Giriş

'Su dökme problemi' veya 'zor ölme problemi' olarak da bilinen su sürahisi problemi, yapay zeka ve bilgisayar bilimlerinde klasik bir zorluktur. Bu bulmaca, her biri farklı kapasiteye sahip birden fazla sürahi kullanarak belirli bir miktarda suyun ölçülmesi etrafında dönüyor. Bu sadece bir zeka oyunu değil; çeşitli problem çözme stratejilerini ve algoritmalarını, özellikle de arama ve optimizasyon tekniklerini örneklemek için sıklıkla kullanılan temel bir problemdir.

Bu makalenin ilerleyen bölümlerinde su sürahisi sorununun inceliklerine değineceğiz. Yapay zekanın bu bilmeceye nasıl yaklaştığını ve üstesinden geldiğini keşfederek yapay zeka tekniklerinin uygulanmasına ışık tutacağız.

Problemi Tanımlamak

Su Sürahisi Problemi, biri 'x' litre, diğeri 'y' litre kapasiteli iki sürahiyi ve bir su kaynağını içeren klasik bir yapay zeka bulmacasıdır. Amaç, bu sürahileri kullanarak hacim işareti olmadan belirli bir 'z' litre suyu ölçmektir. Bu, başlangıç ​​durumunun her iki sürahinin de boş olduğu ve hedefin, bir sürahinin 'z' litre su aldığı bir duruma ulaşmak olduğu bir problem çözme ve durum uzayı araştırması testidir. İstenilen su ölçümüne ulaşmak için etkili bir adım dizisi bulmak amacıyla sürahiler arasına doldurma, boşaltma ve dökme gibi çeşitli işlemler kullanılır.

Durum Alanı Aramasını Kullanma

Su Sürahisi Problemini çözmek sistematik bir yaklaşım gerektirir. Durum uzayı araştırması kavramının devreye girdiği yer burasıdır. Durum uzayı araması, yapay zekada, istenen hedef duruma ulaşmak için bir problemin olası durumlarını keşfetmeyi içeren temel bir kavramdır.

Her durum sürahilerdeki suyun belirli bir konfigürasyonunu temsil eder. Başlangıç ​​durumu, her iki sürahinin de boş olduğu zamandır ve hedef durum, sürahilerden birinde 'z' litre suyun olduğu zamandır. Arama algoritması, bir sürahiyi doldurmak, boşaltmak veya bir sürahiden diğerine su dökmek gibi çeşitli işlemleri uygulayarak farklı durumları araştırır.

Su Sürahisi Probleminde Üretim Kuralları

Yapay zekada üretim kuralları genellikle bilgiyi temsil etmek ve karar vermek için kullanılır. Su Sürahisi Problemi durumunda, üretim kuralları bir durumdan diğerine geçişte uygulanabilecek işlemler dizisini tanımlar. Bu kurallar şunları içerir:

• Sürahi A'yı doldurun: A sürahisini tam kapasitesine kadar doldurun.
• Sürahi B'yi doldurun: Sürahi B'yi tam kapasitesine kadar doldurun.
• Boş Sürahi A: A sürahisini boşaltın.
• Boş Sürahi B: Sürahi B'yi boşaltın.
• A'dan B'ye dökün: Boş bir A sürahisi veya B sürahisi dolu olmadığı sürece, A sürahisinden B sürahisine su dökün.
• B'den A'ya dökün: Sürahi B'den sürahi A'ya, sürahi B boşalana veya sürahi A dolana kadar su dökün.

Bu üretim kurallarını kullanarak başlangıç ​​durumundan hedef duruma geçmek için bir çözüm yolu oluşturabiliriz.

Su Sürahisi Sorununu Çözecek Algoritma

Şimdi sorunu çözmek için Genişlik Öncelikli Arama (BFS) yaklaşımını izleyeceğiz:

1. Her iki sürahinin de boş olduğu başlangıç ​​durumuyla başlayın.
2. Bir kuyruk oluşturun. Daha sonra buna başlangıç ​​durumunu ekleyin.
3. Sıra boş olmasa da aşağıdakileri tercih edin:
   • Kuyruktan ön durumu açın.
   • Yeni durumlar oluşturmak için mümkün olan tüm üretim kurallarını uygulayın.
   • Bu yeni durumlardan herhangi birinin hedef durumla eşleşip eşleşmediğini kontrol edin.
   • Bir hedef durumu bulunursa sorun çözülür.
   • Değilse, daha fazla araştırma için yeni durumları kuyruğa ekleyin.
4. BFS, Su Sürahisi Problemini çözmede etkili olan hedef duruma giden en kısa yolu bulmanızı sağlar.

Sorunu Çözmek için Python Programı

Su Sürahisi Problemini BFS algoritmasını kullanarak çözecek bir Python programına bakalım. İşte basit bir uygulama:

# BFS kullanarak Su Sürahisi Sorununu çözen Python programı

from collections import deque def water_jug_BFS(x, y, z): visited = set() queue = deque([(0, 0)]) while queue: jug_a, jug_b = queue.popleft() if jug_a == z or jug_b == z or jug_a + jug_b == z: return True if (jug_a, jug_b) in visited: continue visited.add((jug_a, jug_b)) # Fill jug A if jug_a < x: queue.append((x, jug_b)) # Fill jug B if jug_b < y: queue.append((jug_a, y)) # Empty jug A if jug_a > 0: queue.append((0, jug_b)) # Empty jug B if jug_b > 0: queue.append((jug_a, 0)) # Pour from A to B if jug_a + jug_b >= y: queue.append((jug_a - (y - jug_b), y)) else: queue.append((0, jug_a + jug_b)) # Pour from B to A if jug_a + jug_b >= x: queue.append((x, jug_b - (x - jug_a))) else: queue.append((jug_a + jug_b, 0)) return False x = 4 # Capacity of jug A
y = 3 # Capacity of jug B
z = 2 # Desired amount of water if water_jug_BFS(x, y, z): print(f'You can measure {z} liters of water using {x}-liter and {y}-liter jugs.')
else: print(f'You cannot measure {z} liters of water using {x}-liter and {y}-liter jugs.')

Ayrıca Oku: Yeni Başlayanlar İçin 14 Heyecan Verici Python Proje Fikri ve Konusu

Su Sürahisi Probleminin Açıklaması

Bu Python programı Su Sürahisi Sorununa çözüm aramak için BFS'yi kullanıyor. Boş sürahilerle başlar ve üretim kurallarını uygulayarak olası tüm durumları araştırır. Sürahilerden birinin 'z' litre su içerdiği bir durum bulursa, bir çözümün var olduğu sonucuna varır.

Sonuç

Su Sürahisi Problemi, dünya çapında bulmaca meraklılarını eğlendiren ve yapay zeka araştırmacılarına meydan okuyan klasik bir bulmacadır. Durum uzayı araması, üretim kuralları ve BFS gibi arama algoritmaları kullanılarak bu soruna etkili bir çözüm bulmak mümkündür.

Dünya, Yapay Zekanın (AI) ve Makine Öğreniminin (ML) dönüştürücü gücüne tanık olurken kursumuz, AI ve ML'nin farklı boyutlarına girme fırsatı sunuyor. Kapsamlı bölümümüzde bu dinamik alanları keşfedin AI ve ML Ücretsiz kursu.

Sık Sorulan Sorular

İlgili bağlantılar

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://www.analyticsvidhya.com/blog/2023/10/what-is-the-water-jug-problem-in-ai/