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概率论研讨课 · 专题 4 与专题 5 条件信息更新与人工智能不确定性推理

8 分钟研讨展示 · 网页程序验证

从三扇门到无人机决策

先完成课程要求中的严格推导、概率计算和程序验证,再把结果呈现为可现场操作的交互模型。专题 4 展示条件信息如何改变选择,专题 5 展示贝叶斯网络如何完成预测、诊断与工程决策。

要求 01 完成两个专题的研讨任务
要求 02 专题 4 说明理由并程序验证
要求 03 专题 5 完成三类贝叶斯推理
要求 04 8 分钟汇报:背景、方法、结果、思考
04

蒙提霍尔三门问题

核心结论:在标准规则下,换门获胜概率为 2/3。真正需要解释的是主持人打开空门后,条件样本空间如何变化。

选择一扇门开始实验。
理论结果 坚持 1/3,换门 2/3
独立验证 100 万次:33.44% / 66.56%
建模要点 结论依赖主持人的行为规则
05

无人机层次贝叶斯网络

题目要求联合概率、预测推理、诊断推理和 AI 应用讨论。网页把三类推理做成实时计算,并允许调整先验和条件概率。

任务 1 · 联合概率 环境正好是“雨天且强光”时,无人机最终选择全速前进的概率是多少?
任务 2 · 预测推理 只知道当前下雨,不知道光照,推测全速前进的总概率是多少?
任务 3 · 诊断推理 已经看到无人机全速前进,反推视觉传感器处于高置信度的概率是多少?
任务 4 · AI 讨论 为什么这种网络适合自动驾驶和机器人处理不确定性、融合传感器和反推故障?
天气 雨天 30% · 晴天 70% 光照 强光 20% · 正常 80% 视觉置信度 高 69.00% 低 31.00% 飞行策略 全速 65.20%
联合概率 P(雨天,强光,全速前进) = 1.08%
预测推理 P(全速前进 | 雨天) = 37.20%
诊断推理 P(高置信度 | 全速前进) = 95.25%
AI+

飞行器传感器故障诊断

这是基于贝叶斯思想的扩展实验,不改变原题结果。程序根据天气和导航异常,反推视觉传感器或 GPS 发生故障的概率,并支持 10 万次仿真验证。

天气环境 恶劣 25% · 晴好 75% 视觉传感器故障 后验概率 62.51% GPS 故障 后验概率 39.98% 导航异常 观测:出现异常
扩展实验参数:恶劣天气下视觉故障概率 0.18、GPS 故障概率 0.12;晴好天气下分别为 0.04 和 0.02。异常概率由传感器故障数量决定。