晚餐接機大作戰(半導體廠製程排程): Part 3 A* on macro thinking Level

 

grok 4, viz

 Try smart search. Prompt Claude Sonnet 3.7, ChatGPT o1, Grok 3 Think to perform A* search 

Optimal

Solving with A*

Plan by A* (animation)

Detailed Analysis of James's Decision at 2:00 PM (animation)

真正的狀態演變是有一些關鍵決策點的，例如在兩點的時候，詹姆士在機場租好車了，要嘛留在機場等艾蜜莉三點出關，或是直接開車回家再說，反正艾蜜莉根本還沒降落，

這是兩條截然不同的發展路徑 Plan by A* Search (animation) 

這個決策點細部分析 

整個思維 

(呂利威)

Solving the Thanksgiving Dinner Planning Problem with A* Search (Prompted by Optimal A* Search in Python Program)

A* Search Trace

Time Chart (Schedule)

Sub optimal

Solving with A*

ChatGPT o1 Reasoning, prompt "Use A*" , same result, no improvement

Make AI smarter

 

endgame

化繁為簡 思維鏈 (chain of thought)

深謀遠慮 RL(reinforced learning)

A* 

推理模式 special topic Smart Dog Ball Retrieval 

A* as heuristic (guidance)

Puzzle 3 macro thinking in A*, viz

Dinner Operation A* macro thinking

EX#5 Solving Problems with Complex Constraints, Part 2

 建議工具

使用 Claude Sonnet 4 推理模式(手動切換，免費用戶額定時間內只能使用三次)

使用 ChatGPT 5 推理模式(自動切換)

使用 Gemini 2.5 Pro 免費額度最高 1M tokens (永遠推理模式)

使用 Grok 4 推理模式(自動切換)

   課堂練習 

Deadline: This Saturday at 23:59

Send all the share links to  me chang212@gmail.com by email with subject EX#5  [your id, your name]

1. solve Puzzle 3 River Crossing by reasoning

 

檢查你的渡河計畫是否正確

Use validator+ to check up the plan

validator+

如果你希望驗證結果可輸出為app

1. 先進入 validator+

2. 按下右上方 customize 鍵

3. 接下來的操作步驟

4. 結果輸出為app

繳交範例

ChatGPT validation, BFS*, visualize

Claude validation, reasoning!, visualize 

如何將驗證過的答案視覺化

方法一: 版型套用

如果你要使用現成版型(artifact type) 做行程視覺化，步驟如下

0  找到版型程式  （圖下方連結）

1  按介面右上方 customize  鍵

2. 輸入你的文字版時間排程
3  得到動畫可以分享連結繳交

版型

• • 方法二: 使用視覺化AI App 
  • 1. 進入 visualizer
  • 2. 按下 customize
    3. 輸入你的文字計畫到Claude，執行 Claude
    4. Claude 會製作一個新的 visualizer，已經塞好你提供的計劃
    5. 發布(publish) 得到你的連結
  • 6. 得到專業的渡河計畫動畫 
    
    
    (因為Claude不允許artifact產生新的artifact，所以多了一些步驟如上)
    
  
  

  

  
  

  
  

  

  發布出來的連結 (plug-in only)

  
  

  
  
  

  

  執行結果

  
  

  方法三: 自行給予提示
  
  
• 
  

2. solve Puzzle 3 River Crossing by code generation for python A* search 

To run Python, use Google Colab

If you are not familiar with Python, you can also convert Python to JavaScript to run on Browsers.

繳交範例 

Claude A* Gen*, Colab, Validator, Visualize 

ChatGPT: BFS*, colab, validator, visualize

ChatGPT: BFS* (auto), visualize

• 
  

  
  

  
  

3. solve 渡河問題4

You can use reasoning or generate a search program to solve it.

檢查你的渡河計畫是否正確

Use validator4+ to check up the plan

validator4+

如果你希望驗證結果可輸出為app

1. 先進入 validator4+

2. 按下右上方 customize 鍵

3. 接下來的操作步驟

4. 結果輸出為app

繳交範例

Claude validation, reasoning!,  Visualization

Claude validation, BFS* (auto),  Visualization 

ChatGPT validation, BFS* (auto), Visualization 

與新進老師聊研究、教學、服務與生活 10-7-2025 @CYCU

 

visual aid 

vitae

notes

Enhance your reasoning mode

River Crossing Puzzle 3

1. Use AI to reach a plan, possibly by BFS search or work by Reasoning

2. Use validator to check up the plan

validator

3. Copy the violations if any

violations (from Claude Reasoning)

4. Paste violations into the AI so it can do the reasoning again according to your validation report. Go to step 1 and repeat.  AI may call for help if it cannot fix itself. 

Case with repeated failures (Claude reasoning on Puzzle 4)

Great rescue (ChatGPT on Puzzle 4) - ChatGPT intuitive!, validator, BFS*, viz

River crossing 4 ( one daughter case)

 How about relaxing one of the constraints:

One daughter case

solution exits. 

Use reasoning mode.

Claude validation, reasoning!,  Visualization

AI using algorithms

ChatGPT intuitive!, validator, BFS*, viz

Claude validation, BFS* (auto),  Visualization 

Use Claude to generate A* in Python

Python code

Colab

output

Verify by visualization

Follow up to #4

1. AI may generate hardcoded programs.

animation

animation of search tree

animation of search tree

從程式碼結果推測基本上ChatGPT 先得到答案之後，硬編碼成Python，所以執行Python 會得到預期的結果

程式是要幫我們探索可能性，詹姆士可以接艾蜜莉，但如果詹姆士飛機延遲了，沒辦法去接艾蜜莉，程式可以幫我們找出新的計畫，派別的人去接愛蜜莉，可是你的程式裡面，永遠只允許麥可去接艾蜜莉

你的程式強制麥可必須接艾蜜莉

萬一麥可塞車在紐約，誰會去接艾蜜莉，程式不會探索其他可能性，例如詹姆士也可以去接啊

但這隻程式不會，永遠只會輸出一樣的答案

這樣的程式在工程上用處很小，因為無論環境怎麼變，答案都是固定的

non hardcoded  example

Emily  可能被任何一個會開車的家人接走

James 班機沒有延誤的話可以接艾蜜莉一起回家，但保留自己回家的可能性(例如四點降落，五點租車，只能自己回家，不能讓艾蜜莉一直等)

2. 數據視覺化

You used the still template that was only a snapshot of a particular moment.

Use these dynamic templates to show the status update all the way down to the dinner served.

3. 分享 colab 記事本

colab 打不開，你沒有開啟分享

參看以下 colab 分享

1. 搶救感恩節晚餐大作戰講義 題目  

繳交範例 

Claude Python Colab Visualization，Python  Colab＊ ＭＩＬ Colab Viz

ChatGPT Python*, Colab, Visualization

4. Dinner Operation / River Crossing Puzzles 推理答案可能會發生錯誤

錯誤為何發生?

當AI面對包含多個限制條件的複雜問題時，確實存在難度。

在注意力機制(Attention mechanism)中，模型需要同時關注多個條件，並且每個注意力分配都是基於概率的。當條件數量增加時，要同時滿足所有條件的概率會顯著降低，這就像是連續投擲硬幣並期望全部正面朝上一樣——條件越多，全部滿足的概率越低。

這種情況下，模型可能會:

• 忽略某些條件
• 錯誤理解條件之間的關係
• 在滿足一些條件的同時違反其他條件

如果您有一個包含多個複雜條件的問題需要解決，我建議將問題分解成較小的部分，逐步處理每個條件，這樣會更容易得到準確的解答。

illustration

了解 AI 的兩種運作模式 直覺vs.推理

1. 推理是把一件原本複雜的任務，拆解成一連串小型的步驟，

就像煮一道菜，食譜會列出一串的步驟，讓你按部就班煮出來。

這一連串拆解後的步驟，我們稱為思維鍊(Chain of Thought)，因此當你使用推理模式的時候，會看到系統顯示每一個步驟在做的事。原本複雜的任務，經過拆解，每一個步驟可能就沒有原來糾纏在一起那麼難了。就像晚餐大作戰或是渡河問題原本LLM 光靠內容分析不容易解開，但是透過推理就有可能了。

2. 為什麼 ChatGPT 4o, 4.5（以及其他非推理型 LLM）不擅長規劃(如搶救晚餐大作戰)或是處理複雜多重限制條件的難題(如渡河問題)？

一般來說，規劃是一項複雜的認知任務，需要幾個關鍵能力：

- 理解因果關係和時間關係

- 維持連貫的長期目標

- 適應不斷變化的環境

- 管理資源和限制

如何處理這些錯誤

AI made several mistakes in the solution process. 

One way to get around this problem is turn on the reasoning mode. 我上課有特別強調要打開推理模式，建議打開使用。如果你的免費版Claude 無法啟用推理模式，建議改用其他AI 推理模型，

建議工具

使用 Claude Sonnet 4 推理模式(手動切換，免費用戶額定時間內只能使用三次)

使用 ChatGPT 5 推理模式(自動切換)

使用 Gemini 2.5 Pro 免費額度最高 1M tokens (永遠推理模式)

使用 Grok 4 推理模式(自動切換)

5 Solve Puzzle 2 Two tools, Two strategies 

ChatGPT 5 works 4/5.  (Three claimed to use Python code execution. Therefore, is it true code was generated and then executed?) 

*1 Reasoning, 

2 BFS x, validator,  BFS*

*3 Reasoning,

*4 BFS, validate, viz,

*5 BFS

6 Solve Puzzle 2 如何檢查是否有錯

這題比較複雜，如何檢查你的答案是否正確

使用 validator+

如果你希望驗證結果可輸出為app

1. 先進入 validator+

2. 按下右上方 customize 鍵

3. 接下來的操作步驟

4. 結果輸出為app

如何製作 validator+ (從簡易版出發)

7. Solve Puzzle 1, Puzzle 2 視覺化

• 方法二: 使用視覺化AI App 
• 1. 進入 visualizer
• 2. 按下 customize
  3. 輸入你的文字計畫到Claude，執行 Claude
  4. Claude 會製作一個新的 visualizer，已經塞好你提供的計劃
  5. 發布(publish) 得到你的連結
• 6. 得到專業的渡河計畫動畫 
  
  
  (因為Claude不允許artifact產生新的artifact，所以多了一些步驟如上)
  

 visualizer

發布出來的連結

執行結果

EX#4 Solving Problems with Complex Constraints

建議工具

使用 Claude Sonnet 4 推理模式(手動切換，免費用戶額定時間內只能使用三次)

使用 ChatGPT 5 推理模式(自動切換)

使用 Gemini 2.5 Pro 免費額度最高 1M tokens (永遠推理模式)

使用 Grok 4 推理模式(自動切換)

   課堂練習 

Deadline: This Saturday at 23:59

Send all the share links to  me chang212@gmail.com by email with subject EX#4  [your id, your name]

1. 搶救感恩節晚餐大作戰講義 題目  

繳交範例 

Claude Python  Colab＊ ＭＩＬ Colab Viz

ChatGPT Python*, Colab, Visualization

Generate Python code base in A* (晚餐大作戰）

To run Python, use Google Colab

If you are not familiar with Python, you can also convert Python to JavaScript to run on Browsers.

驗證答案請使用狀態圖(State Diagram)，看板圖 (Dashboard), 流程圖(Flow chart) 進行視覺化

State Diagram (interactive timeline)

Dashboard (interactive timeline)

 flow 

Ｈint

方法一: 版型套用

如果你要使用現成版型(artifact type) 做行程視覺化，步驟如下

0 找到版型程式  （工程圖下方連結）

1 按介面右上方 customize  鍵

2. 輸入你的文字版時間排程
3 得到專業工程圖

如果你要使用現成版型(share type) 做行程視覺化，步驟如下

0 找到版型程式  （工程圖下方連結）

1 按介面右上方 copy  鍵

2. 另起新的對話

3. 挑上你的文字版時間排程
4 得到專業工程圖

 

• 方法二: 使用視覺化AI App 

• 1. 進入 Plan visualizer (Flow diagram only))
• 2. 按下 customize
  3. 輸入你的文字計畫到Claude，執行 Claude
  4. Claude 會製作一個新的 visualizer，已經塞好你提供的計劃
  5. 發布(publish) 得到你的連結
• 6. 得到專業的流程圖 （Ｍermaid）
  
  
  (因為Claude不允許artifact產生新的artifact，所以多了一些步驟如上)
  
  
  
  步驟操作範例
• 
  
• 
  
  
  

發布出來的連結

• 方法三: 自行給予提示
  
  

第二至第五題四選二

2. Puzzle 1 渡河規劃

將答案視覺化(參考以下方法)

方法一: 版型套用

如果你要使用現成版型(artifact type) 做渡河計畫視覺化，步驟如下

0 找到版型程式  （渡河計畫圖下方連結）

1 按介面右上方 customize  鍵

2. 輸入你的文字版渡河計畫
3 得到專業的渡河計畫動畫

版型套用

• 
  
• 方法二: 使用視覺化AI App 
• 1. 進入 visualizer
• 2. 按下 customize
  3. 輸入你的文字計畫到Claude，執行 Claude
  4. Claude 會製作一個新的 visualizer，已經塞好你提供的計劃
  5. 發布(publish) 得到你的連結
• 6. 得到專業的渡河計畫動畫 
  
  
  (因為Claude不允許artifact產生新的artifact，所以多了一些步驟如上)
  

發布出來的連結

執行結果

方法三: 自行給予提示

3. Solve Puzzle 2

這題比較複雜，如何檢查你的答案是否正確

使用 validator+

如果你希望驗證結果可輸出為app

1. 先進入 validator+

2. 按下右上方 customize 鍵

3. 接下來的操作步驟

4. 結果輸出為app

將答案視覺化

方法一: 版型套用

Visualization to verify results

• 方法二: 使用視覺化AI App visualizer

4. solve Puzzle 3  (move to Part 2)

將測試過程與結果視覺化

版型套用

• 方法二: 使用視覺化AI App visualizer

5. solve 渡河問題4 (move to Part 2)