İçeriğe geç
parazade
Yapay Zeka

Durum Uzayı Nedir?

İngilizce: State Space

Yayın: · Son güncelleme:

Durum Uzayı Nedir? Kısaca

Durum uzayı, bir problemin ya da sistemin bulunabileceği tüm olası durumların kümesidir. Yapay zekâda arama algoritmaları ve pekiştirmeli öğrenme, çözümü bu uzayda dolaşarak bulur.

Durum Uzayı nedir?
İçindekiler
  1. Durum uzayı nedir?
  2. Nerede kullanılır?
  3. Örnek
  4. Nelere dikkat etmeli?

Durum uzayı (state space), bir sistemin alabileceği tüm farklı durumların toplamını ifade eder. Yapay zekâda bir problemi modellemenin temel yollarından biridir: Başlangıç durumu, hedef durumu ve durumlar arasında geçiş sağlayan eylemler tanımlanır.

Durum uzayı nedir?

Bir satranç tahtasındaki taşların her farklı dizilişi bir durumdur. Bir robotun odadaki her konumu ve yönü de bir durumdur. Tüm bu olasılıkların kümesine durum uzayı denir. Bir eylem, sistemi bir durumdan diğerine taşır. Böylece durum uzayı, düğümleri durumlar ve kenarları eylemler olan bir graf gibi düşünülebilir.

Nerede kullanılır?

  • Arama algoritmaları: A* gibi yöntemler, başlangıçtan hedefe giden en iyi yolu durum uzayında arar.
  • Pekiştirmeli öğrenme: Ajan, her durumda hangi eylemi seçeceğini öğrenir. Markov karar süreci bu yapıyı matematiksel olarak tanımlar.
  • Planlama: Bir hedefe ulaşmak için hangi adımların hangi sırayla atılacağı belirlenir.

Örnek

Basit bir labirent düşün: 5x5 ızgarada her kare bir durumdur, yani 25 durum vardır. Eylemler yukarı, aşağı, sağ ve sol hareketlerdir. Hedef, çıkış karesine ulaşmaktır.

Nelere dikkat etmeli?

Gerçek problemlerde durum uzayı çok hızlı büyür. Satrançta olası durum sayısı astronomik düzeydedir; hepsini tek tek incelemek imkânsızdır. Bu sorun "durum uzayı patlaması" olarak bilinir. Çözüm olarak sezgisel yöntemler, budama ve derin öğrenmeyle durumları özetleyen yaklaşımlar kullanılır. Ayrıca bu kavramı, sinyal işlemedeki "durum uzayı modeli" ile karıştırmamak gerekir; o, farklı bir modelleme çerçevesidir.

Sıkça Sorulan Sorular

Durum uzayı patlaması nedir?

Problemin değişken sayısı arttıkça olası durum sayısının çok hızlı büyümesidir. Bu durumda tüm olasılıkları denemek imkânsız hâle gelir ve sezgisel ya da öğrenmeye dayalı yöntemler gerekir.

Durum uzayı ile durum uzayı modeli aynı mı?

Hayır. Durum uzayı, olası durumların kümesidir; durum uzayı modeli ise zaman içinde değişen sistemleri gizli bir durum değişkeniyle tanımlayan bir modelleme yöntemidir.

İlgili terimler

Arama Algoritması(Search Algorithm)Arama algoritması, bir problemin olası durumları arasında sistematik biçimde gezinerek başlangıç durumundan hedef duruma ulaşan bir çözüm ya da yol bulan yöntemdir. Yapay zekâda planlama ve problem çözmenin temel araçlarındandır.Markov Karar Süreci(Markov Decision Process)Markov karar süreci (MDP), bir ajanın durumlar arasında eylemler seçerek ilerlediği, her eylemin olasılıksal bir sonraki duruma ve bir ödüle yol açtığı karar problemlerini modelleyen matematiksel çerçevedir. Pekiştirmeli öğrenmenin temelidir.Pekiştirmeli Öğrenme(Reinforcement Learning)Pekiştirmeli öğrenme, bir ajanın bir ortamda eylemler yapıp ödül veya ceza alarak, uzun vadede toplam ödülü en yükseğe çıkaracak davranışı deneme yanılmayla öğrendiği makine öğrenmesi türüdür.A* Algoritması(A* Search Algorithm)A* algoritması, bir başlangıç noktasından hedefe giden en düşük maliyetli yolu bulmak için şimdiye kadarki gerçek maliyeti ve hedefe kalan mesafenin sezgisel tahminini birleştiren, yaygın kullanılan bir arama algoritmasıdır.Durum Uzayı Modeli(State Space Model)Durum uzayı modeli (SSM), bir sistemin zaman içindeki davranışını gizli bir iç durum ve bu durumun girdilerle nasıl değiştiğini anlatan denklemlerle tanımlayan modeldir. Derin öğrenmede uzun dizileri Transformer'a göre daha verimli işleyebilen mimarilerin temelini oluşturur.Harf Çevirisi(Transliteration)Harf çevirisi (transliterasyon), bir yazı sistemindeki metnin, anlamı çevrilmeden başka bir yazı sisteminin harfleriyle yazılmasıdır. Örneğin Kiril alfabesiyle yazılmış bir ismin Latin harflerine aktarılması harf çevirisidir.