Файл: Лекція 5.doc

Лекція 5

Тема: Стратегії та методи виведення знань. Виведення за аналогією. Індуктивні умовиводи. Виведення на основі категоріальних знань.

Мета: розглянути методи виведення знань, визначити основні правила встановлення аналогій, вивчити правила індукції, розглянути процедуру ВКЗ та вивчити основні дії даної процедури.

Тип: теоретичне

Вид: формування умінь і навичок.

Форма навч. роботи: фронтальна.

Методи навчання: словесний.

Структура заняття:

І. Організаційний момент: привітання, перевірка відсутніх. (2 хв.)

ІІ. Актуалізація опорних знань: (10 хв.)

1. Які знання називаються нечіткими?

2. З чого складається біологічний нейрон?

3. Поясніть процес проходження інформації у біологічному нейроні?

4. З чого складається штучний нейрон?

5. Зробіть порівняння між біологічним та штучним нейронами.

6. Штучна нейромережа: склад и принцип дії.

ІІІ. Пояснення нового матеріалу (60-65 хв.)

Використана література:

1. М.М.Глибовець, О.В.Олецький «Штучний інтелект» - К.: Вид.дім «КМ Академія», 2002. – 366 с.

План

1. Стратегії та методи виведення знань.

2. Виведення за аналогією.

3. Індуктивне виведення.

4. Виведення на основі категоріальних знань.

1. Стратегії та методи виведення знань

Виведення – це процес одержання нових знань на основі раніше відомих даних (фактів).

Механізм виведення – сукупність правил виведення та способів застосування цих правил.

Механізм виведення = функція пошуку в базі знань (БЗ) + послідовність операцій для здобуття висновків.

Стратегія виведення (стратегія керування виведенням) – спосіб застосування правил та використання фактів.

1. Пряме виведення (висхідне виведення, forward chaining) – стратегія, за якою виведення виконується з вихідних посилок до цільового висновку. При цьому здійснюється просування до поставленої мети послідовним застосуванням правил до фактів, які приймаються за відправну точку. Вибирається один з фактів, які є в БЗ, і якщо при порівняння цей елемент узгоджується з посиланням правила, то робиться відповідний висновок, який заноситься в БЗ. Пряме виведення надає всі необхідні проміжні кроки і відповідні умови для досягнення висновку, тобто є таким, що керується даними (орієнтованим на дані).

2. Обернене виведення (низхідне, зворотне, backward chaining) – стратегія, при якій виведення виконується добором відповідних посилань під наявний висновок. Починається з постановленої мети і, якщо вона узгоджується з висновком правила (консеквентом), то посилання правила береться за підмету (гіпотезу) цей процес повторюється, доки підмета (гіпотеза) не збіжиться з фактами. Обернене виведення є таким що керується метою (орієнтованим на мету).

3. Двонаправлений пошук – стратегія, яка використовує пряме і обернене виведення одночасно, тобто обхід простору пошуку йде одночасно від фактів до цільових вузлів і від цільових вузлів до фактів.

4. Пошук ушир – спосіб обходу простору пошуку, за яким спочатку аналізуються структури на всіх вузлах одного рівня, а потім на всіх вузлах наступного рівня.

5. Пошук углиб - спосіб обходу простору пошуку, за яким спочатку аналізується структура певного вузла, а потім структура у вузлі іншого рівня.

6. Імовірне виведення – стратегія, яка використовує всі вище вказані стратегії, але для скорочення часу на пошук оцінює достовірність отриманого висновку на кожному кроці. (Підвид імовірного виведення – монотонне виведення, при якому істинність висновків не зменшується). Для використання цієї стратегії твердженню приписують чинник (показник) впевненості.

---

Маніпулювання знаннями здійснюється на логічних методах доведення:

---

1. Виведення за аналогією;

2. індуктивне виведення (власне індуктивне та індуктивне, що використовує статистику);

3. нечітке виведення;

4. дедуктивне виведення (метод резолюції, натуральне виведення, секвенціальне виведення, метод синтаксичних дерев);

комбіноване (поєднання вищевказані методи).

2. Виведення за аналогією. (вза)

ВАЗ – окремий випадок правдоподібного виведення, де використовується виявлення аналогій між структурами з предметної галузі (ПГ), на яких ґрунтується побудова судження і оцінки його істинності.

Нехай Q_A і Q_B – множина фактів, що характеризують об’єкти A (базис або аналог) і B (мета) відповідно, причому деякі з фактів множини Q_B невідомі. Нехай відомо про існування аналогії , де і . Тоді для деякого можна висунути гіпотезу про існування такого, що . (Тобто висувається гіпотеза про існування раніше не відомого факту в В на підставі існування аналогічного факту в А). ВЗА = перенос фактів від базису до мети.

Класифікація видів аналогії проводиться на основі уявлення про світ у структурному плані, як про систему об’єктів, що складаються з властивостей та інших об’єктів, які зв’язуються між собою відношеннями. Об’єкти піддаються перетворенням. Композиція взаємозалежних об’єктів, властивостей відношень позначається як ситуація. Також виділяють особисті властивості об’єктів (постійні, незалежні від ситуації), ситуаційні зв’язки між об’єктами та функції об’єктів в певних процесах. Об’єкт є елементарним, якщо не враховується його внутрішня структура.

	об’єкт(властивість) а входить до складу (є особистою властивістю) b.		внутрішній зв’язок і об’єкта а (зв’язок і між складовими об’єктами об’єкта а)
	а тотожньо b		зовнішній зв’язок і об’єкта а (зв’язок і об’єкта а з іншим об’єктом)
	а аналогічно b		процес перетворення а в b
	а і b пов’язані відношенням r		функція і об’єкта а

---

Правила встановлення аналогій:

1. Елементарні об’єкти (властивості) а і b аналогічні, якщо або існує клас об’єктів (властивостей) D такий, що і .

2. Відношення r_i і r_j аналогічні, якщо або існує клас відношень R такий, що і .

3. Зв’язки a r_i b і c r_j d аналогічні, якщо і або .

4. Процеси і аналогічні, якщо і .

Основні види аналогій:

1. Між об’єктами а і b існує атрибутивна аналогія, якщо .

2. Між об’єктами а і b існує структурна (релятивна) аналогія, якщо .

3. Між об’єктами а і b існує контекстна (зовнішня) аналогія, якщо .

4. Між об’єктами а і b існує функціональна аналогія, якщо .

(При наявності структурної аналогії завжди має місце і атрибутивна).

Ступінь аналогії (подібності) об’єктів:

де U_а – множина елементів об’єкта, що мають аналоги в об’єкті, з яким порівнюємо.

---

- оцінка значимості елемента і об’єкта.

Аналогічно для ситуацій.

Технології що використовують ВЗА:

1. Створення, верифікація і прогноз сформованого різними експертами текстового опису наукових напрямків, ПГ, термінологічних систем:

   1. Формування глобального структурного опису досліджуваної галузі. Виділення в його межах множини концептів для дослідження.

   2. Виділення усіх класів понять, що мають перетин контексті, автоматична верифікація і ієрархічне упорядкування системи цих класів.

   3. Виділення, аналіз, прогноз властивостей, що характеризують кожний із результуючих класів. Прогноз і оцінка суджень, що генеруються на основі ВЗА у межах кожного з них.

2. Виявлення і використання різних аналогій для окремо обраного поняття з метою розширення знань про ці поняття:

   1. Виділення в описі для дослідження єдиного концепту.

   2. Виявлення для виділеного концепту всіх його аналогій з іншими поняттями з опису.

   3. Дослідження виділених аналогій, прогноз і оцінювання нових суджень, що були генеруються на основі ВЗА.

---