AI 與機器學習進階：從邏輯規劃到生成模型｜CMU 07-380 課程總覽
07-380 Fall 2026 是 CMU AI 新制第二門首開，26 講涵蓋邏輯、規劃、優化、機率圖、生成式與系統。依 2026-09-29 課站，Lec1–9 投影片、PR1–6 筆記、Rec1–5（含解答）與 HW1–3 已公開，本站已寫完對應的 14 篇逐講導讀；Lec10 之後的投影片、HW4–7 與 Final Project 還沒釋出，整門課仍是 A2。
15 篇文章
CMU 07-380 AI & ML II 導讀
接續 07-280，逐講讀 CMU 07-380 首開學期的 26 講：從邏輯與規劃到擴散模型，並標明 HW 與 Project 的公開進度。
Introduction，AI & ML II 接在 07-280 之後要解什麼問題｜CMU 07-380 第 1 堂
07-380 Lec1 沒有演算法，重點是三件事：「智慧＝在不確定性下把任務做好」這條主線、投影片上那張把 07-280 與 07-380 主題分色的 AI／ML 泡泡圖，以及 Quiz 55%、沒有期末考、Project 收尾的評分結構。校外讀者先用這講替後面 25 講定位。
Logical Agents，用 model checking、DPLL 與 forward chaining 證明安全格｜CMU 07-380 第 2 堂
Lec2 把踩地雷和 Wumpus World 的「這格安不安全」寫成 entailment 問題：KB ⊨ α 等價於 KB ∧ ¬α 不可滿足。能回答它的有三種做法：暴力列舉 model 的 TT-ENTAILS、在回溯上加提早終止、pure symbol、unit clause 的 DPLL，以及只吃 definite clause、線性時間的 forward chaining。Resolution 放在附錄，標示 out of scope。
Logic and the Hybrid Wumpus Agent，邏輯推論加 A* 規劃｜CMU 07-380 作業 1
HW1 程式作業把 Lec2 的 entailment 做成一個 Pacman 版 Wumpus agent：Q1–Q2 用 Expr 和 pycosat 暖身，Q3–Q5 寫 PKE 感知規則、建 KB、用兩次 SAT 呼叫判斷 SAFE／NOT_SAFE／UNSURE，Q6–Q7 用現成的 A* 輔助函式組出 exploration agent 和三層策略的 hybrid agent。starter 與本機 autograder 可匿名下載；Gradescope 上的線上題只限校內。本文不附解答。
Classical Planning，PDDL、狀態空間搜尋與 relaxation heuristic｜CMU 07-380 第 3 堂
07-380 Lec3 把命題邏輯的 successor-state axioms 換成 STRIPS 的 pre/add/del 三個集合，規劃就變回狀態空間搜尋；搜尋太大時，GraphPlan 允許動作同時發生、事實只增不減，delete relaxation 再把刪除效果整個拿掉，換來 FF 與 Fast Downward 使用的 heuristic。
Motion Planning，RRT 在連續空間用取樣找路｜CMU 07-380 第 4 堂
07-380 Lec4 後半把規劃搬到連續的 configuration space：狀態沒辦法枚舉，RRT 就隨機取樣、從樹上最近的節點往樣本延伸一小段，並檢查整段不碰撞。RRT 是 probabilistically complete 但不最優；RRT* 用樹上的路徑成本幫新節點選父節點、再重接鄰居，讓路徑隨樣本增加收斂到最優。
Classical and Motion Planning，從 robot-cook PDDL 到 RRT* 再到 LP 圖解｜CMU 07-380 作業 2
07-380 HW2 分三塊：程式作業先寫煎餅機器人的 PDDL，交給 unified-planning＋Fast Downward 求最優計畫，再在 rrt.py 實作 RRT 與 RRT*（Q2–Q7）；書面作業考 GraphPlan、一題 LP 建模與兩題 LP 圖解；另有只限校內的 Gradescope 線上題。本文只講題目結構、需要的概念與本機 autograder 怎麼跑，不附解答。
Linear Programming，為什麼最優解落在可行域的頂點｜CMU 07-380 第 5 堂
07-380 Lec5 用 Diet Problem 把一段文字題寫成 min cᵀx s.t. Ax ⪯ b，再畫成圖：每條限制是一個半平面，cost 是一個方向，等成本線垂直於 c。沿著 −c 推到最後一刻碰到可行域的地方，一定包含某個頂點，所以演算法只要看限制邊界的交點：頂點枚舉全部檢查，simplex 從一個頂點貪心走到鄰居。
Integer Programming，先鬆弛成 LP 再用 branch and bound 分支｜CMU 07-380 第 6 堂
07-380 Lec6 在 LP 上多加一條 x ∈ ℤᴺ，頂點解就可能不是整數，而且在 LP 解附近找整數點也不保證對。解法是先把整數限制拿掉（relaxation），用 LP 算出下界，再對某個非整數座標分成 xᵢ ≤ floor 與 xᵢ ≥ ceil 兩支，全部丟進依 LP 目標值排序的 priority queue；第一個被取出的整數解就是最優解。
Low Rank Optimization，PCA 的重建誤差、投影變異數與 LoRA｜CMU 07-380 第 7 堂
07-380 Lec7 把 PCA 放進「低秩最佳化」的框架：找一個 rank 不超過 r 的矩陣去逼近原資料。對單位向量 v，每個點的重建誤差等於 ‖x‖² 減去投影長度的平方，所以最小化重建誤差和最大化投影變異數是同一個問題；用 Lagrange 乘數解出來，答案是共變異數矩陣的特徵向量，也可以直接從 SVD 的 V 讀出。課站把 LoRA 論文列為延伸閱讀，它的 ΔW = BA 就是同一個低秩想法用在權重更新上。
MAP，先驗怎麼進入估計，為什麼等價於正則化｜CMU 07-380 第 8 堂
Lecture 8 把 MLE 的 argmax p(D|θ) 換成 argmax p(θ|D)：先驗 p(θ) 乘進 likelihood，取負 log 之後就變成目標函數裡多出來的一項。用 trick coin 看先驗怎麼被資料蓋過，用 Beta 先驗算出點擊率，再把線性迴歸的高斯先驗、Laplace 先驗對到 L2、L1 正則化。
Optimization，自己寫 LP 求解器和 branch and bound，書面串起 PCA 與 MAP｜CMU 07-380 作業 3
HW3 分三塊：程式作業要你用頂點枚舉寫出 LP 求解器，再在上面疊 branch and bound 解整數規劃，外加三題文字建模；書面四題分別是整數規劃手算、Amazon 送貨路線的倫理、PCA 的 SVD 計算，以及證明 Laplace 先驗等價 L1。截止日是 10/1，本文只講結構和需要的概念，不給解答。
Probabilistic Generative Models，Naive Bayes 與 Gaussian Discriminant Analysis｜CMU 07-380 第 9 堂
Lecture 9 不再直接學 p(y|x)，改成先學類別先驗 p(y) 和類別條件分佈 p(x|y)，再用 Bayes rule 反推。這樣做要付出更強的假設，換來的是能生成新資料、資料少時比較穩。Naive Bayes 用條件獨立把參數砍到可估計，GDA 用多變量高斯處理連續特徵，共變異數一不一樣決定邊界是直線還是曲線。
Bayes Nets 用圖把聯合分佈拆成條件機率表｜CMU 07-380 第 10 堂
07-380 Lec10 的投影片目前還沒上課站，本文只依 PR6 Bayes Nets 預讀筆記與 15-281 Bayes Net Demo：聯合分佈能回答任何 query，但沒人給你、也大到存不下；Bayes net 把它寫成「每個節點給定父節點」的條件機率表乘積，少畫的邊就是獨立性假設。
從確定性推理與優化轉進不確定性｜CMU 07-380 主題單元
07-380 前十講依課站 Schedule 分成 Reasoning Under Certainty、Optimization、Reasoning Under Uncertainty 三段：先用邏輯證明、用搜尋規劃，再把問題寫成有限制的目標函數，最後在 MAP 讓先驗進場、轉向機率模型。HW1 檢查邏輯＋搜尋、HW2 檢查規劃＋LP 圖解、HW3 檢查求解器實作＋PCA 與 MAP 推導。