人工智能中的Wumpus世界

Wumpus世界

Wumpus世界是一个简单的世界示例，用于说明基于知识的智能体的价值以及知识表示。它受到了Gregory Yob于1973年开发的视频游戏Hunt the Wumpus的启发。

Wumpus世界是一个有4/4个房间通过通道连接的洞穴。因此，总共有16个相互连接的房间。我们有一个基于知识的智能体，它将在该世界中前进。洞穴有一个房间里有一个被称为Wumpus的野兽，它会吃掉任何进入房间的人。智能体可以用一根箭射杀Wumpus。在Wumpus世界中，有一些无底洞房间，如果智能体掉入洞中，它将永远被困在那里。这个洞穴令人兴奋的地方在于，在一个房间里有可能找到一堆金子。因此，智能体的目标是在不掉入洞中或被Wumpus吃掉的情况下找到金子并爬出洞穴。如果智能体带着金子出来，它会得到奖励，如果被Wumpus吃掉或掉入洞中，它会受到惩罚。

注意：Wumpus是静态的，不能移动。

以下是一个表示Wumpus世界的示例图。它显示了一些有洞的房间，一个有Wumpus的房间，以及一个位于世界（1,1）方格位置的智能体。

此外，还有一些组件可以帮助智能体在洞穴中导航。这些组件如下：

1. 靠近Wumpus房间的房间会散发臭味，所以会有一些恶臭。
2. 靠近洞穴的房间会带有微风，所以如果智能体靠近洞穴，它会感觉到微风。
3. 当且仅当房间里有金子时，房间里才会闪闪发光。
4. 如果智能体面对Wumpus，就可以杀死它，Wumpus会发出可怕的尖叫声，在洞穴中的任何地方都可以听到。

Wumpus世界的PEAS描述

为了解释Wumpus世界，我们提供了如下PEAS描述：

性能度量

• 智能体带着金子离开洞穴，奖励1000分。
• 被Wumpus吃掉或掉入洞中，扣1000分。
• 每次行动扣1分，使用箭扣10分。
• 如果智能体死亡或离开洞穴，游戏结束。

环境

• 一个4*4的房间网格。
• 智能体最初在方格[1, 1]房间，面朝右侧。
• Wumpus和金子的位置是随机选择的，除了第一个方格[1,1]。
• 洞穴的每个方格都有0.2的概率是洞，除了第一个方格。

执行器

• 左转,
• 右转
• 前进
• 抓取
• Release
• 射击。

传感器

• 如果智能体在Wumpus附近的房间，它会闻到臭味。（不是对角线）。
• 如果智能体在洞穴旁边的房间，它会感觉到微风。
• 智能体会在金子所在的房间感知到闪光。
• 如果智能体撞到墙壁，它会感知到碰撞。
• 当Wumpus被射杀时，它会发出可怕的尖叫声，这个声音在洞穴中的任何地方都可以感知到。
• 这些感知可以表示为一个五元素列表，其中每个传感器都有不同的指示符。
• 例如，如果智能体感知到臭味、微风，但没有金子、没有碰撞、没有尖叫声，那么它可以表示为：
  [臭味, 微风, 无, 无, 无].

Wumpus世界的特性

• 部分可观测：Wumpus世界是部分可观测的，因为智能体只能感知到近距离的环境，例如相邻的房间。
• 确定性：它是确定性的，因为世界的结果和结局是已知的。
• 顺序性：顺序很重要，所以它是顺序的。
• 静态：它是静态的，因为Wumpus和洞穴不会移动。
• 离散性：环境是离散的。
• 单智能体：环境是单智能体的，因为我们只有一个智能体，而Wumpus不被认为是智能体。

探索Wumpus世界

现在我们将探索Wumpus世界，并确定智能体如何通过逻辑推理找到目标。

智能体的第一步

最初，智能体在第一个房间或方格[1,1]上，我们已经知道这个房间对智能体是安全的，所以在下面的图(a)上表示该房间是安全的，我们将添加符号OK。符号A代表智能体，符号B代表微风，G代表闪光或金子，V代表已访问的房间，P代表洞穴，W代表Wumpus。

在房间[1,1]时，智能体没有感觉到任何微风或恶臭，这意味着相邻的方格也是OK的。

智能体的第二步

现在智能体需要前进，所以它会移动到[1,2]或[2,1]。假设智能体移动到房间[2,1]，在这个房间，智能体感觉到一些微风，这意味着这个房间周围有洞穴。洞穴可能在[3,1]或[2,2]，所以我们会添加符号P？来表示这是洞穴房间吗？

现在智能体将停下来思考，不会做出任何危险的移动。智能体将回到[1,1]房间。房间[1,1]和[2,1]已被智能体访问过，所以我们将使用符号V来表示已访问的方格。

智能体的第三步

在第三步，现在智能体将移动到OK的房间[1,2]。在房间[1,2]中，智能体感知到一股恶臭，这意味着附近肯定有Wumpus。但根据游戏规则，Wumpus不可能在房间[1,1]，也不可能在[2,2]（智能体在[2,1]时没有检测到任何恶臭）。因此，智能体推断Wumpus在房间[1,3]，并且当前状态下没有微风，这意味着[2,2]没有洞穴也没有Wumpus。所以它是安全的，我们将标记为OK，智能体继续前进到[2,2]。

智能体的第四步

在房间[2,2]，这里没有恶臭也没有微风，所以我们假设智能体决定移动到[2,3]。在房间[2,3]智能体感知到闪光，所以它应该抓住金子并爬出洞穴。