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CS188 Bayes Nets 與 Ghostbusters:看不見 Ghost 時怎麼推論

2026年8月22日 1 分鐘
TL;DR Lecture 13–18 與 Project 4 從 factor operations、variable elimination 走到 exact inference 與 particle filtering,讓 Pacman 用有雜訊的距離感測追蹤看不見的 ghosts。
目錄
  1. Factor 操作不是機械表格
  2. Observe 與 elapse time 是兩種更新
  3. 自學順序
  4. 參考資料

🌏 English version

Lecture 13–18從 probability、Bayes nets、exact inference、sampling 一路進到 HMM 與 particle filtering。Project 4 Ghostbusters把這些概念放進一個具體任務:Pacman 看不見 ghost,只拿得到帶雜訊的 Manhattan distance,要維護位置的 belief distribution 並追上目標。

Factor 操作不是機械表格

Join factors 把相容資訊合起來,eliminate 則對不再需要的變數加總;variable elimination 的結果與順序密切相關。實作每一步都應先寫出「目前 factor 代表哪個條件分布」,再檢查 unconditioned/conditioned variables,而不是只對 dictionary key 做操作。

Observe 與 elapse time 是兩種更新

收到 sensor reading 時,belief 依 likelihood 重新加權並 normalize;時間前進而沒有直接觀察時,則用 ghost movement model 推進分布。兩者交替,就是 filtering 的核心。官方 P4 規格明載,若所有粒子權重變成零,particle filter 必須重新初始化,不能從空分布抽樣。

官方畫面會以亮暗呈現 posterior。這不只是視覺效果:寫完每個 update 後,先問「新證據應讓哪些格子變亮」「移動模型應把質量往哪裡推」,再看 autograder。能預測圖形方向,比只看到 test passed 更能證明理解。

自學順序

先手算一個兩變數 factor 的 join/eliminate,再做 exact inference;確認 belief 更新與 normalize 正確後,才進 particle filtering。最後讓 greedy BustersAgent 依各 ghost 最可能位置行動,觀察「最可能」與完整不確定性之間的取捨。

系列導航:上一篇:MDP 與強化學習下一篇:決策與機器學習

參考資料