Inteligência Artificial

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1 Inteligência Artificial Repescagem Segundo Teste 2 de Fevereiro de :00-10:30 Este teste é composto por 13 páginas contendo 6 perguntas. Identifique já todas as folhas do teste com o seu nome e número. Na mesa em que está a fazer o exame deve ter apenas lápis/caneta, identificação e este exame. Pode utilizar o verso das folhas como rascunho. Deve responder às perguntas no espaço deixado para o efeito. Para as perguntas de escolha múltipla é dada uma cotação negativa no caso de a resposta estar errada: se existirem n alternativas e a cotação for c, então respostas erradas contribuem negativamente para a classificação final com c/(n-1). Cotações Perguntas 1) Perguntas de resposta de escolha múltipla devem ser respondidas aqui. Para cada pergunta, só responda se tiver praticamente a certeza que a resposta está correcta; se tiver dúvidas, é preferível não responder. Pergunta 2 a b c d e f Classificação Pergunta 3 a b c d e f Classificação (i) (ii) (iii) (iv) (v) Pergunta Classificação (a) V F V F V F V F V F V F V F V F (b) V F V F V F V F V F V F V F V F (c) V F V F V F V F V F V F V F V F Nome: Número: 1

2 1. (3.0) Escreva em ANSI Common Lisp as seguintes funções recursivas: a. (1.5) Função posição que retorna a primeira posição em que o elemento (dada como primeiro argumento) está numa lista (dada como segundo argumento). Se o elemento não estiver na lista, a função retorna 0. Por exemplo, > (posição A (A B C D)) 1 > (posição D (A B C D E F D A)) 4 > (posição E (A B C D)) 0 b. (1.5) Função inverte, recursiva, que inverte cada nível de uma lista. Por exemplo, > (inverte (A B (C (D E))) (((E D) C) B A) Nome: Número: 2

3 2. (3.0) Responda às seguintes perguntas de resposta de escolha múltipla, colocando um X em cada respectiva posição da tabela da página (0,25) Porque é que queremos que um agente aprenda? a. Porque em certos ambientes o programador do agente é incapaz de prever todas as situações que o agente poderá ter de enfrentar. b. Porque em certos ambientes o programador do agente é incapaz de prever como o ambiente muda ao longo do tempo. c. Porque por vezes os programadores não fazem a mínima ideia de como programar uma solução. d. Apenas as respostas a) e b) estão correctas. e. Todas as respostas de a) a c) estão correctas. f. Todas as respostas de a) a c) estão incorrectas. 2. (0,25) Dado um conjunto de treino de N exemplos de pares input-output (x1,y1), (x2,y2),..., (xn,yn) gerados por uma função y= F(x), a tarefa de Aprendizagem Supervisionada consiste em encontrar uma função h (chamada uma hipótese) que aproxima a verdadeira função f. Sendo assim, a. a aprendizagem é uma procura, através de um espaço de hipóteses possíveis, de uma hipótese que determine y com exactidão. b. para medir a precisão de uma hipótese usa-se um conjunto de teste de exemplos distintos dos do conjunto de treino. c. uma hipótese generaliza bem quando prevê correctamente o valor de x para novos exemplos. d. Apenas as respostas b) e c) estão correctas. e. Todas as respostas de a) a c) estão correctas. f. Todas as respostas de a) a c) estão incorrectas. 3. (0,25) Uma forma de escolher entre múltiplas hipóteses consistentes com os exemplos do conjunto de treino é usar o princípio da navalha de Ockham (Ockam s razor), o qual consiste em: a. preferir a hipótese mais elaborada. b. preferir a hipótese mais simples. c. escolher a hipótese aleatoriamente. d. escolher a mediana das hipóteses, ordenadas por um dado critério. e. alternar sucessivamente entre a hipótese mais elaborada e a hipótese mais simples. f. Todas as respostas de a) a e) estão incorrectas. Nome: Número: 3

4 4. (0,25) Uma árvore de decisão a. representa uma função que recebe como input um objecto ou situação descritos por um conjunto de atributos e devolve a decisão (o valor de output previsto para o input). b. toma uma decisão fazendo uma série de testes representados pelos seus nós internos. c. tem os ramos rotulados com os possíveis valores do teste correspondente ao nó de onde emanam. d. tem folhas que especificam o valor a ser devolvido se a folha for atingida. e. Todas as respostas de a) a d) estão correctas. f. Todas as respostas de a) a d) estão incorrectas. 5. (0,25) Na indução de árvores de decisão a partir de exemplos, a. devem-se testar os atributos do menos importante para o mais importante, sendo o atributo mais importante o que provoca maior diferença na classificação de um exemplo. b. o teste de um atributo separa os exemplos do problema de aprendizagem em subconjuntos de exemplos, cada um dos quais é um novo problema de aprendizagem. c. um resultado de um teste de um atributo com ausência de exemplos corresponde a devolver um valor negativo para o predicado. d. um resultado de um teste de um atributo com exemplos positivos e negativos obriga a um voto de maioria. e. Todas as respostas de a) a d) estão correctas. f. Todas as respostas de a) a d) estão incorrectas. 6. (0,25) Na avaliação do desempenho de um Algoritmo de Aprendizagem, dizemos que estamos na presença de um gráfico feliz ( happy graph ) para a curva de aprendizagem, se a qualidade de previsão aumentar com a. tamanho do conjunto de treino. b. a qualidade do conjunto de treino. c. a capacidade de discriminação do algoritmo. d. a eficiência do algoritmo. e. Todas as respostas de a) a d) estão correctas. f. Todas as respostas de a) a d) estão incorrectas. Nome: Número: 4

5 7. (0,25) O Homem é o único animal capaz de a. comunicar eficazmente mensagens. b. comunicar eficazmente mensagens em número ilimitado. c. comunicar eficazmente mensagens qualitativamente diferentes. d. comunicar eficazmente mensagens quantitativamente diferentes. e. comunicar eficazmente mensagens em número ilimitado e qualitativamente diferentes. f. comunicar eficazmente mensagens em número ilimitado e quantitativamente diferentes. 8. (0,25) No processo de bottom-up parsing de uma proposição a. os estados da árvore de procura correspondente são florestas analíticas. b. o teste objectivo da procura consiste em verificar se as folhas da árvore analítica correspondem exactamente à cadeia de símbolos da proposição. c. podem ser gerados nós intermédios da árvore analítica que nunca podem ser emparelhados pelas palavras. d. a árvore de procura é procurada da esquerda para a direita. e. Todas as respostas de a) a d) estão correctas. f. Todas as respostas de a) a d) estão incorrectas. 9. (0,25) O processo de parsing de uma proposição a. é o processo de encontrar uma árvore analítica para uma dada cadeia de símbolos b. é a recuperação da estrutura sintáctica a partir de uma elocução, dada uma gramática c. pode ser visto como um processo de procura de uma árvore analítica, em que esta é construída de cima para baixo d. pode ser visto como um processo de procura de uma árvore analítica, em que esta é construída de baixo para cima e. Todas as respostas de a) a d) estão correctas f. Todas as respostas de a) a d) estão incorrectas Nome: Número: 5

6 10. (0,25) As Gramáticas Aumentadas são gramáticas em que se a. duplicam as regras sempre que aparece uma nova categoria de frase. b. aumenta o número de regras para lidar com casos (declinações). c. aumenta as regras existentes usando parâmetros em categorias não-terminais, em vez de criar novas regras. d. aumenta as regras existentes usando parâmetros em categorias terminais, em vez de criar novas regras. e. Todas as respostas de a) a d) estão correctas. f. Todas as respostas de a) a d) estão incorrectas. 11. (0,25) As Gramáticas de Cláusulas Definidas (DCGs) a. constituem um formalismo para aumentar gramáticas b. permitem-nos fazer análise sintática bottom-up e top-down com as mesmas regras c. permitem-nos fazer análise e geração de proposições com as mesmas regras d. permitem-nos falar de análise sintática como inferência lógica e. Todas as respostas de a) a d) estão correctas f. Todas as respostas de a) a d) estão incorrectas 12. (0,25) Numa Gramática de Cláusulas Definidas (DCG) a regra gramatical X Y Z é convertida para a. X(s 1 + s 2 + ) => Y(s 1 ) ˇ Z(s 2) ˇ b. Y(s 1 ) ˇ Z(s 2) ˇ => X(s 1 + s 2 + ) c. Y(s) ˇ Z(s) ˇ => X(s) d. X(s 1 + s 2 + ) => Y(s 1 ) ˆ Z(s 2) ˆ e. Y(s 1 ) ˆ Z(s 2) ˆ => X(s 1 + s 2 + ) f. Y(s) ˆ Z(s) ˆ => X(s) Nome: Número: 6

7 3. (3.0) Considere a seguinte árvore de um jogo de dois jogadores: Nesta árvore, os valores f associados aos nós terminais correspondem aos valores da função de utilidade dos respectivos nós. Considere ainda que vai ser utilizado o algoritmo minimax com cortes alfa-beta, pesquisando a árvore da esquerda para a direita. (a) (0.5) Sendo possível, em qual das condições indicadas abaixo há necessariamente corte de forma a que o nó com função de utilidade X2 não seja visitado? i. Não é possível; ii. X1 X2; iii. X2 X1; iv. Max(Y1,Y2,Z1,Z2)<X1; v. Max(Min(Y1,Y2),Min(Z1,Z2))>X2. (b) (0.5) Sendo possível, em qual das condições indicadas abaixo há necessariamente corte de forma a que o nó com função de utilidade Y1 não seja visitado? i. Não é possível; ii. X1 Y1; iii. X2 Y1; iv. Max(Z1,Z2)<Y1; v. Max(Min(Y1,Y2),Min(Z1,Z2))>Y2. Nome: Número: 7

8 (c) (0.5) Sendo possível, em qual das condições indicadas abaixo há necessariamente corte de forma a que o nó com função de utilidade Y2 não seja visitado? i. Não é possível; ii. X1 Y1; iii. X2 Y1; iv. Min(X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2)=Y1; v. Max(Min(X1,X2),Min(Z1,Z2))>Y1. (d) (0.5) Das condições indicadas abaixo, qual minimiza necessariamente o número de nós terminais visitados durante a execução do algoritmo? i. X1=X2,Y1<X1,Z1>X1; ii. X1=X2,Y1<X1,Y2>Y1,Z2<X1,Z1>Z2; iii. X1=X2,Y1<X1,Y2<Y1,Z1>X1,Z1<Z2; iv. X1>X2,Y1<X1,Z1<Z2; v. X1>X2,X2>Y1,X2=Z1. (e) (0.5) Das alternativas abaixo descritas, identifique aquelas que fazem com que a jogada escolhida seja necessariamente a jogada A e, de entre estas, escolha aquela de acordo com a qual o algoritmo minimax com cortes alfa-beta visita necessariamente menos nós. i. X1>Y1,X1>Z1,X2>Y1,X2>Z1,X2>Y2>Z2; ii. X1<Y1<Z1,X2>Y2>Z2; iii. X1>Y1>Z2,X2>Y2>Z2; iv. X2>Y1>Z1,X1>Y2>Z2; v. X1<X2<Y1<Z1,X2>Y2>Z2. (f) (0.5) Das alternativas abaixo descritas, identifique aquelas que fazem com que a jogada escolhida seja necessariamente a jogada B e, de entre estas, escolha aquela de acordo com a qual o algoritmo minimax com cortes alfa-beta visita necessariamente menos nós. i. X1=4,X2=1,Y1=2,Y2=1,Z1=3,Z2=1; ii. X1=1,X2=2,Y1=3,Y2=3,Z1=4,Z2=1; iii. X1=3,X2=1,Y1=3,Y2=2,Z1=1,Z2=4; iv. X1=1,X2=4,Y1=3,Y2=2,Z1=3,Z2=3; v. X1=3,X2=2,Y1=3,Y2=2,Z1=4,Z2=1. Nome: Número: 8

9 4. (4.0) Considere as seguintes proposições: Os relógios clássicos têm ponteiros e funcionam a corda. O que funciona a corda é antigo. Os antiquários gostam de relógios antigos e automóveis modernos. Tic-Tac é um relógio. Bolinhas é um automóvel. Rui é um antiquário. a. (2.0) Represente as proposições acima em Lógica de Primeira Ordem, na forma adequada para se poder aplicar Modus Ponens Generalizado. Utilize os predicados seguintes: relogio(x) - 'x' é um relógio classico(x) - 'x' é clássico antigo(x) - 'x' é antigo moderno(x) - 'x' é moderno antiquario(x) - 'x' é um antiquário automovel(x) - 'x' é um automóvel tem(x,y) - 'x' tem 'y' funciona(x,y) - 'x' funciona a 'y' gosta(x,y) - 'x' gosta de 'y' Nome: Número: 9

10 b. (2.0) Utilizando inferência para trás, responda à pergunta seguinte: alguém gosta de alguma coisa? Nome: Número: 10

11 5. (4.0) No mundo dos blocos podem ser executadas 3 acções distintas, a saber: - mover um bloco que está em cima de outro para a mesa, desde que o bloco de suporte não tenha nada por cima; - mover um bloco que está em cima de outro bloco para cima de um terceiro bloco, desde que o bloco que vai ser movimentado e o bloco destino estejam sem nada por cima; - mover um bloco livre que está em cima da mesa para cima de outro bloco livre. a. (3.0) Escreva os operadores tipo STRIPS que implementam estas operações. b. (1.0) Indique uma outra linguagem que facilitaria a escrita destes operadores e justifique. Nome: Número: 11

12 6. (3.0) Considere a seguinte gramática que usa uma DCG para descrever uma linguagem artificial de um mundo de robôs. ATENÇÃO: todas as respostas a estas perguntas devem ser dadas na página inicial! f --> in, mid, in. f --> in, mid. in --> n. in --> np. in --> ent, np. mid--> v. mid --> v, ent, np. n --> [carro]. n --> [comida]. v --> [move]. v --> [come]. v --> [gosta]. np --> [ Wall-E ]. np --> [ Eva ]. np --> [ R2D2 ]. ent --> [a]. ent --> [o]. ent --> [da]. ent --> [do]. (a) (1.0) Marque com V as frases que são aceites pela gramática e com F as que não são: 1. Wall-E come 2. o Wall-E come a comida 3. a Wall-E move o Wall-E 4. o carro move a Eva 5. a Eva gosta do carro do R2D2 6. o R2D2 gosta da Eva do Wall-E 7. Wall-E gosta da Eva comida 8. a Eva move a comida do carro do Wall-E Nome: Número: 12

13 (b) (1.0) Supondo a análise sintáctica da frase Wall-E gosta do R2D2, marque com um F os elementos que NÃO são gerados por um algoritmo top-down e com V os que poderão ser. (Atenção que há elementos gerados que não conduzem à solução e o que está em causa neste exercício são os elementos que NUNCA seriam gerados por uma análise top-down na análise de frase dada.) 1. [f: [in:?] [mid:?] [in: [ent: do] [np: R2D2]]] 2. [f: [in: [np: Wall-E]] [mid:?]] 3. [f:?] 4. [f: [in: [np: Wall-E]] [mid: [v: gosta] [ent: do]] [in: [np: R2D2]]] 5. [f: in: [n:?]] [mid:?] [in:?]] 6. [f: [in: [np: Wall-E]] [mid: [v: gosta] [ent: do] [np:?]] [in:?]] 7. [f: [in: [np: Wall-E]] [mid: gosta] [in:?]]] 8. [f: [np: Wall-E] [v: gosta] [ent: do] [np: R2D2]] (c) (1.0) Supondo a análise sintáctica da frase Wall-E gosta do R2D2, marque com um F os elementos que NÃO são gerados por um algoritmo bottom-up e com V os que poderão ser: 1. [[f: [in:?] [mid:?] [in:?]]] 2. [[np: Wall-E], [v: gosta], [ent: do], R2D2] 3. [[f:?]] 4. [Wall-E, gosta, do, R2D2] 5. [[in: [np: Wall-E]], [mid: [v: gosta]], [in:?]] 6. [[in [np: Wall-E]], [mid: [v: gosta],[ent: do], [np: R2D2]]] 7. [f: [in [np: Wall-E]], [mid: [v: gosta]], [in: [ent: do], [np: R2D2]]] 8. [[in [np: Wall-E]], [v: gosta], [in: do], [np: R2D2]] Nome: Número: 13