode resolver muitos problemas complexos que não poderiam ser resolvidos de outra maneira.

Um exemplo de algoritmos de busca informados é o problema do caixeiro viajante.

1. Pesquisa gananciosa
2. Uma pesquisa