第3章-确定性推理方法-人工智能ppt课件.ppt
《第3章-确定性推理方法-人工智能ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第3章-确定性推理方法-人工智能ppt课件.ppt(75页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、Artificial Intelligence Principles and Applications第第 3 章章 确定性推理方法确定性推理方法第第3章章 确定性推理方法确定性推理方法第3章确定性推理方法2归归结结演演绎绎推推理理第3章确定性推理方法3.1 推理的基本概念推理的基本概念 3.2 自然演绎推理自然演绎推理 3.3 谓词公式化为子句集的方法谓词公式化为子句集的方法3.4 海伯伦定理海伯伦定理3.5 鲁宾逊归结原理鲁宾逊归结原理3.6 归结反演归结反演3.7 应用归结反演求解问题应用归结反演求解问题 3归归结结演演绎绎推推理理第3章确定性推理方法3.1 推理的基本概念推理的基本概念
2、 3.2 自然演绎推理自然演绎推理 3.3 谓词公式化为子句集的方法谓词公式化为子句集的方法3.4 海伯伦定理海伯伦定理3.5 鲁宾逊归结原理鲁宾逊归结原理3.6 归结反演归结反演3.7 应用归结反演求解问题应用归结反演求解问题 43.1推理的基本概念3.1.1 推理的定义推理的定义3.1.2 推理方式及其分类推理方式及其分类3.1.3 推理的方向推理的方向3.1.4 冲突消解策略冲突消解策略5医疗专家系统医疗专家系统3.1.1推理的定义推理:推理:知识知识专家的经验、医学常识专家的经验、医学常识初始初始证据证据病人的症状、化验结果病人的症状、化验结果证据证据中间结论中间结论63.1推理的基本
3、概念3.1.1 推理的定义推理的定义3.1.2 推理方式及其分类推理方式及其分类3.1.3 推理的方向推理的方向3.1.4 冲突消解策略冲突消解策略7(1)演绎推理演绎推理(deductive reasoning):一般一般 个别个别 三段论式三段论式(三段论法)(三段论法)足球运动员的身体都是强壮的足球运动员的身体都是强壮的;高波是一名足球运动员;高波是一名足球运动员;所以,高波的身体是强壮的。所以,高波的身体是强壮的。3.1.2推理方式及其分类1.演绎推理、归纳推理、默认推理演绎推理、归纳推理、默认推理(大前提大前提)(小前提小前提)(结结 论论)83.1.2推理方式及其分类1.演绎推理、
4、归纳推理、默认推理演绎推理、归纳推理、默认推理(2)归纳推理归纳推理(inductive reasoning):个别个别 一般一般完全归纳推理(完全归纳推理(必然性推理)必然性推理)不完全归纳推理不完全归纳推理(非必然性推理)(非必然性推理)检查全部产品合格检查全部产品合格该厂产品合格该厂产品合格完全归纳推理完全归纳推理检查全部样品合格检查全部样品合格该厂产品合格该厂产品合格不完全归纳推理不完全归纳推理93.1.2推理方式及其分类1.演绎推理、归纳推理、默认推理演绎推理、归纳推理、默认推理(3)默认推理默认推理(default reasoning,缺省推理)缺省推理)n 知识不完全的情况下假设
5、某些条件已经具备所进行的推理知识不完全的情况下假设某些条件已经具备所进行的推理。结结 论论 A 成立成立 B 成立?成立?(默认(默认B成立)成立)鸟笼要鸟笼要有盖子有盖子 制造鸟笼制造鸟笼 鸟会飞?鸟会飞?(默认成立)(默认成立)103.1.2推理方式及其分类 2.确定性推理、不确定性推理确定性推理、不确定性推理似然推理近似推理或模糊推理不确定性推理(概率论)(模糊逻辑)(1)确确定定性性推推理理:推理时所用的知识与证据都是确定的,推出的结论也是确定的,其真值或者为真或者为假。(2)不不确确定定性性推推理理:推理时所用的知识与证据不都是确定的,推出的结论也是不确定的。11X:鸟鸟 X:会飞会
6、飞 X:企鹅企鹅 3.1.2推理方式及其分类 3.单调推理、非单调推理单调推理、非单调推理(1)单调推理单调推理:随着推理向前推进及新知识的加入,推出的结论越来越接近最终目标。(2)非单调推理非单调推理:由于新知识的加入,不仅没有加强已推出的结论,反而要否定它,使推理退回到前面的某一步,重新开始。默认推理是非单调推理默认推理是非单调推理 基于经典逻辑的演绎推理基于经典逻辑的演绎推理 X:不会飞不会飞X:企鹅企鹅123.1.2推理方式及其分类4启发式推理、非启发式推理启发式推理、非启发式推理 启发性知识启发性知识:与问题有关且能加快推理过程、提高搜索效率的知识。目标:在脑膜炎、肺炎、流感中选择一
7、个目标:在脑膜炎、肺炎、流感中选择一个 产生式规则产生式规则 r1:脑膜炎脑膜炎 r2:肺肺 炎炎 r3:流流 感感 启发式知识:启发式知识:“脑膜炎危险脑膜炎危险”、“目前正在盛行流感目前正在盛行流感”。133.1推理的基本概念3.1.1 推理的定义推理的定义3.1.2 推理方式及其分类推理方式及其分类3.1.3 推理的方向推理的方向3.1.4 冲突消解策略冲突消解策略143.1.3推理的方向153.1.3推理的方向n 正向推理(事实驱动推理)正向推理(事实驱动推理):已知事实 结论 基本思想基本思想(1)从初始已知事实出发,在知识库KB中找出当前可适用的知识,构成可适用知识集KS。(2)按
8、某种冲突消解策略从KS中选出一条知识进行推理,并将推出的新事实加入到数据库DB中作为下一步推理的已知事实,再在KB中选取可适用知识构成KS。(3)重复(2),直到求得问题的解或KB中再无可适用的知识。1.正向推理正向推理16173.1.3推理的方向n 实现正向推理需要解决的问题:实现正向推理需要解决的问题:l 确定匹配(知识与已知事实)的方法。确定匹配(知识与已知事实)的方法。l 按什么策略搜索知识库。按什么策略搜索知识库。l 冲突消解策略。冲突消解策略。正向推理简单,易实现,但目的性不强,效率低。正向推理简单,易实现,但目的性不强,效率低。1.正向推理正向推理183.1.3推理的方向n 逆逆
9、向向推推理理(目目标标驱驱动动推推理理):以某个假设目标作为出发点。基本思想基本思想:选定一个假设目标。寻找支持该假设的证据,若所需的证据都能找到,则原假设成立;若无论如何都找不到所需要的证据,说明原假设不成立的;为此需要另作新的假设。主主要要优优点点:不必使用与目标无关的知识,目的性强,同时它还有利于向用户提供解释。主要缺点:主要缺点:起始目标的选择有盲目性。2.逆向推理逆向推理19203.1.3推理的方向n 逆向推理需要解决的问题:逆向推理需要解决的问题:u 如何判断一个假设是否是证据?如何判断一个假设是否是证据?u 当导出假设的知识有多条时,如何确定先选哪一条?当导出假设的知识有多条时,
10、如何确定先选哪一条?u一一条条知知识识的的运运用用条条件件一一般般都都有有多多个个,当当其其中中的的一一个个经经验证成立后,如何自动地换为对另一个的验证?验证成立后,如何自动地换为对另一个的验证?u.逆逆向向推推理理:目目的的性性强强,利利于于向向用用户户提提供供解解释释,但但选选择择初初始始目标时具有盲目性,比正向推理复杂。目标时具有盲目性,比正向推理复杂。2.逆向推理逆向推理213.1.3推理的方向n 正向推理正向推理:盲目、效率低。逆向推理逆向推理:若提出的假设目标不符合实际,会降低效率。正反向混合推理:正反向混合推理:(1)先先正正向向后后逆逆向向:先进行正向推理,帮助选择某个目标,即
11、从已知事实演绎出部分结果,然后再用逆向推理证实该目标或提高其可信度;(2)先先逆逆向向后后正正向向:先假设一个目标进行逆向推理,然后再利用逆向推理中得到的信息进行正向推理,以推出更多的结论。3.混合推理混合推理222324n 双双向向推推理理:正向推理与逆向推理同时进行,且在推理过程中的某一步骤上“碰头碰头”的一种推理。已知事实已知事实 假设目标假设目标反向推理反向推理正向推理正向推理3.1.3推理的方向4.双向推理双向推理中间结论中间结论证证 据据253.1推理的基本概念3.1.1 推理的定义推理的定义3.1.2 推理方式及其分类推理方式及其分类3.1.3 推理的方向推理的方向3.1.4 冲
12、突消解策略冲突消解策略263.1.4冲突消解策略 已知事实与知识的三种匹配情况已知事实与知识的三种匹配情况:(1)恰好匹配成功(一对一);)恰好匹配成功(一对一);(2)不能匹配成功;)不能匹配成功;(3)多种匹配成功多种匹配成功(一对多、多对一、多对多)(一对多、多对一、多对多)冲突消解冲突消解273.1.4冲突消解策略多种冲突消解策略:多种冲突消解策略:(1)按针对性排序)按针对性排序(2)按已知事实的新鲜性排序)按已知事实的新鲜性排序(3)按匹配度排序)按匹配度排序(4)按条件个数排序)按条件个数排序(5)按上下文限制排序)按上下文限制排序(6)按冗余限制排序)按冗余限制排序(7)根据领
13、域问题的特点排序)根据领域问题的特点排序r1:IF A1 AND A2 THEN H1r2:IF A1 AND A2 AND A3 AND A4 THEN H228第3章确定性推理方法3.1 推理的基本概念推理的基本概念 3.2 自然演绎推理自然演绎推理 3.3 谓词公式化为子句集的方法谓词公式化为子句集的方法3.4 海伯伦定理海伯伦定理3.5 鲁宾逊归结原理鲁宾逊归结原理3.6 归结反演归结反演3.7 应用归结反演求解问题应用归结反演求解问题 29自然演绎推理自然演绎推理:从一组已知为真的事实出发,运用从一组已知为真的事实出发,运用经典经典逻辑的推理规则逻辑的推理规则推出结论的过程。推出结论
14、的过程。推理规则推理规则:P规则、规则、T规则、假言推理、拒取式推理规则、假言推理、拒取式推理 3.2自然演绎推理n 假言推理假言推理:P,PQ Q n“如果如果x是金属,则是金属,则x能导电能导电”,“铜是金属铜是金属”推出推出“铜能铜能导电导电”n 拒取式推理拒取式推理:PQ,Q Pn“如果下雨,则地下就湿如果下雨,则地下就湿”,“地上不湿地上不湿”推出推出“没有下没有下雨雨”30(1)如果下雨,则地上是湿的(如果下雨,则地上是湿的(PQ);(2)没有下雨(没有下雨(P););(3)所以,地上不湿(所以,地上不湿(Q)。3.2自然演绎推理错误错误1否定前件否定前件:PQ,P Q(1)如如果
15、果行行星星系系统统是是以以太太阳阳为为中中心心的的,则则金金星星会会显显示出位相变化(示出位相变化(PQ);(2)金星显示出位相变化(金星显示出位相变化(Q););(3)所以,行星系统是以太阳为中心(所以,行星系统是以太阳为中心(P)。错误错误2肯定后件肯定后件:PQ,Q P313.2自然演绎推理 例例1 已知事实:已知事实:(1)凡是容易的课程小王凡是容易的课程小王(Wang)都喜欢;都喜欢;(2)C 班的课程都是容易的;班的课程都是容易的;(3)ds 是是 C 班的一门课程。班的一门课程。求证:小王喜欢求证:小王喜欢 ds 这门课程。这门课程。323.2自然演绎推理p证明:证明:定义谓词定
16、义谓词:EASY(x):x是容易的 LIKE(x,y):x喜欢 yC(x):x 是 C班的一门课程 已知事实和结论用谓词公式表示已知事实和结论用谓词公式表示:()(EASY(x)LIKE(Wang,x)()(C(x)EASY(x)C(ds)LIKE(Wang,ds)333.2自然演绎推理 应用推理规则进行推理:应用推理规则进行推理:()(EASY(x)LIKE(Wang,x)EASY(z)LIKE(Wang,z)全称固化全称固化()(C(x)EASY(x)C(y)EASY(y)全称固化全称固化所以 C(ds),C(y)EASY(y)EASY(ds)P规则及假言推理规则及假言推理 所以 EASY
17、(ds),EASY(z)LIKE(Wang,z)LIKE(Wang,ds)T规则及假言推理规则及假言推理34优点优点:n表达定理证明过程自然,易理解。n拥有丰富的推理规则,推理过程灵活。n便于嵌入领域启发式知识。3.2自然演绎推理 缺缺点点:易产生组合爆炸,得到的中间结论一般呈指数形式递增。35归归结结演演绎绎推推理理第3章确定性推理方法3.1 推理的基本概念推理的基本概念 3.2 自然演绎推理自然演绎推理3.3 谓词公式化为子句集的方法谓词公式化为子句集的方法3.4 海伯伦定理海伯伦定理3.5 鲁宾逊归结原理鲁宾逊归结原理3.6 归结反演归结反演3.7 应用归结反演求解问题应用归结反演求解问
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 确定性 推理 方法 人工智能 ppt 课件
限制150内