人工智能基礎(chǔ)0-推理技術(shù)-合肥工業(yè)大學(xué)ppt課件

1、.目錄，第一章介紹佐原健二搜索技術(shù)第三章知識(shí)表示第四章推理技術(shù)第五章機(jī)器學(xué)習(xí)第六章計(jì)算智能第七章數(shù)據(jù)挖掘第八章智能體技術(shù)。推理的基本概念消化原理規(guī)則演繹系統(tǒng)生成系統(tǒng)定性推理不確定性推理鄭智薰單調(diào)推理。4.1推理的基本概念，4.1.1推理的定義，從早期證據(jù)出發(fā)，根據(jù)某種策略持續(xù)應(yīng)用知識(shí)基礎(chǔ)的已知知識(shí)，逐漸得出結(jié)論的過程稱為推理。在人工智能系統(tǒng)中，推理是由一種稱為推理機(jī)的程序?qū)崿F(xiàn)的。已知的事實(shí)和知識(shí)是構(gòu)成推論的兩個(gè)基本要素。事實(shí)也稱為證據(jù)，用來指出推理的出發(fā)點(diǎn)和應(yīng)該用于推理的知識(shí)。知識(shí)是推動(dòng)推理前進(jìn)，逐步實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)的基礎(chǔ)。4.1推理的基本概念，4.1.2推理方法及其分類(1)可以分為推導(dǎo)結(jié)論的方

2、式，推理可以分為演繹推理(deductive reson):從全稱判斷中得出短名判斷的過程，即，根據(jù)一般知識(shí)得出適合特定情況的結(jié)論。一般到概論。歸納推理：通過充分的事例得出一般結(jié)論的推理過程。從個(gè)別到一般?；就评恚杭僭O(shè)知識(shí)不完整的情況下，特定條件已經(jīng)進(jìn)行的推論。4.0推理的基本概念，4.0.2推理方法及其分類(2)可以根據(jù)推理中使用的知識(shí)的確定性來劃分，推理可以分為：確定性推理：推理中使用的知識(shí)和證據(jù)都是確定的，提出的結(jié)論也是確定的。沒有第三種情況，例如真貨、真貨或假貨。不確定性推理：推理所用的知識(shí)和證據(jù)不一定都是確定的，提出的結(jié)論也不確定。根據(jù)4.1推理的基本概念，4.1.2推理方法及其分

3、類(3)推理過程中得出的結(jié)論是否越來越接近最終目標(biāo)，可以分為以下幾個(gè)推論：?jiǎn)握{(diào)推理：是指在推理過程中，隨著推理進(jìn)一步前進(jìn)，以及添加新知識(shí)而展開的結(jié)論越來越接近最終目標(biāo)。不單調(diào)的推理：在推理過程中，通過添加新知識(shí)，不僅沒有加強(qiáng)已經(jīng)開始的結(jié)論，還否定了它，將推理返回到以前的某個(gè)階段，然后重新開始。根據(jù)4.1推理的基本概念，4.1.2推理方法及其分類(4)推理中是否使用與推理相關(guān)的啟發(fā)知識(shí)，推理可以分為：?jiǎn)l(fā)性推理：在推理過程中應(yīng)用與推理相關(guān)的啟發(fā)性知識(shí)。鄭智薰靈感推理：在推理過程中，不要使用與推理相關(guān)的靈感性知識(shí)。4.1推理的基本概念，4.1.3推理的方向(1)正向推理是以事實(shí)為起點(diǎn)的一種推理?；?/p>

4、本想法：從用戶提供的初始已知事實(shí)中，在知識(shí)庫KB中查找當(dāng)前適用的知識(shí)，配置適用的知識(shí)集KS，然后按照沖突解決策略從KS中選擇一種知識(shí)進(jìn)行推斷，將引入可推斷為下一步的已知事實(shí)的新事實(shí)添加到數(shù)據(jù)庫中，然后重復(fù)KB選擇適用的知識(shí)進(jìn)行推斷的過程。這在對(duì)問題的解釋或知識(shí)庫中反復(fù)進(jìn)行，直到不再有適用的知識(shí)。4.1推理的基本概念，4.1.3推理的方向(2)反向推理是以某一假設(shè)的對(duì)象為起點(diǎn)的一種推理?；鞠敕ǎ菏紫冗x擇假設(shè)的目標(biāo)，然后尋找支持該假設(shè)的證據(jù)，如果能找到所有必要的證據(jù)，說明原來的假設(shè)成立。也就是說，如果在任何情況下都找不到必要的證據(jù)，原來的假設(shè)就不能成立，為此還需要另一個(gè)假設(shè)。4.1推理的基本概念

5、，4.1.3推理的方向(3)混合推理正向推理具有盲目、低效等缺點(diǎn)，在推理過程中可以引入許多與問題無關(guān)的子目標(biāo)。逆向推理中提出的家庭目標(biāo)與現(xiàn)實(shí)不符，系統(tǒng)效率也會(huì)下降。結(jié)合正向推理和逆向推理，可以發(fā)揮各自的長處，彌補(bǔ)長期的缺點(diǎn)。這種正向推理和反向推理稱為混合推理。，4.1推理的基本概念，4.1.4沖突解決策略系統(tǒng)將當(dāng)前已知事實(shí)與KB的知識(shí)相匹配的三種情況：(1)已知事實(shí)僅與KB的知識(shí)之一完全匹配成功。(2)已知的事實(shí)不能與KB的任何知識(shí)相一致。(。(3)已知事實(shí)可以與KB的多種知識(shí)相一致?；蛘撸鄠€(gè)(組)事實(shí)可能與KB的知識(shí)之一相匹配?；蛘?，多個(gè)(組)事實(shí)可能與KB的多個(gè)知識(shí)相匹配。第三種情況是發(fā)

6、生了沖突。4.1推理的基本概念，4.1.4沖突解決策略沖突解決的基本思路：知識(shí)排序：(1)按目標(biāo)排序：優(yōu)先選擇目標(biāo)知識(shí)(規(guī)則)。也就是說，條件很多的規(guī)則。(2)根據(jù)已知事實(shí)的新鮮度排序：生成的事實(shí)新鮮度大。(3)按匹配度排序：在不確定的推理中，必須計(jì)算已知事實(shí)和知識(shí)的匹配度。(4)按條件數(shù)排序：優(yōu)先使用條件較少的創(chuàng)建規(guī)則。4.2消化原理，4.2.1子句集的消化原理是對(duì)謂詞邏輯知識(shí)的問題解決方法。消化原理的基本知識(shí)：(1)謂詞公式，一些推理規(guī)則和替代集成概念。(2)子句：由文字的提取組成的公式(原子公式和原子公式的否定都稱為文字)。(3)解決：如果可以使用消化，則解決過程適用于母子句對(duì)以生成派生

7、子句。例如，如果您有鞏俐E1E2和另一個(gè)鞏俐E2E3，則E1E3在邏輯上是成立的。這就是E1 E3被稱為E1E2和E2E3的消化食物。4.2消化原理，4.2.1節(jié)集計(jì)算步驟(1)消除隱含符號(hào)，僅應(yīng)用符號(hào)并用AB替換。(ab)b c=(ab)b c=(a b)b c=(a b)(b)c=(a b)c，4.2消化原理，4.2.1節(jié)集計(jì)算(2)減少負(fù)符號(hào)的管轄古瀨車站每個(gè)負(fù)符號(hào)最多只能用于一個(gè)謂詞符號(hào)，而狄摩根定律反復(fù)應(yīng)用。例如，將AB替換為(AB)，將(A)替換為(x)A，將(x)A替換為(x)A，將(x)A替換為(x)A，4.2消化原理，4.2.1節(jié)集的計(jì)算(3)在相應(yīng)的韓鼎祥符號(hào)管轄古瀨車站內(nèi)

8、對(duì)變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。受此韓鼎祥符號(hào)限制的變量是虛擬(虛擬變量)，可以統(tǒng)一替換為該管轄古瀨車站內(nèi)從未發(fā)生過的其他任何變量，而無需更改公式的true值。在適當(dāng)?shù)墓街?，變量的?biāo)準(zhǔn)化意味著改變啞巴員的名字，以確保每個(gè)量詞都有自己的啞巴。例如，(x)P(x) (d x)Q(x)標(biāo)準(zhǔn)化，(x)P(x) (d y)Q(y)，4.2求解原理，對(duì)于4.2.1子句集，(4)刪除韓鼎祥符號(hào)Skolem函數(shù)：(y) (d x)P(x，y)，韓鼎祥符號(hào)位于全稱韓鼎祥符號(hào)的管轄區(qū)中，存在的x可能取決于y值。此從屬關(guān)系由函數(shù)g(y)明確定義，并將每個(gè)y值映射到存在的x。此函數(shù)稱為Skolem函數(shù)。使用Skolem函數(shù)代替現(xiàn)

9、有x將刪除所有現(xiàn)有韓鼎祥符號(hào)，然后單擊(y) p (g，y)，4.2求解原理，使用4.2.1子句集從一個(gè)公式中刪除現(xiàn)有韓鼎祥符號(hào)的一般規(guī)則是使用Skolem函數(shù)，而不是每個(gè)現(xiàn)有韓鼎祥符號(hào)的韓鼎祥符號(hào)。其中，Skolem函數(shù)的變量是僅限于包含要?jiǎng)h除的現(xiàn)有韓鼎祥符號(hào)的管轄區(qū)的全名稱韓鼎祥符號(hào)的變量。Skolem函數(shù)中使用的函數(shù)符號(hào)必須是新的。也就是說，公式中已經(jīng)出現(xiàn)的函數(shù)符號(hào)是不允許的。4.2消化原理，4.2.1子句集計(jì)算如果要?jiǎng)h除的現(xiàn)有韓鼎祥符號(hào)不在全稱韓鼎祥符號(hào)的管轄范圍內(nèi)，則使用不帶變量的Skolem函數(shù)作為常量。例如，(x) P(x)轉(zhuǎn)換為P(A)。其中常數(shù)符號(hào)a用于表示人們知道的存在。a

10、必須是公式其他部分中未使用的新常量符號(hào)。(z)(y)(丙x) p (x，y，z)=(y) p (g，y，a)，g (y)是Skolem函數(shù)，4.2消化原理，4.2.1子句集的計(jì)算(5)，將全稱韓鼎祥符號(hào)移動(dòng)到公式的左側(cè)，使每個(gè)韓鼎祥符號(hào)的管轄區(qū)域包括韓鼎祥符號(hào)后面公式的全部部分。結(jié)果公式稱為前梁。前塊=(前后) (模式)全稱韓鼎祥符號(hào)字符串無詞公式(6)將母體轉(zhuǎn)換為聯(lián)合范式任何母體都可以合并為一個(gè)有限集合，該有限集合是通過一些謂詞公式和/或謂詞公式的否定而提取的。這種模式稱為合環(huán)范式。示例：A B C到a BBC，4.2消化原理，4.2.1子句集計(jì)算(7)去掉全稱韓鼎祥符號(hào)，去掉明確顯示的全稱

11、韓鼎祥符號(hào)。(8)去掉連詞符號(hào)(AB)而不是a，b)，從而去掉明確的符號(hào)。反復(fù)替換的結(jié)果，終于得到了有限集，其中每個(gè)公式都是文字的提取。僅由提取文本組成的有效公式稱為子句。(9)通過重命名變量，可以重命名變量符號(hào)，以便一個(gè)變量符號(hào)不會(huì)出現(xiàn)在多個(gè)子句中。4.2解析原理，4.2.1子句集的示例：一個(gè)子句集(x)P(x) (y)P(y) P(f(x，Y) q (x，Y)，4.2求解原理，4.2.1子句集計(jì)算(4)存在韓鼎祥符號(hào)(x) p (x) (y) p (y) p (f (x，y) q (x，g (x)(5)以前的捆綁形狀(x) (y) p (x) p (y) p (f (x，y) q (x，g

12、 (x) p (g (x) y)、p (x) q (x，g (x)、P(x) P(g(x) (9)變量名P(x1) P(y) P() L1和L2具有相同的謂詞符號(hào)，但通常變量徐璐不同。已知L1和L2兩個(gè)子句，并且L1和L2具有最常用的組合時(shí)，可以通過消化從兩個(gè)父子句()中派生新子句。這個(gè)新的寺廟叫消化食物。采取這兩個(gè)小節(jié)的分離，去掉互補(bǔ)對(duì)，得到的。4.2解決原則，4.2.2解決推理規(guī)則公共解決規(guī)則(1)錯(cuò)誤推理父句P PQ(即PQ)解決q，4.2解決原則，4.2.2解決推理規(guī)則通用解決規(guī)則(2)父子句PQ PQ解決QQ=q，4.2解決原理，4.2.2解決推理規(guī)則通用解決規(guī)則(3)半表達(dá)式P Q

13、 P Q P Q P Q解決Q P，4.2解決原則，4.2.2解決推理規(guī)則公共解決規(guī)則(4)空子句(矛盾)P P解決nil，4.2解決原理，4.2.2解決推理規(guī)則常用解決規(guī)則(5)鏈(三段論)p q r解決p r，要使用具有4.2解析原理、4.2.3變量的解析規(guī)則變量的子句的解析規(guī)則，必須找到可操作的替代項(xiàng)，以便父子句包含補(bǔ)充文本。例如：P(x)Q(x)Q(f(y)替代=f(y)/x可解決：P(f(y)，包含4.2解決原理、4.2.3變量的消化結(jié)果父親和mi假設(shè)兩個(gè)子句中的變量分別標(biāo)準(zhǔn)化，由Li和Mi提供父子句。Li是Li的子集，Mi是Mi的子集。如果是Li和mi最常見的團(tuán)結(jié)，解決Li和mi兩

14、個(gè)子句，獲得Li mi-mi的新子句是這兩個(gè)子句的消化式。消化兩個(gè)子句時(shí)，可能有多個(gè)消化食物，因?yàn)橛卸喾N選擇Li和mi的方法。，4.2解析原理，包含變量4.2.3的解析示例：Px，f(A) Px，f(y) Q(y) Pz，f(A) Q(z)為li=Px，f，4.2求解原理，包含變量4.2.3的消化系統(tǒng)li=Q(y)，mi=Q(z)選擇消化系統(tǒng)Px、f(A) Px、f(y) Py、f(A)其他消化系統(tǒng)，4.2解決原理，具有4.2.3變量的消化系統(tǒng)包含多個(gè)變量子句使用消化系統(tǒng)的示例：B(x)，B (x) c (x)，c (x)，4.2消化原理，在包含4.2.3變量的多個(gè)子句中使用消化，例如P(x) q (x)、qf (y)、pf (y)、=f (y)/x、4.2消化原理，包含4.2.3變量的消化的多個(gè)子句的解決方法示例：p (x，F(xiàn) (y) q (x) RF (a)，y，pf (f (a)，z r (z)，4.2解決原則，4.2.4解決反轉(zhuǎn)解決過程1。基本思想是要證明要解決的問題的命題，其目標(biāo)公式被否定，以子句的形式制成，然后添加到命題公式集，將解構(gòu)反轉(zhuǎn)系統(tǒng)應(yīng)用于并集，推導(dǎo)空子句(NIL)，從而產(chǎn)生